ECos के तहत प्रोग्रामिंग STM3220G

हमारे पास एक परियोजना है जिसका विचार बुद्धिमान गेटवे और हब को जल्दी से प्रोग्रामिंग करने के लिए एक रूपरेखा तैयार करना है। यह तब होता है जब एक, सामान्य रूप से, सस्ती नियंत्रक एक निश्चित एल्गोरिथ्म के अनुसार सेंसर के एक समूह को कार्य करता है और एक ही समय में सर्वर के साथ एक कनेक्शन होता है। चीजों के इंटरनेट को लागू करने के लिए इस तरह का एक विकल्प।

बेशक, रूपरेखा क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म है और इसमें अधिकतम संभव संख्या में हार्डवेयर और सॉफ़्टवेयर प्लेटफ़ॉर्म शामिल होने चाहिए। इसलिए, परियोजना के कार्यों में से एक ईकोस के लिए फ्रेमवर्क पोर्ट है, और कोर्टेक्स-एम 3 (एसटीएम 32 एफ 2) को इसके लिए हार्डवेयर प्लेटफॉर्म के रूप में चुना गया था, एसटीएम 3220 जी एवल बोर्ड के कार्यान्वयन में। मैं इस तरह के अग्रानुक्रम में महारत हासिल करने के अनुभव को साझा करना चाहता हूं।


ऑपरेटिंग सिस्टम और हार्डवेयर प्लेटफ़ॉर्म का विकल्प परियोजना में आने से पहले ही बना था, अर्थात्। इसे एक दिया माना जा सकता है।

ढांचे के लिए आवश्यकताओं का अध्ययन करने के बाद, भाषा का विकल्प स्पष्ट रूप से बनाया गया था - सी ++। एम्बेडेड में C ++ के उपयोग के बारे में बहुत बहस है, लेकिन इस बारे में एक अलग लेख लिखना बेहतर है। डेबियन जीएनयू / लिनक्स एएमडी 64 का उपयोग मुख्य विकास प्रणाली के रूप में किया जाता है, जिसके लिए निश्चित रूप से एक अलग फ्रेम पोर्ट है।

1. ईकोस

eCos (मैं इसे eXotic OS कहता हूं) एम्बेडेड अनुप्रयोगों के लिए एक विन्यास योग्य वास्तविक समय ऑपरेटिंग सिस्टम है। इसे लंबे समय से विकसित किया गया है, लेकिन बहुत व्यापक नहीं है (एक बार जब मैंने इसके उपयोग पर आंकड़ों के साथ एक ग्राफ देखा था - सर्वेक्षण किए गए उपयोगकर्ताओं के 3-5% जैसे कुछ इसका उपयोग करते हैं)। एक वाणिज्यिक विकल्प भी है - eCosCentric, लेकिन अभी तक इसके साथ काम करना संभव नहीं हुआ है। वैसे, बाद के डेवलपर्स ने पोर्ट को STM3220G Eval बोर्ड के लिए स्थानांतरित कर दिया। इंटरनेट पर इसके बारे में बहुत कुछ लिखा गया है।

2. STM3220G के लिए eCos का कॉन्फ़िगरेशन

ईकोस वेबसाइट पर आप उपयोगिताओं और टूलकिन के द्विआधारी संस्करणों के लिंक पा सकते हैं। STM3220G के लिए पोर्ट अभी भी CVS रिपॉजिटरी में है। बाइनरी संस्करण और टूलचेन को ईको-इंस्टाल स्क्रिप्ट के साथ डाउनलोड किया जाता है । STM32F2 के मामले में, हाथ-ईबीबी के लिए एक जीसीसी पोर्ट की आवश्यकता होती है।

ईकोस की एक विशेषता यह है कि वस्तुतः सब कुछ बंद हो गया है। और यह डिफाइन-एस और ईकोस डेवलपर्स द्वारा लिखित एक विदेशी कॉन्फ़िगरेशन सिस्टम के साथ किया जाता है, जिसे दो उपयोगिताओं द्वारा दर्शाया गया है: configtool और ecosconfig। पहले में जीटीके + ग्राफिकल इंटरफ़ेस है, दूसरा कंसोल है। हमारे मामले में, configtool का उपयोग किया जाता है।

