--- title: Lab39: Cross-Development (2015q1 Week #3) toc: no ... 預期目標 ------------ - 體驗一個具體而微的 MCU 程式開發過程，使用 GNU Toolchain - 藉由 QEMU 模擬環境，嘗試控制週邊 (STM32 USART) 並觀察其行為 - 接觸 FreeRTOS 預先準備 ------- - 安裝 Ubuntu Linux，建議版本為 14.04 - 安裝必要的套件 .. code-block:: prettyprint sudo apt-get install git zlib1g-dev libsdl1.2-dev automake* autoconf* libtool libpixman-1-dev - 若 Ubuntu 使用 **64bit 版本** ，請額外安裝 lib32gcc1 之套件 .. code-block:: prettyprint sudo apt-get install lib32gcc1 lib32ncurses5 - 取得 GNU Toolchain: `GNU Tools for ARM Embedded Processors`_ ，或用 apt-get 取得，操作如下 .. code-block:: prettyprint sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi 設定 Toolchain 執行檔路徑 ------------------------------------ .. code-block:: prettyprint export PATH=/usr/local/csl/arm-2014.05/bin:$PATH * 提示: 可更新到 ~/.bashrc STM32 Overview -------------- - Powerful but Cheap - Wireless Connectivity - Computing/Prototyping - One for most use cases - `STM32-P103`_ * MCU: STM32F103RBT6 ARM Cortex-M3, up to 72MHz operation * 128K Bytes Program Flash, 20K Bytes RAM * USB, CAN, x2 I2C, x2 ADC 12 bit, x3 UART, x2 SPI, x3 TIMERS .. image:: /STM32-P103-01.jpg STM32 on QEMU 環境建立與測試 -------------------------- .. code-block:: prettyprint mkdir -p workspace cd workspace git clone git://github.com/beckus/stm32_p103_demos.git || git clone https://github.com/beckus/stm32_p103_demos.git git clone git://github.com/beckus/qemu_stm32.git || git clone https://github.com/beckus/qemu_stm32.git cd qemu_stm32 git submodule update --init dtc || sudo apt-get install libfdt-dev ./configure --disable-werror --enable-debug \ --target-list="arm-softmmu" \ --extra-cflags=-DSTM32_UART_NO_BAUD_DELAY \ --extra-cflags=-DSTM32_UART_ENABLE_OVERRUN \ --disable-gtk make cd ../stm32_p103_demos make all make blink_flash_QEMURUN make button_QEMURUN make uart_echo_QEMURUN -------------------------------- FreeRTOS --------------- * `The Architecture of Open Source Applications: FreeRTOS`_ - `簡體中文翻譯`_ * 已整合檔案系統到 FreeRTOS 中，並可在 UART 顯示檔案系統 (romfs) 中的內容 (但是目前版本不能正確運作) * 測試方式 - ``cd ~/workspace`` - ``git clone git@github.com:embedded2015/freertos-basic.git`` - # 或者: ``git clone https://github.com/embedded2015/freertos-basic.git`` - ``cd freertos-basic`` - ``make`` - ``make qemu`` - 按下 Ctrl-Alt-1 切到 serial - 輸入 "help" 可見已實作的 shell command * ps * mmtest * host - 輸入 ``host ls`` 並觀察 host 端終端機的畫面 ARM Semihost ------------ * 使用 ARM 所開發的目標系統 (target system)，不一定會提供所有的輸入/輸出設備。因此 ARM 設計了 semihost 這種機制，讓運行 ARM debugger 的主機可以與目標系統進行 I/O 溝通，以利產品開發 - http://albert-oma.blogspot.tw/2012/04/semihosting.html * Semihost 的實作是透過使用定義好的軟體中斷 (SVCs)，使程式在執行過程中產生中斷。一旦目標系統上的程式呼叫到對應的指令 (semihosting call)，便產生軟體中斷，接著 Debug Agent 就會負責處理此中斷，進行與主機的溝通 - http://infocenter.arm.com/help/index.jsp?topic=/com.arm.doc.dui0205g/Bgbjhiea.html * FreeRTOS extensions: https://github.com/hugovincent/mbed-freertos - lib/semifs.c - mbed (mbed.org) target supports semihosted local filesystem, accessible via the mbed USB interface. Should also work with semihosting-compatible debuggers. * QEMU ARM semihosting - http://balau82.wordpress.com/2010/11/04/qemu-arm-semihosting/ 參考執行畫面: .. image:: /embedded/Lab32/freertos.png 小提醒 ----- - QEMU monitor 中按下 Ctrl-Alt-2 可切換到 serial0，即可作 UART 輸出/輸入測試，而按下 Ctrl-Alt-1 可切回 QEMU monitor - 詳情可參閱 stm32_p103_demos 目錄的 README 檔案 - Ubuntu Linux 的「下載」目錄名稱就叫做「下載」，建議可建立 symbolic link 到 "Downloads" 目錄，如下： - ln -s ~/下載 ~/Downloads 參考設計要求 ------------------ * 修正原本檔案系統無法運作的狀況，使 `ls` 和 `cat` 一類的指令得以使用 * 修正和擴充 `test`，試著追加有用的功能，如計算質數或 Fibonacci 數，並且適度回報 * 在 FreeRTOS 中建立新的 task，定期將系統資訊 (參考 shell.c [ps_command]) 透過 ARM semihosting 存放到 host 端檔案系統的 sysinfo 檔案 繳交作業 ------------ - 截止日期： * Mar 21, 2015 (含) 之前 - 更新開發過程到共筆網站: `Lab 39 / 作業共筆`_，需要標注自己的 ID * 將符合作業提案的程式碼，提交到自行 fork 的 repository * https://github.com/embedded2015/freertos-basic * 注意: 要記得 fork `freertos-plus`_ 參考資訊 ------------ * `Lab21: RTOS - Hackpad`_ (檔案系統原理) * `Lab29: FreeRTOS - Hackpad`_ * `Lab 32: FreeRTOS`_