Renesas RX200 演示
使用 Renesas 编译器 和 HEW IDE
[RTOS 移植]

Renesas RX210 入门套件 (RSK)

本页面记录 Renesas RX210 FreeRTOS 移植以及使用 Renesas RX 编译器 和 HEW IDE 的演示应用程序。 该项目被预置为在 RSKRX210 入门套件上运行。

此演示应用程序会演示以下几个方面：

• 中断优先级不会被 RTOS 内核禁用的高频中断。
• 中断嵌套的深度为 4 层。
• 软件定时器。
• 队列。
• 互斥锁。
• 信号量。
• Malloc 失败、堆栈溢出和空闲钩子函数。

重要提示！关于使用 Renesas RX200 移植和演示应用程序的说明

1. 源代码组织
2. 演示应用程序
3. RTOS 配置和使用详情

源代码组织

FreeRTOS zip 文件下载内容包含所有 FreeRTOS 移植的实现和每个官方 演示应用程序项目。因此，包含的文件比此演示使用的文件多。请参阅 源代码组织部分，获取 下载文件的描述和有关创建新项目的信息。

RX210 演示应用程序

功能

Debug 和 Debug_with_optimisation 构建配置除了创建标准演示任务之外，还创建了以下任务、定时器和测试：

• 检查定时器和回调函数

  检查定时器是一种非常简单的监视定时器。它会监视 其他所有标准演示任务和寄存器测试任务（如下所述）， 并使用 LED 为系统状态提供视觉反馈。

  检查定时器的周期最初设置为 5 秒。检查 定时器回调函数检查所有标准演示任务和 寄存器测试任务，不仅检查任务是否正在执行，还检查任务是否没有 报告任何错误，然后切换 LED。

  如果检查定时器任务发现某个任务停止，或者报告了 错误，那么它会将自己的周期从最初的 5 秒降低到 只有 200 毫秒。因此，如果 LED 每 5 秒钟切换一次，那么没有发现任何问题， 而如果 LED 每 200 毫秒切换一次，那么 至少有一个任务存在问题。

  检查定时器使用 RSK 丝网上标有 LED3 的LED。

• 寄存器测试任务

  这两个任务会测试 RTOS 内核上下文切换机制： 首先用已知的唯一值填充各个 RX200 寄存器，然后反复检查 写入寄存器的原始值 是否在整个任务周期内均保持在寄存器中。这些任务以尽可能低的优先级执行 （空闲优先级），因此经常被抢占。这些 任务的性质要求它们必须以汇编语言编写。

• 高频定时器测试

  此测试配置一个定时器，生成一个频率为 20 KHz 的中断。 中断优先级高于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY，因此不会 被 RTOS 内核禁用。 中断定时中的抖动被测量 并存储在变量中，可供调试器检查。

• 按钮输入中断和 LCD 演示

  该演示定义了三个由按钮点击触发的 IRQ 中断处理程序： 一个任务控制 LCD 的顶行，一个任务 控制 LCD 的底行以及一个队列用于 中断处理程序和任务间通信。

  控制 LCD 顶行的任务仅来回滚动消息， 当消息到达 LCD 末端，就改变消息的滚动方向 。

  在按下 SW2 按钮之前，控制 LCD 底行的任务的行为与控制 LCD 顶行的任务相似 。 按下 SW2 按钮生成中断。 中断处理程序使用 上述队列向任务发送指令，命令其暂停或重启 滚动动作。 滚动 暂停时，按下 SW3 和 SW1 按钮导致中断， 进而生成指令。这些指令通过同一个队列发送到任务，命令 任务分别向左和向右移动消息（每次一个字符） 。

演示应用程序执行时表现如下：

• LED 0、1 和 2 由标准 "flash" 任务控制。 每个 LED 会以不同的固定频率切换：LED 0 的频率最高，LED 2 的频率最低。

• LED 3 由 'check' 定时器任务控制。 如果其他所有任务报告状态为正常，它将 每 5 秒切换一次。 如有任何任务报告了错误，它将每 200 毫秒切换一次。

• "http://www.FreeRTOS.org" 将沿着 LCD 顶行从左向右连续滚动，然后从右向左滚动。

• 描述 RX210 可用功能的长字符串将沿着 LCD 的底行从左向右滚动，然后从右向左滚动， 直到按下 SW2 按钮。 按下 SW2 按钮将暂停滚动，再次按下 SW2 按钮将使字符串再次开始滚动。 当字符串静止时，按下 SW3 按钮会将字符串 向左移动，每次一个字符，而按下 SW1 按钮会将字符串向右移动，每次一个字符。

