Microsoft公式、Azure RTOS ThreadXサイトを紹介します。
前稿最後で示したSTM32G4 Azure RTOS ThreadXサンプルコード付属readme.html理解には、Azure RTOS ThreadX基礎知識が必要です。基礎知識獲得には、Microsoft公式サイトが最適です。
本稿は、公式サイトを簡単に説明し、今後のAzure RTOS習得方針を示します。
Azure RTOS習得方針
筆者は、物事を効率的に理解する時、初めはあまり細部に拘らず全体を俯瞰的に捉え、次の段階で不明な点を明らかにする、既に知っている事柄と比較する、などの方法を好みます。
Azure RTOS習得も、この方法でアプローチしたいと思います。
これは、FreeRTOS習得（2020年版）と同じ方法です。その結果、開発したのがNXP版FreeRTOSアプリケーションテンプレートです。
最終的には、STM32G4 Azure RTOS ThreadXサンプルコード付属readme.html理解とST版Azure RTOSアプリケーションテンプレート開発、2022年版Azure RTOS習得サイト作成が目標です。
Azure RTOS ThreadX公式ユーザガイド
公式サイトトップページには、Azure RTOS概要と、ユーザガイドのショートカットが掲載されています。概要は、疲れた時や気分転換時に読むとして、肝心のAzure RTOS ThreadXユーザガイドをクリックします。
現れるのが、Azure RTOS ThreadXユーザガイド目次です。
第 1 章：Azure RTOS ThreadX 概要とリアルタイム組込み開発
第 2 章：Azure RTOS ThreadX インストール
第 3 章：Azure RTOS ThreadX 機能動作
第 4 章：Azure RTOS ThreadX API
第 5 章：Azure RTOS ThreadX アプリケーションドライバー作成
第 6 章：Azure RTOS ThreadX デモアプリケーション
第3章が、Azure RTOS ThreadX理解ポイントのようです。
Azure RTOSとFreeRTOS比較：状態遷移図、優先度
RTOS理解に必須なのが、スレッド/タスクの状態遷移です。左が第3章：記載のAzure RTOS、右が弊社FreeRTOS習得記載のFreeRTOS状態遷移です。Azure RTOSは、全5状態ありFreeRTOS比+1、スレッド登録後、即Suspendedになる遷移もあります。
RTOS処理対象を、Azure RTOSはスレッド、FreeRTOSはタスクと呼びます。
優先度は、Azure RTOSは数値が小さい方が高く、FreeRTOSは大きい方が高い、つまり真逆です。
などのAzure RTOSとFreeRTOSの違いが第3章から判ります。
Azure RTOS ThreadXサンプルコードキーワード
・ThreadX、Thread、Event flags、Preemption threshold
前稿最後で示したSTM32G4 Azure RTOS ThreadXサンプルコード付属readme.html記載のキーワードです。サンプルコード理解には、これらが重要であることを示しています。
公式ユーザガイド第3章日本語訳によると、Preemption thresholdとは、プリエンプション閾値のこと。Azure RTOS独特の高度機能です。この部分の要旨を抜粋すると、
・プリエンプション閾値利用で、プリエンプションを無効にする優先度の “上限” を指定可能。上限より高い優先度スレッドは、引き続きプリエンプト可能だが、上限より低いスレッドは、プリエンプト不可。
・優先度20スレッドが、15～20優先スレッドグループやり取りで説明。優先度20スレッドは、セクション処理中、プリエンプション閾値を15 に設定すると、他の全スレッドのプリエンプションを防止。
・これにより、非常に重要なスレッド (優先度 0 から 14 まで)は、クリティカルセクション処理中でもスレッドをプリエンプトでき、応答性が大幅に向上。
・スレッドでプリエンプション閾値を0に設定し、全プリエンプションを無効にすることも可能。また、プリエンプション閾値は実行時に変更可能。
英語原本の機械翻訳だと思いますので、解り難い箇所もありますが、今はOKとしましょう😂。
プリエンプション：Preemptionとは
プリエンプションとは何かを、IT用語辞典から抜粋しました。
・RTOSが、実行中のスレッド/タスクを強制的に一時中断し、他のスレッド/タスク実行に切り替えること。
・このRTOS切り替えを「コンテキストスイッチ」（context switching）と呼び、プリエンプションで停止していたスレッド/タスクを再開させる操作を「ディスパッチ」（dispatch）と呼ぶ。
・殆どの現代RTOSは、「プリエンプションを利用」し処理を時分割多重。
・歴史的には、スレッド/タスク側が自ら決めたタイミングで自発的にRTOSへ制御を返却するノンプリエンプティブマルチタスク、あるいは、協調的マルチタスクもあった。
Azure RTOS/FreeRTOS、どちらもプリエンプションを利用します（FreeRTOSは本稿：状態遷移参照）。違いは、Azure RTOSが、スレッド毎にプリエンプション閾値を持つこと。RTOS任せにせずスレッドが、明示的に優先度制御を行う点です。
STM32G4 Azure RTOS ThreadXサンプルコードは、このスレッドによる優先度変更とイベントフラグが解れば解析できそうです（次回解析予定）。
まとめ
Microsoft公式Azure RTOS ThreadXサイトを利用したAzure RTOS習得方針を示しました。
STM32G4 Azure RTOS ThreadXサンプルコード付属readme.html理解に、Azure RTOS ThreadXユーザガイド第3章から、
・Azure RTOSとFreeRTOS状態遷移は異なる
・Azure RTOS優先度は0が最高位、FreeRTOSは値が大きい程優先度が高く、両者は真逆
・Azure RTOSスレッド応答性を向上させるPreemption threshold：プリエンプション閾値機能がある
などが判りました。この方針に則って、Azure RTOS習得を続けます。