Статьи автора

Совместное использование сопрограмм и событий для программирования встроенных систем

Номер выпуска 5 от 17.09.2025

Предложена новая методология построения программ для встроенных систем реального времени. Программа, написанная на языке C/C++, исполняется без помощи операционной системы и позволяет реализовать как событийно-ориентированный подход, так и параллельное выполнение с помощью сопрограмм. Обработка событий и выполнение сопрограмм производится в ядре мягкого реального времени на уровне приоритета программных прерываний. Сопрограмма рассматривается как частный случай события, где возобновляемая функция сопрограммы выполняется в качестве обработчика события. Для возобновления сопрограммы после приостановки ее событие повторно отправляется на обработку, до тех пор пока возобновляемая функция не будет полностью выполнена. Таким образом, в ядре происходят как обработка простых событий, так и планирование выполнения сопрограмм. Событиям могут назначаться различные приоритеты обработки. Ядро мягкого реального времени может быть расширено для работы в симметричной многопроцессорной системе. Сочетание сопрограмм и простых событий позволяет реализовать технологию fork/join, а также средства параллельного программирования, сходные с инструментами языков Go и occam. Новая методология была воплощена на языке C++ в виде библиотеки DORSECC, адаптированной для различных процессоров ARM и Blackfin. С ее помощью были созданы встроенные вычислительные системы реального времени, применяемые в серийно выпускаемых машинах для сортировки банкнот. Эти системы используются как для распознавания образов методом каскада классификаторов, так и для управления датчиками и приводами механизма с применением автоматного программирования. Их общее количество в эксплуатации превысило 20000. Ядро мягкого реального времени в указанных системах обеспечивает среднюю длительность обработки события на уровне десятков микросекунд при субмикросекундных накладных затратах.

18 0