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title: Lab1: QEMU Modeling
toc: no
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預期目標
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- 體驗一個具體而微的 MCU 程式開發過程
- 藉由 QEMU 模擬環境，嘗試控制週邊 (STM32 USART) 並觀察其行為
- 以實驗點出日後課程的提綱

預先準備
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- 安裝 Ubuntu Linux，建議版本為 12.04
- ``sudo apt-get install zlib1g-dev libsdl1.2-dev``
- 若 Ubuntu 使用 **64bit 版本** ，請額外安裝 lib32gcc1 之套件
  - sudo apt-get install lib32gcc1

- 取得 GNU Toolchain: `toolchain-2012_03.tar.bz2 <http://0xlab.org/~jserv/tmp/toolchain-2012_03.tar.bz2>`_
  - 解開到 /usr/local/csl/arm-2012.03 目錄，操作如下
    - cd  /
    - sudo tar jxvf toolchain-2012_03.tar.bz2
- 取得檔案 `0001-Fix-build-due-to-old-APIs.patch </_showraw/embedded/Lab1/0001-Fix-build-due-to-old-APIs.patch>`_ (右鍵另存新檔)

STM32 Overview
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- Powerful but Cheap
  - Wireless Connectivity
  - Computing/Prototyping
  - One for most use cases
  - open source: http://code.google.com/hosting/search?q=label:STM32 
  - http://0xlab.org/~jserv/tmp/CM-STM32.pdf

.. image:: /STM32-P103-01.jpg

STM32 on QEMU 環境建立與測試
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.. code-block:: prettyprint

    git clone git://github.com/beckus/stm32_p103_demos.git
    git clone git://github.com/beckus/SandboxQemu2.git qemu_stm32

    cd qemu_stm32
    git am 0001-Fix-build-due-to-old-APIs.patch
    ./configure --disable-werror --enable-debug \
        --enable-debug-tcg \
        --target-list="arm-softmmu" \
        --extra-cflags=-DDEBUG_CLKTREE \
        --extra-cflags=-DDEBUG_STM32_UART \
        --extra-cflags=-DSTM32_UART_NO_BAUD_DELAY \
        --extra-cflags=-DSTM32_UART_ENABLE_OVERRUN
    make
    cd ../stm32_p103_demos
    git checkout -b final origin/final
    export PATH=/usr/local/csl/arm-2012.03/bin:$PATH
    make all
    make blink_flash_QEMURUN
    make button_QEMURUN
    make uart_echo_QEMURUN

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作業要求
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- 設計 STM32 的程式，使得在按下 Button 時，於 UART 輸出 "Hello!"
- STM32 的程式須能與使用者互動，允許透過 UART 下指令控制週邊的狀態，至少要控制 LED 與查詢 Button 的狀態 (如按下的次數)
- (加分) 使用 Software interrupt

作業提示
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- 可直接修改在現有目錄下 (如 button/ 或 blink_flash/ 等等) 的 main.c 檔案，然後打包壓縮後寄送即可
- 若 makefile 內容有修改，請一併附上
- 避開使用 putc(), printf() 一類的函式，畢竟標準 I/O 函式在嵌入式環境不見得完整支援
- 避開使用 sprintf() 一類需要作特別格式處理的函式，因為很可能在給定的環境中，沒有充分的支援
- 同名的 header file，如 "stm32f10x_conf.h"，很可能在不同目錄有不的內容，從而會定義不同的 function
- 不同程式的 makefile 的編譯方式不同，請留意。以下是 uart_echo 的編譯條件：

.. code-block:: prettyprint

    demos/uart_echo/main.elf: demos/uart_echo/main.c
    demos/uart_echo/main.elf: $(STD_PERIPH_SRC)/stm32f10x_rcc.c
    demos/uart_echo/main.elf: $(STD_PERIPH_SRC)/stm32f10x_gpio.c
    demos/uart_echo/main.elf: $(STD_PERIPH_SRC)/stm32f10x_usart.c
    demos/uart_echo/main.elf: $(SYS_FILES)
            $(CC) $(CFLAGS_LINK) -Idemos/uart_echo/ -o $@ $^

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繳交作業
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- 寄件到 <jserv.tw@gmail.com>
  - 標題: "[HW1]" 開頭，後面加學號與姓名
  - 內文是測試方法，包含自訂指令，如 "info led" 與 "info button" 的預期結果
  - 可以的話，附上一份自介

小提醒
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- 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