論文の概要: Higher-Order Concurrency for Microcontrollers
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.07805v1
- Date: Tue, 17 Aug 2021 15:11:03 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2021-08-20 00:34:35.349346
- Title: Higher-Order Concurrency for Microcontrollers
- Title（参考訳）: マイクロコントローラの高次並列性
- Authors: Abhiroop Sarkar, Robert Krook, Bo Joel Svensson, Mary Sheeran
- Abstract要約: マイクロコントローラプログラムは、典型的にはCとアセンブリの混合で、並行言語拡張を使って記述される。
この課題に対処するためには、$textttSenseVM$を導入します。
私たちのVMは、組み込みOS - Zephyr上に構築された低レベルの$textitbridge$インターフェイスを介してポータブルにされています。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/
- Abstract: Programming microcontrollers involves low-level interfacing with hardware and
peripherals that are concurrent and reactive. Such programs are typically
written in a mixture of C and assembly using concurrent language extensions
(like $\texttt{FreeRTOS tasks}$ and $\texttt{semaphores}$), resulting in
unsafe, callback-driven, error-prone and difficult-to-maintain code.
We address this challenge by introducing $\texttt{SenseVM}$ - a
bytecode-interpreted virtual machine that provides a message-passing based
$\textit{higher-order concurrency}$ model, originally introduced by Reppy, for
microcontroller programming. This model treats synchronous operations as
first-class values (called $\texttt{Events}$) akin to the treatment of
first-class functions in functional languages. This primarily allows the
programmer to compose and tailor their own concurrency abstractions and,
additionally, abstracts away unsafe memory operations, common in shared-memory
concurrency models, thereby making microcontroller programs safer, composable
and easier-to-maintain.
Our VM is made portable via a low-level $\textit{bridge}$ interface, built
atop the embedded OS - Zephyr. The bridge is implemented by all drivers and
designed such that programming in response to a software message or a hardware
interrupt remains uniform and indistinguishable. In this paper we demonstrate
the features of our VM through an example, written in a Caml-like functional
language, running on the $\texttt{nRF52840}$ and $\texttt{STM32F4}$
microcontrollers.
- Abstract（参考訳）: プログラミングマイクロコントローラは、並列でリアクティブなハードウェアや周辺機器との低レベルのインターフェースを伴う。
このようなプログラムは、一般的にcとアセンブリの混合で、並列言語拡張($\texttt{freertos tasks}$と$\texttt{semaphores}$)を使用して記述される。
我々は、マイクロコントローラプログラミングのためにReppyによって最初に導入された、メッセージパスベースの$\textit{higher-order concurrent}$モデルを提供するバイトコード解釈仮想マシンである$\textt{SenseVM}$を導入することで、この問題に対処する。
このモデルは、関数型言語におけるファーストクラス関数の処理と同様に、同期操作をファーストクラス値($\texttt{events}$)として扱う。
これにより、プログラマは自身の並列処理の抽象化を作成、調整でき、また共有メモリの並行処理モデルに共通する安全でないメモリ操作を抽象化できる。
私たちのVMは、組み込みOS - Zephyr上に構築された低レベルの$\textit{bridge}$インターフェイスを介してポータブルにされています。
このブリッジは、すべてのドライバによって実装され、ソフトウェアメッセージやハードウェアの割り込みに応じてプログラミングするように設計されている。
本稿では、Camlのような関数型言語で書かれ、$\texttt{nRF52840}$と$\texttt{STM32F4}$マイクロコントローラ上で実行されるVMの特徴を例に示す。
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