आपको कॉन्फ़िगरेशन को उस निर्देशिका में निर्दिष्ट करके कॉन्फ़िगरेशन शुरू करने की आवश्यकता है जहां सीवीएस रिपॉजिटरी से प्राप्त फाइलें सहेजी जाती हैं (मेनू बिल्ड / रिपॉजिटरी)। उसके बाद, हार्डवेयर ST STM 3220G EVAL बोर्ड विकल्प कॉन्फ़िगरेशन टेम्प्लेट (बिल्ड / टेम्प्लेट मेनू) में दिखाई देगा।

फिर एक विशेषता है: आपको उन पैकेजों के मूल सेट को निर्दिष्ट करना होगा जो ऑपरेटिंग सिस्टम की असेंबली में शामिल होंगे। मुझे तुरंत कहना होगा कि सभी विकल्पों को इकट्ठा नहीं किया जा सकता है ताकि एक छवि प्राप्त हो जो नियंत्रक की फ्लैश मेमोरी में फर्मवेयर के लिए तैयार है। हमारे ढांचे को थ्रेड्स और शेड्यूलर की आवश्यकता है, इसलिए हम कर्नेल विकल्प चुनते हैं। पहला विकल्प तैयार है - आप सिस्टम (मेनू बिल्ड / लाइब्रेरी) बना सकते हैं। वास्तव में, पूरी प्रणाली हेडर फ़ाइलों का संग्रह है, एक स्थिर पुस्तकालय है, और लिंकर को निर्देश है। यह सब configtool उपयोगिता द्वारा एक अलग निर्देशिका में एकत्र किया जाता है।

चूंकि फ्रेम-प्लेटफ़ॉर्म क्रॉस-प्लेटफ़ॉर्म है, इसलिए ई-असोसस असेंबली में सी लाइब्रेरी पैकेज को जोड़ना आवश्यक है, आईएसओ सी लाइब्रेरी और पोसिक्स कम्पार्टेबिलिटी से संबंधित सभी पैकेज। यह सिस्टम की मूल छवि को थोड़ा बढ़ाएगा, लेकिन यह आपको एक पहिया (यानी मानक सी लाइब्रेरी) का आविष्कार करने के बजाय परिचित सी / सी ++ भाषा में लिखने की अनुमति देगा।

ईकोस में, कार्यक्रम निष्पादन मुख्य कार्य के साथ आईएसओ सी में शुरू नहीं होता है, लेकिन साइबर_स्टार्ट () फ़ंक्शन के साथ होता है, जो कोड पोर्टेबिलिटी पर प्रतिकूल प्रभाव डालता है। इसे ठीक करने के लिए, आपको आईएसओ पर्यावरण स्टार्टअप / समाप्ति पैकेज जोड़ना होगा।

अंतिम स्पर्श। नियंत्रक रॉम को लिखा जा सकने वाली छवि बनाने के लिए, आपको स्टार्टअप प्रकार == ROM (कॉन्फ़िगरेशन / eCos HAL / Cortex-M आर्किटेक्चर / Cortex-M3 / -M4 STM32 वेरिएंट / STM32x0G-EVAL ... / स्टार्टअप प्रकार) निर्दिष्ट करना होगा। यह आपको लिंकर के निर्देशों के साथ सही फ़ाइल को इकट्ठा करने की अनुमति देगा।

हम बिल्ड / लाइब्रेरी, बिल्ड / टेस्ट को फिर से निष्पादित करते हैं और यह, आप प्रोग्रामिंग शुरू कर सकते हैं।

3. ईकोस के लिए प्रोग्रामिंग

जैसा कि पहले उल्लेख किया गया है, मुख्य ढांचा विकास भाषा C ++ है। अधिकांश भाषा निर्माण का उपयोग किया जाता है, जिसमें एन्कैप्सुलेशन, विरासत, बहुरूपता (आभासी तरीकों का उपयोग करके), पैटर्न और यहां तक ​​कि गतिशील प्रकार की जानकारी भी शामिल है। केवल तीन चीजों को आवेदन से तुरंत बाहर रखा गया था: अपवाद, गतिशील मेमोरी आवंटन, और एसटीएल का उपयोग (हालांकि ईकोस बंडल में एक एनालॉग लाइब्रेरी है)। यह सब, परिणामस्वरूप, डेवलपर्स के जीवन को महत्वपूर्ण रूप से सरल करता है, और एक ही समय में, प्रोग्राम की छवि (ऑपरेटिंग सिस्टम सहित) वॉल्यूम में 256K (ROM) से अधिक नहीं होती है, और सामान्य ऑपरेशन के लिए नियमित 128K RAM पर्याप्त है।