构建和执行演示应用程序

1. 打开项目前，使用 RSK 套件提供的 E1 FINE 接口将 RX210 RSK 连接到主机 。 连接之后，给开发板通电。

2. 在 HEW IDE 中打开 FreeRTOS/Demo/RTOSDemo.hws 工作区，打开项目时，按照提示 连接到目标接口。

3. 在 HEW 的 "Build" 菜单中选择 "Build"，演示应用程序应当成功构建，没有任何实质错误或警告， 尽管预处理器（莫名）查找构建中被预处理器命令省略的头文件时会产生依赖错误， 但这些错误不会影响构建。

4. 构建完成后会出现一个对话框，询问是否要将生成的二进制文件下载到 RX210 微控制器，选择 "yes" 对闪存进行编程并启动调试会话。 调试器将在进入 main() 函数时中断。

RTOS 配置和使用详情

FreeRTOS RX200 RTOS 移植特定配置

• configTICK_RATE_HZ

  设置 RTOS tick 的频率。 提供的数值 1000 Hz 可用于 测试 RTOS 内核功能，但它高于大多数应用程序所需的频率。 降低该频率有助于提高效率。

• configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY

  定义 tick 和 yield 中断的中断优先级 （RTOS 内核中断）。 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 通常应设置为 最低中断优先级，在 RX200 内核中为 1。 请参阅 定制页面，了解更多信息。

• configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY

  定义可以据其调用 FreeRTOS API 函数的最大中断优先级。 等于或低于该优先级的中断 可以调用 FreeRTOS API 函数，前提是该 API 函数以 "FromISR" 结尾。 高于此优先级的中断不能调用任何 FreeRTOS API 函数， 但不会被 RTOS 内核禁用。 因此，优先级高于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 的中断适用于定时精度要求极高的功能。 此演示中的高频定时器测试 使用的优先级高于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY。 请参阅 配置页面，了解更多信息。

编写中断服务程序 (ISR)

/* The 'enable' in the following line causes the compiler to generate code that
re-enables interrupts on function entry.  This will allow interrupts to nest
(although in this case the high frequency timer interrupt is the highest priority
interrupt in the demo). */
#pragma interrupt ( prvTimer2IntHandler( vect = _VECT( _CMT2_CMI2 ), enable ) )
static void prvTimer2IntHandler( void )
{
    /* ISR implementation goes here. */
}

通常，ISR 想要触发上下文切换，因此当 ISR 处理完成时，ISR 返回的任务不同于 ISR 最初中断的任务。 如果 ISR 导致某个任务被解除阻止， 且该任务的优先级高于处于“运行”状态的任务（被中断的任务）， 就会出现这种情况。 为此，我们提供了 portYIELD_FROM_ISR() 宏。 portYIELD_FROM_ISR() 采用单个参数： 如果参数为 零，则不切换上下文；如果参数不为零， 则切换上下文。 下列代码演示了上述内容， 这是 RX210 演示的一部分，并在 FreeRTOS/Demo/RX200_RX210-RSK_Renesas/RTOSDemo/ButtonAndLCD.c 中实现。

/* The 'enable' in the following line causes the compiler to generate code that
re-enables interrupts on function entry.  This will allow interrupts to nest. */
#pragma interrupt ( prvIRQ1_Handler( vect = 65, enable ) )

static void prvIRQ1_Handler( void )
{
static TickType_t xTimeLastInterrupt = 0UL;
static const unsigned char ucCommand = lcdSHIFT_BACK_COMMAND;
BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken;

  /* prvSendCommandOnDebouncedInput() returns true or false, depending on
  whether the function unblocked a task that has equal or higher priority than the task
  that is already in the running state. */
  xHigherPriorityTaskWoken = prvSendCommandOnDebouncedInput( &xTimeLastInterrupt,
                                                             ucCommand );
  portYIELD_FROM_ISR( xHigherPriorityTaskWoken );
}

FreeRTOS 使用的资源

应用程序必须定义一个名为 vApplicationSetupTimerInterrupt() 的函数 来配置 tick 中断，然后定义 configTICK_VECTOR 为与所选定时器源相关的中断矢量号 。

建议使用比较匹配定时器来生成 tick 中断， 例如，vApplicationSetupTimerInterrupt() 的实现使用了比较匹配定时器 0， 包含在此演示应用程序的 main-full.c 和 main-blinky.c 中。 演示应用程序将 FreeRTOSConfig.h 中的 configTICK_VECTOR 定义为 _CMT0_CMI0（比较 匹配 0 中断向量号）。 提供的示例实现可用于 任何自身不需要使用比较匹配 0 定时器/中断的应用程序。

在抢占式和协同式 RTOS 内核之间切换

编译器选项

内存分配

其他事项