Rice我叫加饭? · 2021年06月24日

教你动手移植RT-Thread到国产MCU

首发:Rice 嵌入式开发技术分享
作者:RiceDIY

摘要

  • 现在芯片价格不断上涨,国内很多厂商也在不断的找替换方案。以ST为例,一个芯片涨了十几倍。
  • 最近刚好有机会拿到国产芯片MCU--兆易创新的评估板(GD32350R)。板载资源如下:

image.png
image.png

  • 拿到这个板子,首先肯定是去看看RT-THREAD是否已经包含这个BSP了,答案:没有这个GD32F350系列的BSP。那必须把他移植个RTT,然后PR一个BSP上去才行。
  • 移植M系列的BSP还是比较简单的,我主要分为六个步骤:
  1. 环境搭建
  2. BSP基础工程
  3. 系统时钟
  4. 串口驱动
  5. 验证工程
  6. 完成BSP总结。

环境搭建

  • GD-Link编程器:
  • 板载有GD-Link适配器。
  • GD-Link编程器软件(GD Link Programmer),官网下载链接:http://www.gd32mcu.com/cn/dow...
  • 因为GD-Link,其实就是一个CMSIS DAP Debugger,所以我在移植过程中直接使用KEIL IDE进行调试,没有GD Link Programmer。
  • 安装KEIL5。
  • 安装GD32350的pack:GigaDevice.GD32F30x\_DFP.2.1.0.pack,官网下载链接:http://www.gd32mcu.com/cn/dow...
  • 串口助手 - XShell。

BSP基础工程

  • 其实移植RT-THREAD到一些比较通用的内核还是比较方便的,因为可以投机取巧。那接下来告诉你怎么投机取巧移植RT-Thread到国产MCU。
  • 本文只适配KEIL5的环境,GCC、KEIL4和IAR环境不做讲解。
  1. 基础模板:首先看看RT-Thread代码仓库中已有的BSP已存在GD的多款芯片,Cortex-M3内核,Cortex-M4内核,RISC-V内核。而我要移植的是Cortex-M4内核。在原有的BSP中,gd32450z-eval就是一个Cortex-M4内核,所以只需要把它复制一份,并修改文件名为:gd32350r-eval。这样就有一个基础的工程。然后就开始增删改查,完成最终的BSP。

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  1. 配置Kconfig:修改根目录的Kconfig文件,修改内容如下图。①修改成对应的SOC名字,②因为GD32350R不包含SDRAM和只有两路串口,所以去除不相关的配置。

image.png

  1. 链接脚本:修改KEIL5的连接脚本,因为GD32F350R8T6的flash大小为64K,SRAM大小为16K。所以要进行修改。其实这一步不修改也是可以的,可以在KEIL中设置,修改内容如下图:

image.png

  1. 修改库:
  • 下载官方的库文件,下载链接:http://www.gd32mcu.com/cn/dow...
  • 删除BSP的Libraries目录下除了SConscript文件的其他内容
  • 然后解压复制目录(GD32F3x0\_Firmware\_Library\_V2.0.2\SDK v2.0.2\GD32F3x0\_Firmware\_Library\Firmware)下的所有内容到BSP中Libraries目录的文件。
  1. 修改Libraries中SConscript文件。修改内容如下:

image.png

  1. 修改KEIL的模板工程。双击:template.uvprojx,如下图:

image.png

  • 修改工程名:

image.png

  • 修改FLASH和RAM的配置:

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  • 修改为对应芯片设备:

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  • 修改可执行文件名字:

image.png

  • 修改优化等级为O3:

image.png

  • 修改默认调试工具:CMSIS-DAP Debugger。

image.png

  • 修改编程算法:GD32F3x0 FMC。

image.png

  1. 修改驱动文件夹,在drivers目录中除了board.c,board.h和SConscript文件保留,其他的全部删除。然后添加两个文件:drv\_usart.c和drv\_usart.h。

image.png

  1. 修改驱动文件夹下的脚本SConscript。

image.png

  1. 添加gd32f3x0\_libopt.h文件到BSP的drivers目录中,gd32f3x0\_libopt.h存在固件库路径:\GD32F3x0\_Firmware\_Library\_V2.0.2\SDK v2.0.2\GD32F3x0\_Firmware\_Library\Template。

image.png

  1. menuconfig配置。

  • 关闭套接字抽象层。
-> RT-Thread Components  
    -> Network  
        -> Socket abstraction layer  
            [ ] Enable socket abstraction layer  
  • 关闭网络设备接口