इसलिए, ईकोस हमें एक सी लाइब्रेरी प्रदान करता है जो लगभग आईएसओ अनुरूप है, और सी ++ हमें कोड लिखने की अनुमति देता है जो पढ़ने और बनाए रखने में आसान है। यह ध्यान देने योग्य है कि ईकोस में आईएसओ और पोसिक्स मानकों के साथ छोटी विसंगतियां हैं।

एक और विशेषता। C ++ कोड को मानक C ++ पुस्तकालयों का उपयोग किए बिना सही तरीके से संकलित करने के लिए, आपको C-compiler (हमारे मामले में, gcc-arm-eabi) का उपयोग करना होगा।

4. परियोजना का संकलन और संयोजन

Autoconf / automake, साथ ही cmake स्क्रिप्ट को सिस्टम के निर्माण और परीक्षण के लिए लिखा जाता है। वे एक-दूसरे की यथासंभव नकल करते हैं और ऑटोटूल और सेमीके दोनों के समर्थकों की जरूरतों को पूरा करने के लिए बनाए जाते हैं। व्यक्तिगत रूप से, मेरी प्राथमिकता ऑटोटूलस है, इसलिए मैं इस उदाहरण का वर्णन करना जारी रखूंगा।

सही बिल्ड प्लेटफ़ॉर्म (टूलचैन + कंपाइलर सेटिंग्स) का चयन करने के लिए यह ऑटोकॉन्फ़ स्क्रिप्ट के लिए मानक कुंजियों का उपयोग करने के लिए पर्याप्त है (कॉन्फ़िगर। एसी फ़ाइल):

$ ../configure --host = arm-eabi --prefix = $ ECOS_INSTALL_DIR CXX = gcc-arm-eabi

इस स्थिति में, ECOS_INSTALL_DIR चर में वह निर्देशिका पथ होना चाहिए जहां शीर्ष लेख फ़ाइलें और eCos लाइब्रेरी एकत्र की जाती हैं (जैसा कि ऊपर संकेत दिया गया है - यह configtool का उपयोग करके कॉन्फ़िगर किया गया है)।

इन कुंजियों के अलावा, ऑटोकॉन्फ़ स्क्रिप्ट को लिंकर और कंपाइलर के लिए चाबियाँ जोड़ना चाहिए, उदाहरण के लिए, इस तरह:

CFLAGS = "$ CFLAGS -ffunction-section -fdata-section"
CXXFLAGS = "$ CXXFLAGS -ffunction-section -fdata-section"
CPPFLAGS = "$ CPPFLAGS -I $ उपसर्ग / शामिल -mcpu = cortex-m3 -mthumb"
LDFLAGS = "$ LDFLAGS -L $ उपसर्ग / lib -Ttarget.ld -mcpu = cortex-m3 -mthumb -Wl, - gc-section -Wl, -n -Wl, -static -nostartfiles -nostdlib"

अगर कोई दिलचस्पी रखता है तो मैं पूरी स्क्रिप्ट साझा कर सकता हूं।

वह संपूर्ण विन्यास है।

5. फ्लैश मेमोरी में फर्मवेयर के लिए एक छवि तैयार करना

ऑटोटूलस / सेमी बिल्ड स्क्रिप्ट आपको एएलएफ प्रारूप में निष्पादन योग्य फ़ाइल प्राप्त करने की अनुमति देती हैं। यह कंट्रोलर फ्लैश मेमोरी में लोड करने के लिए उपयुक्त नहीं है। फ़र्मवेयर के लिए उपयुक्त छवि प्राप्त करने के लिए, आपको objcopy प्रोग्राम का उपयोग करना होगा:

$ भुजा-ईबी-ओब्जेक्पी-ओ बाइनरी <अपनी-योगिनी-फ़ाइल> <आपकी छवि> .bin

इस आदेश को एक स्वचालित स्क्रिप्ट (Makefile.am फ़ाइल) में रखा जा सकता है, उदाहरण के लिए, इस तरह:

स्थापित-कार्यकारी हुक:
यदि PLATFORM_ECOS
$ (host_alias) -objcopy -O बाइनरी $ (bindir) / $ (PROGRAM_NAME) $ (EXEEXT) $ (bindir) / $ (PROGRAM_NAME) $ (EXEEXT) .bin
endif

यह सब करने के बाद, आप नियंत्रक के फ्लैश मेमोरी में फर्मवेयर के लिए एक साधारण कमांड के साथ एक छवि तैयार कर सकते हैं:

$ स्थापित करें

बस इतना ही।