लिनक्स के लिए C ++ में FreeRTOS + STM32F4

शुभ दिन पिछली बार जब मैंने AVR के लिए प्रोग्राम किया था, तब से यह एक लंबा समय है और इसलिए, मैंने स्मृति में बहाल करने का फैसला किया, जो कि निस्संदेह दिलचस्प और आकर्षक क्षेत्र है - माइक्रोकंट्रोलर्स के लिए विकास। एआरएम एसटीएम 32 को प्लेटफ़ॉर्म के रूप में चुना गया था, और, क्रम में नहीं, तुरंत कॉर्टेक्स-एम 4। STM32F4DISCOVERY बोर्ड पर STM32F407 के साथ डिबग बोर्ड। एक मेगाबाइट फ्लैश और 128 केबी की मेमोरी से संसाधनों को बचाने और सी ++ में लिखने के बारे में ज्यादा परेशान नहीं करना संभव हो जाता है।

तो, कार्य: फ्रीआरटीओएस में एसटीएम 32 के तहत एलईडी को ब्लिंक करने से सीखने के लिए, लेकिन यह ऐसा करने के लिए फैशनेबल है - सी ++ में, और शुद्ध सी में नहीं।

यह समझा जाता है कि आप पहले से ही एक्लिप्स के साथ काम कर रहे हैं, आप जानते हैं कि इसमें ऐड-ऑन कैसे जोड़ा जाता है, और आप सामान्य शब्दों में जानते हैं कि लिनक्स कैसे काम करता है।

इंटरनेट पर मैनुअल, हौटशेक्स और अन्य जानकारी का एक गुच्छा पढ़ने के बाद, मैंने सब कुछ अंदर डाल दिया ... कुछ भी काम नहीं किया, यह काम नहीं किया, यह संकलन नहीं किया, और अगर यह संकलित किया, तो यह लोहे के टुकड़े पर शुरू नहीं हुआ। अंत में, सभी समान, सब कुछ काम किया, और, चूंकि मैं एक रेक प्रशंसक नहीं हूं, इसलिए मैंने इस पोस्ट को लिखने का फैसला किया।

Tulcheyn

विकास के माहौल को स्थापित करने और स्थापित करने में मुझे दो दिन लगे। इसलिए, मैं एक ऐसा सेट दूंगा जो वास्तव में मेरे लिए काम करे और मेरी समस्याओं का विस्तार से वर्णन करे:
- ग्रहण केपलर (C / C ++ के लिए)
- जीसीसी
- टेक्सेन / स्टिंकल

हाथ-कोई-कोई भी हो, उसके लिए मुसीबत जीसीसी को लेकर थी। टूलचेन के लिए बहुत सारे विकल्प हैं, मैंने दो की कोशिश की और वास्तव में दोनों ने काम किया। हालाँकि, दोनों के बीच अभी भी थोड़ा अंतर है:
- जीएनयू आर्म टॉचिन यहां प्राप्त किया जा सकता है
- मेंटर ग्राफिक्स कोडसौररी EABI यहां लिया जा सकता है , उन्हें अपना डेटा दर्ज करने के लिए कहा जाएगा, वे मेल पर एक डाउनलोड लिंक भेजेंगे।

वैसे, पहले मैंने अपने लिनक्स डिस्ट्रो से आर्म-लाइनक्स-गुनएबी स्थापित किया। इसके लायक नहीं, यह हमारे उद्देश्यों के लिए काम नहीं करेगा, लेकिन अगर आपके एआरएम पर लिनक्स स्थापित है, तो हाँ, यह है।

इसलिए, हम जहां चाहें संकलक लगाते हैं, लेकिन उपयोगकर्ता के पथ में इसे पथ लिखना सुनिश्चित करें। यह कैसे करना है यह उस ओएस पर निर्भर करता है जिसके साथ आप काम कर रहे हैं। मैंने टूलचिन्स की इस जोड़ी को / ऑप्ट में फेंक दिया और सिम्लिंक / ऑप्ट / आर्म-टूलचिन - जैसे कि डिफ़ॉल्ट रूप से बनाया।

