Vojtěch Skřivánek

V dnešním světě jsou požadavky na výkon elektronických zařízení stále vyšší. Důvody jsou například zvyšující se standardy zákazníků či integrace umělé inteligence. Proto se na trhu stále častěji objevují kontrolery, které mají více než jednu procesorovou jednotku. Jelikož zatím nejsou dvoujádrové kontrolery tak hojně užívány, může být náročné získat o nich dostatek informací z volně dostupných zdrojů. Proto se může například i pouhé založení projektu stát náročným úkolem.      Tato kniha si klade za cíl provést čtenáře od založení projektu, přes jeho tvorbu, až po ladění, tak, aby nemusel dohledávat další informace. Tato kniha je zaměřena na využití běžně dostupných dvoujádrových kontrolerů, které největší výrobci nabízí na trhu. Čtenář se dozví, jakou má daný kontroler architekturu, jak v jeho vývojovém prostředí správně založit projekt a jak jej naprogramovat. Především ale kniha popisuje, jaké prostředky meziprocesorové komunikace kontroler nabízí. Každá kapitola obsahuje stručný popis možností meziprocesorové komunikace daného kontroleru. Dále jsou tyto možnosti ukázány prakticky na jednoduchých příkladech. Účelem knihy není předání obecných pouček a zásad programování vícejádrových kontrolerů, ale konkrétní integrace a využití periferií meziprocesorové komunikace dvoujádrových kontrolerů, které se u jednotlivých výrobců často velmi liší. Čtenář si přečtením této knihy udělá představu o tom, jak jednotliví výrobci přistupují k meziprocesorové komunikaci, jaké prostředky meziprocesorové komunikace jednotlivé kontrolery nabízí a jak snadné nebo naopak obtížné je s těmito kontrolery a jejich prostředky pracovat.

Mobilní telefon, chytré hodinky, bezdrátová sluchátka či myš, dálkový ovladač - všechna tato zařízení mají jedno společné – jsou napájena z baterie. Jak ale zajistit, aby se prodloužila nebo alespoň zachovala jejich výdrž, a to i přes zvyšující se nároky na výkon, malou velikost a nízkou hmotnost? Mimo vývoje úspornějších elektronických součástek a kvalitnějších baterií leží tento úkol na bedrech programátora mikrokontroleru. Ten musí vytvořit aplikaci, v níž se maximální výpočetní kapacita jádra využívá pouze, když je to nezbytně nutné. Takovou aplikaci, ve které je každá periferie zapnuta jen tehdy, kdy je třeba ji využít. Aplikaci, která kontroler uspí, když zařízení právě není využíváno. V této knize si ukážeme důmyslné nástroje mikrokontroleru STM32L073RZ, které umožňují šetřit energii vašeho zařízení. V několika kapitolách o úsporných nastaveních, režimech a periferiích si na příkladech ukážeme, jak lze značně snížit spotřebu, a to kolikrát bez velkého úsilí. Tato kniha volně navazuje na předchozí díly "Programujeme STM32: zdolejte jednočipy profesionálů" a "Programujeme STM32 bez knihoven". Je vhodná pro všechny, kteří již znají teorii základních periferií mikrokontrolerů STM32, umí je ovládat bez použití knihovních funkcí a nyní si chtějí rozšířit znalosti o možnosti úspory energie, ke které je mikrokontroler STM32L073RZ navržen.

Při tvorbě rozsáhlých programů, které obsahují velké množství procesů, se můžeme setkat s potřebou vykonávat některé procesy paralelně. To však není na jednojádrových mikrokontrolerech možné. Částečné řešení však nabízí použití operačního systému. Ten umožní programátorovi rozdělení úloh programu do vláken, která se dle nastaveného schématu střídají v běhu. A právě o jednom z nejrozšířenějších operačních systémů – FreeRTOS - pojednává tato kniha.FreeRTOS je bezplatný operační systém určený pro vestavěné systémy. Kromě správy vláken nabízí i velké množství nástrojů pro jejich časování, synchronizaci a předávání dat mezi nimi. V této knize se seznámíme s těmito nástroji a ukážeme si jejich použití na praktických příkladech. Pomocí občas nečekaného chování příkladů odhalíme překvapivé vlastnosti některých nástrojů, se kterými musí programátor při jejich použití počítat k dosažení kýženého výsledku.Byť se tato kniha zabývá operačním systémem FreeRTOS, čtenář získá obecnou znalost o fungování většiny operačních systémů určených pro vestavěné systémy, které velice často používají podobné základní nástroje.Pro tvorbu příkladů se od čtenáře očekává alespoň základní znalost problematiky programování mikrokontrolerů STM32, kterou pokrývají knihy série „Programujeme STM32“. Příklady jsou však koncipovány tak, aby byly závislé na platformě co možná nejméně.

Kniha, kterou právě držíte v ruce, je určena všem nadšencům programování mikrokontrolerů. Těm, kteří mají zájem posunout se od 8bitových čipů (AVR, PIC, Arduino) k 32bitovým kontrolerům s jádrem ARM. Jestliže i Vás již lákalo okusit profesionály široce využívané 32bitové kontrolery STM32, ale zalekli jste se jejich komplexnosti, délky dokumentace či třeba nedostatku zdrojů v českém jazyce, pak právě pro Vás byla tato kniha napsána. Cílem této knihy je vyvrátit mýtus o tom, že programování 32bitových kontrolerů je těžší než u 8bitových. Pomocí jednoduchých příkladů Vám ukáže, že použití periferií těchto čipů je stejně snadné. Navíc si budete moci vyzkoušet i další funkce, kterými kontrolery STM32 své kolegy předčí. Kniha Vás mimo jiné naučí, jak používat vývojové prostředí STM32CubeIDE, jak nastavit a řídit vstupně/výstupní piny, digitálně analogové převodníky, časovače, základní sériové komunikace a další základní periferie. Jestliže dojdete k přesvědčení, že programování 32bitových ARMů není tak obtížné, a že skrývají výhody, pro které stojí za to u nich setrvat, pak tato kniha splnila svůj účel.

Tato kniha volně navazuje na titul ""Programujeme STM32: zdolejte jednočipy profesionálů"". Je vhodná pro všechny, kteří již znají teorii základních periferií mikrokontrolerů STM32, umí je používat za pomoci knihovních funkcí, ale chtějí si prohloubit znalost jejich ovládání. Je určena všem, kteří chtějí psát vlastní rychlý, úsporný, efektivní a aplikačně specifický kód. V této knize se oprostíme od knihoven připravených firmou ST Microelectronics, které umožňují snadnou obsluhu periferií bez hlubších znalostí jejich řízení, ale za cenu pomalého a objemného kódu. Kniha obsahuje totožné nebo velmi podobné příklady jako výše zmíněný titul, ale bez použití knihoven. Čtenář je tak seznámen s prací se speciálními funkčními registry periferií, jejichž nastavení je nutné k jejich správnému chodu a užívání. Na konci každého příkladu je diskutován rozdíl mezi řešením bez knihoven a s nimi. Pokud chcete lépe pochopit funkci a obsluhu periferií mikrokontrolerů STM32 a psát rychlý, úsporný, snadno testovatelný, zkrátka optimální kód, tato kniha je pro Vás ideálním výchozím bodem.