ARM Cortex-M33 (ARMv8-M) Keil 模拟器演示
使用 Keil uVision IDE
[RTOS 移植]

本页面记录了一个预配置的 FreeRTOS 项目， 该项目面向 Keil uVision ARM Cortex-M33 模拟器，使用 armclang 编译器来构建 FreeRTOS ARMv8-M GCC 移植。该项目使用 ARM Cortex-M33 TrustZone 和 ARM Cortex-M33 内存保护单元 (MPU) 进行演示。

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重要提示！FreeRTOS ARM Cortex-M33 移植使用说明

使用此 RTOS 移植之前，请阅读以下所有要点。

1. 源代码组织
2. 演示应用程序
3. 构建和运行 RTOS 演示应用程序
4. RTOS配置和使用详情

另请参阅常见问题中的“我的应用程序没有运行，可能出了什么问题？” ， 描述在 在 ARMv8-M 核心上运行 FreeRTOS 的页面，以及描述设置 ARM Cortex-M 中断优先级用于 FreeRTOS 的页面。

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源代码组织

FreeRTOS zip 文件下载内容中包含所有 FreeRTOS 移植的源代码及 所有演示应用程序。 这意味着它包含的文件数量比使用 FreeRTOS ARMv8-M Cortex-M33 移植所需的数量。请参阅 源代码组织页面，了解有关 zip 文件目录结构的信息。

此演示的项目文件位于 FreeRTOS/Demo/CORTEX_MPU_M33F_Simulator_Keil_GCC 目录下，名为 FreeRTOSDemo.uvmpw。此 Keil 多项目工作区包含两个项目， 一个是 ARM Cortex-M33 核心安全端项目， 另一个是 ARM Cortex-M33 核心非安全端项目。在这两个项目中编译的 FreeRTOS ARMv8-M Cortex-M33 移植文件组织如下：

• 在安全端项目中编译的移植文件位于 FreeRTOS/Source/portable/GCC/ARM_CM33/secure 目录下。
• 在非安全项目中编译的移植文件位于 FreeRTOS/Source/portable/GCC/ARM_CM33/non_secure 目录下。

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演示应用程序

该项目包括两个演示：

1. TrustZone 演示
2. 内存保护单元 (MPU) 演示

TrustZone 演示

TrustZone 演示展示了如何从 ARM Cortex-M33 核心的安全端导出函数，以及如何从非安全端的 RTOS 任务中调用它们 。

• 非安全可调用函数：

  以下函数从安全端导出并标记 为非安全可调用：

  secureportNON_SECURE_CALLABLE uint32_t NSCFunction( Callback_t pxCallback )

  注意使用 secureportNON_SECURE_callable 宏将函数标记为 非安全可调用。此函数接受回调 作为实参。它首先调用作为实参提供的回调函数 然后递增安全端计数器。安全端计数器的增量 返回给调用者。
• 非安全回调：

  以下函数在非安全端实现，并且 作为上述非安全可调用函数的实参：

  void prvCallback( void )

  此函数递增非安全计数器。
• 安全调用任务：

  使用 API 创建了非特权非安全 xTaskCreateRestricted() 任务。此任务首先调用 portALOCATE_SECURE_CONTEXT 来自行分配 一个安全的上下文——任何任务想要调用 从安全端导出的函数，必须 通过调用 portALLOCATE_SECURE_CONTEXT 为自己分配一个安全端。

  然后任务调用安全端函数并传递非安全 回调作为实参。非安全计数器在回调中递增 并且安全计数器在安全函数中递增。因此， 完成调用安全函数后，两个计数器都必须递增 ——使用 configASSERT() 确保这一点。任务 睡眠一秒钟，然后重复同样的动作。

内存保护单元 (MPU) 演示

MPU 演示演示了如何使用 MPU 授予任务不同内存区域的不同权限。MPU 演示包含以下两个任务：

• RW 任务：

  RW 任务拥有对内存共享区域 （即 ucSharedMemory）的读写访问权限。

• RO 任务：

  RO 任务拥有对相同内存共享区域 （即 ucSharedMemory）的只读访问权限。此任务会尝试写入共享内存， 且由于它拥有对共享内存的只读权限， 因此会导致内存故障。故障处理程序可检查故障是否为来自 RO 任务的预期故障，如果是，它可以通过 递增程序计数器的值到下一条语句来完成恢复。

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构建和运行 RTOS 演示应用程序

1. 双击 FreeRTOS/Demo/CORTEX_MPU_M33F_Simulator_Keil_GCC/FreeRTOSDemo.uvmpw 文件，在 Keil uVision IDE 中打开。Keil 多项目工作区 FreeRTOS Demo.uvmpw 包含一个安全端项目 (FreeRTOSDemo_s) 以及一个非安全项目 (FreeRTOSDemo_ns)。

2. 右键单击 “Project: FreeRTOSDemo_s” 将安全项目设置为活动项目 并选择 “Set as Active Project”，将安全项目设置为活动项目。

   
   Keil uVision IDE - 设置安全项目为活动项目。 点击放大。

3. 单击 "Project --> Build 'FreeRTOSDemo_s (FVP Simulation Model)'"，构建安全端项目。

   
   Keil uVision IDE - 构建安全项目。 点击放大。

4. 右键单击 "Project: FreeRTOSDemo_ns" 并选择 并选择 “Set as Active Project”，将非安全项目设置为活动项目。

   
   Keil uVision IDE -设置非安全项目为活动项目。点击放大。

5. 单击 "Project --> Build 'FreeRTOSDemo_ns (FVP Simulation Model)'"，构建非安全端项目。

   
   Keil uVision IDE - 构建非安全项目。点击放大。

6. 单击 "Debug -> Start/Stop Debug Session"，启动调试会话。

   
   Keil uVision IDE - 启动调试会话。点击放大。

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RTOS配置和使用详情

另请参阅描述 FreeRTOS在 ARMv8-M 核心上运行情况的页面，以及介绍如何设置 ARM Cortex-M 中断优先级以便和 FreeRTOS 一起使用的页面。

• 此演示的特定配置项包含在 FreeRTOS/Demo/CORTEX_MPU_M33F_Simulator_Keil_GCC/Config/FreeRTOSConfig.h 中。 可编辑该文件中定义的常量， 以适配您的应用程序。以下配置选项特定于 ARM Cortex-M33 移植：

  • configENABLE_MPU - 启用/禁用内存保护单元 (MPU)。
  • configENABLE_FPU：启用/禁用浮点单元 (FPU)。
  • configENABLE_TRUSTZONE - 启用/禁用 TrustZone。

• 如果要在禁用 TrustZone 的情况下运行 FreeRTOS，请将 configENABLE_TRUSTZONE 设置为 0 （在您的 FreeRTOSConfig.h 中设置），并使用 FreeRTOS 移植文件 （位于 FreeRTOS/Source/portable/GCC/ARM_CM33_NTZ 目录下）。

• 如果要在安全端运行 FreeRTOS，请将 configENABLE_TRUSTZONE 设置为 0， 将 configRUN_FREERTOS_SECURE_ONLY 设置为 1 （在您的 FreeRTOSConfig.h 中设置）， 并使用 FreeRTOS/Source/portable/GCC/ARM_CM33_NTZ 目录下的 FreeRTOS 移植文件 。

• Source/Portable/MemMang/heap_4.c 包含在项目中， 提供 RTOS 内核所需的内存分配。请 参阅 API 文档的内存管理部分 以获取完整信息。

• vPortEndScheduler() 尚未实现。