प्रोग्रामर

अगला, किसी भी सुविधाजनक तरीके से जीथब के साथ क्लोन स्टिंक । हमेशा की तरह जा रहे हैं:

# git clone github.com/texane/stlink
# cd stlink
# ./automake
# ./configure --prefix=/usr/bin

लिबास-देव के बारे में मत भूलना, मैंने इसे डेबियन व्हीज़ी में स्थापित नहीं किया है। यदि अभी भी पर्याप्त ब्याज नहीं हैं, तो उन्हें डालें क्योंकि यह आपके सिस्टम में किया गया है।

विकास का वातावरण

अगला, मेरे लिए सबसे दिलचस्प बात विकास के लिए एक क्लिप स्थापित करना है। मैं इस परियोजना को स्थापित करने में सफल नहीं हुआ, ताकि सब कुछ संकलित हो जाए और शुद्ध ग्रहण पर काम किया जाए। इसलिए, आप उपयोगी प्लगइन्स डाल सकते हैं। हालाँकि, सेटिंग्स की स्पष्टता प्राप्त होने के बाद, आप एक गहरी खुदाई कर सकते हैं और प्लग-इन के बिना अपने लिए परियोजना का अनुकूलन कर सकते हैं।

एआरएम के लिए विकास के लिए पर्याप्त अलग प्लग हैं, यहां एक जोड़े हैं:
- जीएनयू आर्म एक्लिप्स यहां प्राप्त किया जा सकता है
- ज़ीलिन सीडीटी - यहां

उन दोनों के लिए अपडेट साइटें हैं, मेनू से क्लिप के लिए मानक तरीके से प्लग इन स्थापित किए गए हैं। हमने दोनों लगा दिए।

इसके बाद, ग्रहण में C ++ प्रोजेक्ट बनाएं, यह चुनें कि यह ARM (ARM Cross GCC toolchain) के तहत क्या होगा, फिर टूलकिन के प्रकार का चयन करें जिसके आधार पर आप जो कंपाइलर चुनते हैं: CodeSourcery या ARM GCC। सामान्य तौर पर, प्लगइन्स विभिन्न प्रकार के कंपाइलरों का समर्थन करते हैं - आप उनके साथ खेल सकते हैं।





एक समस्या है - CodeSourcery में मुझे libnosys.a नहीं मिला। मुझे इसे GNU आर्म GCC से लेना पड़ा। सामान्य तौर पर, उड़ान सामान्य है।



निष्कर्ष

अब, प्लगइन क्या हल करता है, इसके बारे में थोड़ा विषयांतर। आपको इसका सामना करना पड़ेगा यदि आप अपने लिए प्रोजेक्ट को कस्टमाइज़ करेंगे और आप एक शुरुआती हैं। मेरे लिए, यह सब एक खोज थी, क्योंकि मैंने पहले कभी फर्मवेयर नहीं लिखा है।

- कंट्रोलर पर कोई एफआईआर नहीं है। फर्मवेयर सांख्यिकीय रूप से बनाया गया है।
- और कोई ऑपरेटिंग सिस्टम नहीं है (यह परियोजना में बनाया जाएगा), कोई लोडर नहीं है - प्रोग्राम स्विच करने के तुरंत बाद शुरू होगा।

प्लगइन समस्याओं का एक गुच्छा हल करता है - यह तुरंत CMSIS और मानक पेरेफोरियल प्रदान करता है जो हमें उस परियोजना में चाहिए जो हमने अभी बनाया है। नियंत्रक बाह्य उपकरणों के साथ काम करने के लिए इन पुस्तकालयों की आवश्यकता होती है।

बेशक, आप निर्माता द्वारा प्रदान की गई पुस्तकालयों के बजाय libopencm3 पेंच कर सकते हैं, लेकिन यह एक अलग लेख का विषय है।

