理工系学生を対象にした制御の実装と理解を容易にするリアルタイムOS学習教材の開発

开发实时操作系统学习材料，促进理工科学生的控制实施和理解

基本信息

批准号：
17H00411
负责人：
池田亮
金额：
$ 0.32万
依托单位：
Kagoshima University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Scientists
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-17H00411/
关键词：
リアルタイムOS 学習教材

项目摘要

大学の理工系において, 研究用途で開発されるシステムは組み込みシステムである場合が多い, また, 近年は機能及び保守性等を満たすため, リアルタイムOS(以降, RTOSと表記)を使用する場面が増えつつある. しかしながら, 理工系学生が在学中に組み込みシステムやRTOSを学ぶ機会は十分でない. そこで, 学生が実際に手を動かしながらRTOSの基礎を習得できることを目的として, 学習教材の試作を行った.ハードウェアには教育用レゴマインドストームEV3(以降, EV3と表記)を採用した. EV3はサーボモーター, 各種センサー, それらを制御するインテリジェントブロック等から構成される. 一般的な組み込みシステムの構成と非常に良く似ていて, 学習教材として適している.ソフトウェアプラットフォームにはEV3RTを採用した. EV3RTは, 国産RTOSのTOPPERSにEV3向けカスタマイズを施したもので, コアにTOPPERS/HRP2カーネルを採用している.試作した学習教材は, 事前の説明文・サンプルプログラムの実装と動作確認・事後の説明文で構成している. 見やすさや参考資料とのリンクしやすさを考慮して, HTML・CSSを使用して作成した.試作した教材は, 初めて組み込みシステムに触れる学生を想定して, 最小限のところから始めるように構成した. まずLCDへの表示を制御するところから始めて, 次に複数タスクの実行, サーボモーターの制御, 各種センサーの取り扱いなど, 組み込みシステムでよくある内容を順に取り入れた. 本教材は, 初めて組み込みシステムおよびRTOSに触れる学生にとって, 有効なものと考えている.

在科学和工程大学中，用于研究目的的系统通常是嵌入式系统，近年来，实时操作系统（以下称为RTOS）被用来满足功能和可维护性等，等等。但是，科学和工程专业的学生还没有足够的机会学习嵌入式系统或RTO，他们仍在上学。因此，我们创建了一个学习材料的原型，目的是让学生在实际掌握自己的手中学习RTO的基础知识。硬件是用于教育目的的Lego Mind Storm EV3（以下简称为EV3）。 EV3由控制它们的伺服电机，各种传感器和智能块组成。它与典型嵌入式系统的结构非常相似，并且适合作为学习材料。该软件平台使用EV3RT。 EV3RT是Toppers，是一种国内RTO，已针对EV3定制，并使用Toppers/HRP2内核作为核心。原型学习材料包括解释前，样本程序，操作检查和解释后。使用HTML和CSS创建了实验学习材料，以考虑易于观看和易于与参考材料的联系。假设学生首先接触到嵌入式系统，原型教材的设计旨在从最低限度开始。首先，我们首先控制LCD上的显示，然后我们合并了在嵌入式系统中常见的内容，例如执行多个任务，控制伺服电机，处理各种传感器。该教材被认为对首次体验嵌入式系统和RTO的学生有效。