Electrónica y Sistemas Embebidos · EMB-125

FreeRTOS en microcontroladores

Repartir el firmware del ESP32 en tareas, colas y semáforos con plazos verificables.

Próximamente Especialización 6 módulos · 28 clases

Formato asíncrono Ingeniería / Industria, Desarrollo ESP32

HARDWARE DESARROLLO

Lo que aprenderás

Crear tareas con xTaskCreatePinnedToCore y repartir la carga entre los dos núcleos del ESP32.
Comunicar tareas mediante colas, notificaciones directas y stream buffers sin perder mensajes en ráfagas.
Proteger recursos compartidos con mutex y semáforos evitando la inversión de prioridad.
Dimensionar la pila de cada tarea leyendo uxTaskGetStackHighWaterMark antes de cerrar el diseño.
Atender interrupciones con las variantes FromISR y diferir el trabajo a una tarea de servicio.
Diagnosticar bloqueos y reinicios con el watchdog de tarea y las trazas del planificador.

Contenido del curso

6 módulos · 28 clases en vídeo · práctica guiada en cada módulo

Módulo 1 · Por qué un RTOS y entorno de trabajo 4 clases

Límites del bucle principal y del delay bloqueante
Instalación de ESP-IDF y primer proyecto
Anatomía de app_main y arranque del planificador
Depuración por puerto serie con el monitor de ESP-IDF

Módulo 2 · Tareas y planificación 5 clases

Crear y eliminar tareas con xTaskCreate
Estados de una tarea y cambio de contexto
Prioridades y reparto entre los dos núcleos
vTaskDelay frente a vTaskDelayUntil en muestreo periódico
Dimensionar la pila y vigilar el agua alta

Módulo 3 · Comunicación entre tareas 4 clases

Colas: envío, recepción y tiempos de espera
Notificaciones directas como cola ligera
Stream buffers y message buffers para datos continuos
Esperar varias fuentes con conjuntos de colas

Módulo 4 · Sincronización y recursos compartidos 5 clases

Semáforos binarios y de conteo
Mutex y herencia de prioridad
Inversión de prioridad reproducida en el laboratorio
Grupos de eventos para coordinar arranques
Secciones críticas y acceso a periféricos compartidos

Módulo 5 · Interrupciones y temporización 5 clases

Rutinas de interrupción y funciones FromISR
Diferir trabajo de la ISR a una tarea de mayor prioridad
Temporizadores software y su tarea de servicio
Watchdog de tarea y reinicios controlados
Modos de bajo consumo con tareas activas

Módulo 6 · Proyecto de cierre: nodo de adquisición y control 5 clases

Especificar los plazos del sistema antes de escribir código
Reparto en tareas y asignación de prioridades
Medida de latencia y jitter con GPIO y osciloscopio
Ajuste de pilas y balance de memoria
Revisión del diseño y errores frecuentes

Requisitos

Programación en C sobre microcontroladores, con punteros, estructuras y manejo de periféricos.
Experiencia previa con ESP32 y ESP-IDF o Arduino en proyectos sin sistema operativo.
Una placa ESP32 y cable USB para reproducir las prácticas en hardware real.

Descripción

Un firmware escrito como un único bucle infinito funciona hasta que aparecen la segunda y la tercera cosa que hacer a la vez: muestrear un sensor a intervalo fijo, atender la conexión WiFi y refrescar una pantalla. Los retardos bloqueantes empiezan a estorbarse, se pierden muestras y el fallo solo aparece cuando la máquina lleva días funcionando. Este curso ataca justo ese punto.

El recorrido parte del planificador de FreeRTOS tal y como lo integra ESP-IDF y avanza por prioridades, colas, semáforos, mutex, grupos de eventos y temporizadores software. Cada mecanismo se practica sobre un montaje de adquisición y control en ESP32, midiendo latencias reales con GPIO y provocando a propósito los fallos típicos: inversión de prioridad, desborde de pila y colas que se llenan.

Al terminar, el firmware deja de ser un bucle y pasa a ser un conjunto de tareas con responsabilidades y plazos explícitos, que es lo que exige un producto industrial mantenible. Desde ahí se aborda con criterio la conectividad concurrente, los clientes MQTT sobre ESP32 y las arquitecturas de nodo IoT en las que la adquisición no puede detenerse mientras se transmite.

¿Para quién es este curso?

Ingeniería de firmware que mantiene producto sobre ESP32 y necesita comportamiento temporal predecible.
Perfiles de desarrollo embebido que llegan de Arduino y chocan con los retardos bloqueantes.
Equipos de I+D industrial que integran adquisición y comunicaciones en el mismo microcontrolador.