Ppagin भी लिंकर स्क्रिप्ट का एक सेट प्रदान करता है। ईमानदारी से, मैं पहली बार उनके सामने आया। लिंकर स्क्रिप्ट बाइनरी फ़ाइल की संरचना, अनुभागों, प्रवेश बिंदु और बहुत कुछ का वर्णन करती है। मैन्युअल रूप से टुकड़ों में यह सब इकट्ठा करना नीरस और निर्बाध है, जबकि परियोजना लोहे के टुकड़े पर भी शुरू नहीं हुई है, लेकिन फिर - अध्ययन के लिए क्या कमरा है।

प्लगइन परियोजना के गुणों से कॉन्फ़िगर किया गया है, वास्तव में, परियोजना में वे अपनी सेटिंग्स संग्रहीत करते हैं।

डिबगर को कॉन्फ़िगर करें

सामान्य तौर पर, यह टुकड़ा बहुत अंत में किया जा सकता है, लेकिन यह तथ्य कि डिबगिंग ने काम किया है, पहले से ही एक संकेत है कि सब कुछ कॉन्फ़िगर किया गया है। इसलिए, हम पहले से ऐसा करेंगे।

स्वाभाविक रूप से, GDB का उपयोग डिबगर के रूप में किया जाता है। चलो GDB सर्वर एप्लिकेशन को कॉन्फ़िगर करते हैं, जो कि टेक्सेन / स्टिंकल से उपयोगिता होगी।

बाहरी टूल पर जाएं और टूल जोड़ें। बोर्ड से जुड़े होने के साथ, डिबगिंग की आवश्यकता होने पर, इसे हर बार लॉन्च किया जाना चाहिए। उपयोगिता डिबग छवि को भर देगी और सर्वर के रूप में काम करेगी। -म स्विच सिर्फ उसे बताता है कि हर बार डिबगर से कनेक्शन नहीं गिरता है, जो मेरी राय में बहुत सुविधाजनक है।



अगला, डीबग लक्ष्य बनाएं। यहां सब कुछ सरल है, हम टूलकिन से डिबगर लेते हैं, पोर्ट 4242 निर्दिष्ट करें - यह डिफ़ॉल्ट जीडीबी सर्वर पोर्ट है।



हम डिबग सर्वर शुरू करते हैं, लक्ष्य से कनेक्ट करते हैं - यह प्रोजेक्ट को इकट्ठा करेगा, हार्डवेयर के साथ बाइनरी को भरेगा और इसे चलाएगा। आप डीबग कर सकते हैं।

FreeRTOS

चूँकि परियोजना के लिए आवश्यक सब कुछ हमें प्लग-इन द्वारा दिया गया था (जो, वैसे, एक एलईडी के साथ एक ब्लिंकर टेम्पलेट भी बनाया गया था), आप इसे एक साथ ले जा सकते हैं और इसे लोहे के टुकड़े से भर सकते हैं। यदि एलईडी झपकी और सब कुछ काम करता है, तो हम ओएस को एकीकृत करना शुरू करते हैं।

प्लगइन द्वारा बनाई गई परियोजना की संरचना में एक लिबास डायरेक्टरी होगी, जहां सीएमएसआईएस, स्टीडीपिप और इतने पर पहले से ही झूठ है। यह वह जगह है जहाँ हम FreeRTOS छोड़ते हैं। इसके अलावा, ओएस को काम करने के लिए, आपको इसे कॉन्फ़िगर करने की आवश्यकता है। शाफ्ट का उपयोग करके इंटरनेट पर फ्रीआरटीओएस स्थापित करने के लिए मैनुअल (आधिकारिक वाले सहित) हैं, इसलिए मैंने यहां इसका वर्णन नहीं किया है। संक्षेप में, निम्नलिखित करें:

