در این بخش به معرفی چالش ها و مشکلاتی که در محیط های Multithread ممکن است روی دهد پرداخته شده است. سپس راهکارهای متناسب با هر کدام بیان شده است. در نهایت نحوه پیاده سازی و استفاده از آن در میکروکنترلرهای STM32 با استفاده از یک مثال عملی بیان شده است.
. FreeRTOS یک سیستم عامل رایگان و متن باز است که برای میکروکنترلرها و پردازنده¬های کوچک طراحی شده است. این سیستم به گونه ای بهینه شده است تا حد امکان ساده و کوچک باشد. همچنین استفاده از آن نیز بسیار ساده است. FreeRTOS به زبان C گسترش داده شده است و به گونه توسعه داده شده است تا بسیار Portable باشد. در FreeRTOS دارای اکثر ویژگی¬های سیستم عامل بلادرنگ از جمله سمافور و Queue و … است. این سیستم عامل از بیش از 27 پلتفرم مختلف ازجمله AVR، ARM و … پشتیبانی می¬کند.
در این نحوه نوشتن برنامه سوکت TCP و UDP با رابط کاربری Netconn و با استفاده از سیستم عامل FreeRTOS شرح داده شده است.
در این قسمت با استفاده رابط کاربری Raw کتابخانه LwIP نحوه نوشتن برنامه سوکت بیان شده است. رابط کاربری Raw مبتی بر توابع Callback است. بطوری ¬که کاربر توابع متناظر با هر رویداد نظیر دریافت فریم یا رخداد خطا را مشخص می-کند و هسته LwIP هنگامی که هر یک از رخدادهای موردنظر روی دهد تابع مشخص شده فراخوانی می¬شود.
برنامه نویسی سوکت روشی برای اتصال دو Node در یک شبکه برای تبادل داده است. یکی از دو Node بعنوان Server و دیگری بعنوان Client عمل می¬کنند. Server همواره به پورت خاصی گوش می¬دهد و هنگامی¬ که یک Client بخواهد به Server وصل شود، ابتدا به آن درخواست اتصال می¬دهد و در صورت پذیرش Server اتصال ایجاد می¬شود و پس از آن می-توانند با هم داده تبادل کنند. در حالت کلی تعداد Client ها می¬تواند بیشتر از یک باشد.
LwIP یک کتابخانه رایگان TCP/IP است که توسط Adam Dunkels در موسسه علوم کامپیوتر سوئد توسعه داده شده است. تمرکز پیاده سازی LwIP در جهت کاهش استفاده از RAM و درعین حال داشتن یک نسخه کامل از مدل TCP/IP است. این امر باعث می¬شود LwIP برای کاربردهایEmbedded بسیار مناسب باشد.
Ethernet یک پروتکل دسترسی چندگانه با قابلیت شنود سیگنال حامل آسنکرون با طول Payload بین 46 تا 1500 بایت و نرخ داده صدها مگابایت در ثانیه است. این پروتکل، یک پروتکل لایه data link و Physical است که استاندارد IEEE 802.3 مشخصه¬های آن را مشخص کرده است. مشخصه¬های Ethernet در سالیان اخیر برای داشتن سرعت انتقال بالاتر و ارایه قابلیت¬های جدید گسترش یافته است. در جدول 1 برخی از استانداردهای رایج Etrhernet نشان داده شده است. لازم به ذکر است که Ethernet در کاربردهای Low power ، گزینه مناسبی نیست.
مدل TCP/IP یا Transmission Control Protocol/Internet protocol که به نام¬های دیگر مانند Internet protocol suit یا Protocol Stack نیز معروف است، مدلی مفهومی و مجموعه¬ای از پروتکل¬ها است که در اینترنت و شبکه¬های کامپیوتری مورد استفاده قرار می¬گیرد.
مستقل از بی سیم یا با سیم بودن ارتباط، اغلب انتقال داده به وسیله بسته¬های اطلاعاتی که در یک یا چند شبکه در حال سفر هستند، صورت می¬گیرد. اما قبل از اینکه این شبکه¬ها بتوانند باهم کار کنند، باید از یک پروتکل مشترک یا مجموعه¬ای از قوانین برای انتقال و دریافت این بسته¬های داده استفاده کنند.