    -> RT-Thread Components  
        -> Network  
            -> Network interface device  
                [ ] Enable network interface device  
  • 关闭LWIP协议栈

    -> RT-Thread Components  
        -> Network  
            -> light weight TCP/IP stack  
                [ ] Enable lwIP stack  
  • 关闭libc接口

    -> RT-Thread Components  
        -> POSIX layer and C standard library  
            [ ] Enable libc APIs from toolchain  
  • 关闭虚拟文件系统

    -> RT-Thread Components  
        -> Device virtual file system  
            [ ] Using device virtual file system  
  1. 重新生成MDK5的工程,在env中执行:scons --target=mdk5.
> scons --target=mdk5  
scons: Reading SConscript files ...  
scons: done reading SConscript files.  
scons: Building targets ...  
scons: building associated VariantDir targets: build  
CC build\applications\main.o  
CC build\drivers\board.o  
CC build\drivers\drv_usart.o  
CC build\kernel\components\drivers\misc\pin.o  
CC build\kernel\components\drivers\serial\serial.o  
CC build\kernel\components\drivers\src\completion.o  
CC build\kernel\components\drivers\src\dataqueue.o  
....  
....  
AS Libraries\CMSIS\GD\GD32F3x0\Source\ARM\startup_gd32f3x0.o  
CC Libraries\CMSIS\GD\GD32F3x0\Source\system_gd32f3x0.o  
LINK rtthread-gd32f3x0.elf  
fromelf --bin rtthread-gd32f3x0.elf --output rtthread.bin  
fromelf -z rtthread-gd32f3x0.elf  
scons: done building targets.  
  1. 修改board.h中ram的大小配置。将128修改为16即可。

image.png

  1. 编译测试。双击:project.uvprojx文件

image.png

  • 如果编译报如下错误,将所有的#include <gd32f4xx.h>修改为#include <gd32f3x0.h>。

image.png

  • 然后就可以正常编译通过:

image.png

系统时钟


  • 提供给系统的是采用GD32的SysTick,代码如下,然后再rt\_hw\_board\_init()函数初始化SystemClock\_Config()。
void SystemClock_Config(void)  
{  
    SysTick_Config(SystemCoreClock / RT_TICK_PER_SECOND);  
    NVIC_SetPriority(SysTick_IRQn, 0);  
}  
  
void SysTick_Handler(void)  
{  
    /* enter interrupt */  
    rt_interrupt_enter();  
  
    rt_tick_increase();  
  
    /* leave interrupt */  
    rt_interrupt_leave();  
}  
  • 通过keil进行在线调试,看看是否可以跑到main.c中。在main函数加个断点。然后全速执行,可以看到执行到我们设置的断点停住了,移植基本完成。

234.gif

串口驱动


  • 一个基本的BSP中,串口是必不可少的,所以还需要编写串口驱动
  • 在GD32F350中有两组驱动:UART0和UART1。
  • 在RTT中只需要对接好串口框架中的(struct rt\_uart\_ops)即可。
static struct rt_uart_ops usart_ops =  
{  
    gd32_usart_configure,  
    gd32_usart_control,  
    gd32_usart_putc,  
    gd32_usart_getc,  
    gd32_usart_dma_transmit,  
};  
  • 具体的代码就不过多描述,后面作者再出一篇串口驱动框架的文件。
  • 配置完串口,如果串口输出如下log,说明BSP已经制作完毕。
\ | /  
- RT -     Thread Operating System  
 / | \     4.0.4 build Jun 22 2021  
 2006 - 2021 Copyright by rt-thread team  
msh >  
  

验证工程

  • 输入如下命令。查看是否有输出。

image.png

完成BSP总结


  • 关于RT-THREAD的移植还是比较方便的,主要是复杂地方官方都已经做好了,如调度器。
  • 而作者移植的Cortex M4是一个比较通用的内核,rtt提供的libcpu已经包含了相关的内容,所以无需造轮子。
  • 关于GD这款芯片的评价,我觉得官方提供的库中,API太不优雅了。这个是指的改进的,就好比一个GPIO的API就多达15个。
  • 在上述中内容,除了适配了串口驱动,我还是适配了GPIO驱动,由于资源的问题,其他驱动我就没在适配了。
  • 关于兆易创新的GD32350R评估板的BSP目前我也已经提交到了RT-THREAD,应该过几天就可以merge到主仓库中。

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