1) FreeRTOSConfig.h बनाएं और इसे RTOS पाठकों के लिए डालें
2) हम से हमारे हार्डवेयर के टुकड़े के लिए पोर्टेबल पोर्ट लें और बाकी आरटीओएस स्रोतों के साथ पोर्ट फाइल डालें।
3) स्रोत से आरटीओएस मेमोरी मैनेजर ढूंढें, उदाहरण के लिए heap_2.c और इसे वहां रखें।

वैसे, आरटीओएस से कॉन्फ़िगरेशन में, आपको वास्तविक प्रोसेसर घड़ी को निर्दिष्ट करना होगा, प्रोजेक्ट बनाते समय इसे उसी रूप में निर्दिष्ट करना होगा। मेरे पास यह 168 मिलियन है।

 #define configCPU_CLOCK_HZ ( ( unsigned long ) 168000000 ) #define configTICK_RATE_HZ ( ( portTickType ) 1000 ) 

और इसे भी जोड़ें:

 #define vPortSVCHandler SVC_Handler #define xPortPendSVHandler PendSV_Handler #define vPortSVCHandler SVC_Handler #define xPortSysTickHandler SysTick_Handler 

और vTaskDelay चालू करें क्योंकि हम इसका उपयोग पलक झपकते एलईडी के बीच प्रतीक्षा करने के लिए करेंगे:

 #define INCLUDE_vTaskDelay 1 

परियोजना सेटिंग्स में हमारे FreeRTOS के लिए पथ लिखना न भूलें:



सामान्य तौर पर, परियोजना में बहुत सारी सेटिंग्स होती हैं, जिसमें से कंपाइलर, असेंबलर और लिंकर पैरामीटर बनते हैं। आप चारों ओर खेल सकते हैं, देखें क्या होता है;)

न्यूनतम कॉन्फ़िगर किया गया, अब आप एकत्रित करने का प्रयास कर सकते हैं। यदि आप कुछ भूल जाते हैं, तो यह आसानी से इकट्ठा नहीं होगा या काम नहीं करेगा।

और अब डांसिंग ऐप!

हम सी ++ में आवेदन लिखेंगे, और हम शुद्ध सी से सी ++ में स्थानांतरित करेंगे। मैंने लंबे समय तक इन भाषाओं में नहीं लिखा है, इसलिए सख्ती से न्याय न करें।

गिथब पर प्रोजेक्ट

टास्किंग के साथ, एक बारीकता है जिसके साथ मैं C ++ में संक्रमण के दौरान, थोड़ा सा पीड़ित हुआ:

 void Application::attach(Task *task) { FNMETHOD impl = &Task::impl; pdTASK_CODE proc = ((pdTASK_CODE)(task->*impl)); xTaskCreate( proc, (signed char *) "test", configMINIMAL_STACK_SIZE, task, 2, (xTaskHandle *) 0); } 

पहला पैरामीटर उस पद्धति का एक संकेतक है जिसमें कार्य कार्यान्वित किया जाता है। XTaskCreate में चौथा पैरामीटर टास्क क्लास के उदाहरण के लिए एक संकेतक है। उदाहरण के लिए एक पॉइंटर को पास करना आवश्यक है, अन्यथा कार्यान्वयन विधि में टास्क क्लास के चर तक पहुंच नहीं होगी - इस मामले में, एलईडी पिन और देरी।

खैर, बाकी सरल है। एक अच्छा दिन और सफल बनाता है। सवालों का स्वागत!

PS और इन उद्देश्यों के लिए आप लिनक्स के वातावरण का क्या उपयोग करते हैं? ;)

PPS आपको यह समझने की आवश्यकता है कि यह पोस्ट एक सिस्टम प्रोग्रामर द्वारा नहीं लिखा गया था और इसका उद्देश्य "उच्च-स्तरीय" कामरेडों की मदद करना है जो फर्मवेयर विकास की दुनिया में प्रवेश करना चाहते हैं। इसलिए, मैं असेंबलर गुरु से नाराज नहीं होने के लिए कहता हूं ^ - ^