Portado de M2OS al microcontrolador RP2040

Abstract

El objetivo de este proyecto es portar M2OS, el sistema operativo de tiempo real para placas con recursos restringidos desarrollado por la Universidad de Cantabria, al microcontrolador RP2040, integrado en la placa Raspberry Pi Pico. Para ello es necesario entender cómo funciona un sistema operativo —independientemente de sus requerimientos— teóricamente y en código. Esto incluye un análisis de ciertas partes del funcionamiento de M2OS y Ada, el lenguaje en el que está escrito. Paralelamente, hay que analizar el entorno de desarrollo de software de la Raspberry Pi Pico, que es la manera más fácil y eficiente de interactuar con el hardware de la placa, escrito en C, siendo necesario integrar partes en ambos lenguajes. Dicha integración de M2OS con el RP2040 involucra la modificación y expansión de ciertos módulos del sistema operativo, permitiendo que este acceda y controle los recursos del hardware de manera eficiente a través de funciones del entorno de desarrollo. Este proceso incluye la implementación del timer del sistema mediante el hardware de la RP2040, así como la inicialización del hardware y la gestión de la multitarea en un entorno de doble núcleo para realizar ciertas tareas básicas que se pueden expandir más adelante.

This project aims to port M2OS, a real-time operating system developed for scarce-resource boards by Universidad de Cantabria, to the RP2040 microcontroller integrated in the Raspberry Pi Pico board. It is thus necessary understand how Operating Systems work —no matter its requirements— This includes a detailed analysis of certain operational aspects of M2OS and its programming language, Ada. Simultaneously, a comprehensive understanding of the Raspberry Pi Pico's software development kit is required. This kit, written in C, represents the most efficient and straightforward method to interface with the board's hardware. Therefore, integrating components written in both Ada and C is a necessary part of this process. The integration of M2OS with the RP2040 microcontroller involves modifying and expanding certain modules of the operating system. This enables the system to access and control the hardware resources efficiently through the development kit's functions. Key tasks in this integration include implementing the system timer using the RP2040's hardware clock, initializing the hardware, and managing multitasking in a dual-core environment to fulfil basic tasks that can be expanded upon later.