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解説

　※ 本コンテンツは，2023年5月25日発売の『Interface 2023年7月号』をPDFファイルとしたものです

本誌オリジナル Try Kernel付き
特集　ラズパイPicoで1500行 ゼロから作るOS

特設：ラズパイPicoで徹底解説！マイコン＆CPUメカニズム
付録基板コーナ：ラズパイPicoの端子拡張にも使える「RpiPico Debug Board」

目次

【第1部　OSとは何か，そしてどんなOSを作るのか】

OSを理解するには…作ってしまおう！
プロローグ　自作する1500行OS「Try Kernel」はここがスゴイ

コラム1　PC用OSと組み込み用OSの違うところ

コラム2　OS用語集

タスクの優先度や状態遷移，スケジューリングが肝
第1章　マイコンOSの基本…リアルタイムとマルチタスク

最小構成だけど仕事で使えるレベル
第2章　今回作る1500行OS「Try Kernel」の仕様を決める

Appendix1　開発環境の構築

Appendix2　Try Kernelを拡張するときはμT-Kernelが参考になる

【第2部　ステップ1…起動処理を作る】

電源ON直後のマイコンの動作と参照するデータ
第1章　一般的なマイコンの起動処理と例外ベクタ・テーブル

メモリ・マップを見て理解する
第2章　Picoの起動処理の流れ

main関数の代わりにLEDを点滅させるまで
第3章　起動処理のプログラムを作る

デバッグ用文字出力関数を作る
第4章　起動処理のプログラムでひとまずhello,worldを表示

【第3部　ステップ2…マルチタスク機能を作る】

実行コンテキストの退避/切り替え/復元
第1章　プログラムを切り替えるディスパッチャ

待ち行列/優先度スケジューリング/タスク管理ブロック
第2章　実行すべきタスクとその順番を決めるスケジューラ

時間管理の単位チック・タイムと割り込みの設定
第3章　システム・タイマとタスクの時間待ち機能

【第4部　ステップ3…タスクの同期と通信機能を作る】

例えばセンサ制御とデータ処理…優先度をコントロールできる
第1章　主に1対1のタスク同期に使われる…起床待ちと起床

フラグの生成/待ち/セット/クリア
第2章　複数のタスク間で複雑な同期もできる…イベント・フラグ

資源の獲得と返却
第3章　複数のタスク間での資源競合を防ぐ…セマフォによる排他制御

【第5部　総仕上げ…作ったOSで動くPico向けのアプリケーションを作る】

I2CとA-Dコンバータを利用する
第1章　ハードの準備…ジェスチャ・センサ，光センサ，LCDを接続する

CPUがシリアル通信やA-Dコンバータを制御するために
第2章　デバイス・ドライバとデバイス管理機能の実装

マルチタスク・プログラムなら拡張性もリアルタイム性もバッチリ！作って合点！
第3章　ついに完成！自作OSでセンサとLCDを制御

【特設　ラズパイPicoで徹底解説！マイコン＆CPUメカニズム】

デコーダ/演算器/レジスタ/パイプライン/カウンタ/ポインタ/割り込みなどの基礎用語を覚えよう
第1章　CPUの基本を学ぶ…内部構造/周辺回路/基本動作

実際のマイコンで実例を見てみる
第2章　Pico掘り下げ…RP2040内部構成/メモリ・マップ/キャッシュ/ブートローダ

メカニズム理解の仕上げ…LED点滅のプログラムをブート部分から作る
第3章　起動プログラム作り…ブート・プログラム/リンカ・スクリプト

【特集関連】

プログラムのクラッシュや情報流出，マルウェアの実行をOSレベルで防ぐ
Cortex-AのMMUで不正なメモリ書き込み/読み出し/実行を禁止する方法

【付録基板コーナ】

全ピンが引き出されているので拡張や信号観測に便利！機能が一目で分かるシルク印刷入り
ラズパイPicoの端子拡張にも使える「RPiPicoDebugBoard」

【音の信号処理】

[実験]音で音を消す アクティブ・ノイズ・キャンセリング〈第2回〉
モノラル音声を入力してその逆位相音を出力

【鉄道・航空コーナ】

Arduino/ラズパイで作るコックピット〈第8回〉
Arduinoを使ってハードウェア入出力を追加する

【OS使いこなし】

LCD表示/WAVファイル再生/ボタン検出/Bluetooth通信…複数スケッチをマルチタスクで動かす
M5Stack×FreeRTOSで作る無線接続リモート・コンソール

YoctoProjectではじめる組み込みLinux開発入門〈第9回〉
ユーザ・アプリ組み込み済みLinuxをコマンド1行で生成するレシピを作る

【RaspberryPiライフ】

ハイレゾ&I2S伝送対応！[新]ラズパイPicoDACの製作〈第5回〉
I2Sデータ受信対応(4)…非同期サンプリング・レート変換のリサンプリング処理改善

【回そう！モータ】

毎号実験！自律移動ロボット〈第3回〉
狙った区画へ移動&駐車

【テクノロジー掘り下げ】

4月号特集で使ったJetsonOrinの活用術
Jetson大実験…int8量子化でモデル容量を半分にしつつ精度低下を防ぐ

マイコンとクラウド・サーバで作る自然観察カメラ〈第2回〉
撮影&アップロードのプログラム

作りながら学ぶ！プリント基板設計 超入門〈第6回〉
自作USBキーボード編(1)…回路図入力

【ニュース＆レポート＆お知らせ】

読者プレゼント

ほんのりInterface

作業部屋 ツール自慢〈第12回〉
マイコンやセンサの消費電流測定に便利なキット

次号予告

【別冊付録】

プログラミング学園 Python部

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