Atmel AT91FR40008 (ARM7) RTOS 移植
[RTOS 移植]

该移植由 John Feller 在 Embest 的 ATEB40X 原型板上开发。 ATEB40X 是 Atmel AT91EB40 的克隆版，使用开源的 GCC 开发工具（如果您想使用其他开发板，可以参考说明）。

开发板自带并行端口 JTAG 接口和闪存编程实用程序。

重要提示！使用 AT91R40008 RTOS 移植的注意事项

1. 源代码组织
2. 演示应用程序
3. 配置和使用详情

源代码组织

AT91R40008 GCC 演示应用程序的生成文件位于 FreeRTOS/Demo/ARM7_AT91FR40008_GCC 目录。

FreeRTOS/Demo/ARM7_AT91FR40008_GCC/Serial 目录中包含一个中断驱动的串行端口驱动程序示例。

演示应用程序

ARM、THUMB、ROM 和 RAM 版本

提供以下批处理文件来构建演示应用程序。 批处理文件 先调用 make，然后再为相关版本设置必要的环境变量。

• ROM_ARM.bat：创建适合闪存编程的 ARM 模式发布版本。
• RAM_ARM.bat：创建适合在 RAM 执行的 ARM 模式调试版本。
• ROM_THUMB.bat：创建适合闪存编程的 THUMB 模式发布版本。
• RAM_THUMB.bat：创建适合在 RAM 执行的 THUMB 模式调试版本。

RTOS 演示应用程序硬件设置

演示应用程序使用原型板中内置的 LED，因此不需要进一步设置硬件。

构建和执行 RTOS 演示应用程序 - 单独运行于闪存

构建应用程序 ：

1. 打开 DOS 提示，并转到 Demo/ARM7_AT91FR40008_GCC 目录。
2. 输入 "rom_arm"（或 "rom_thumb"），执行 rom_arm.bat 批处理文件。 批处理文件会为发布版本设置必要的环境变量，然后 调用 make。 构建应该成功完成，没有错误或警告。

将 RTOS 演示下载到闪存 ：

1. 连接主机和目标硬件的并行端口 JTAG 接口。
2. 打开 Embest 闪存编程实用程序。
3. 在闪存编程实用程序中，打开 ATEB40x.cfg 配置文件。 这将为目标板设置所有 必要的闪存参数。
4. 继续在闪存编程实用程序中，将待编程的文件设置为 Demo/ARM7_AT91FR40008/rtosdemo.hex。 它是上述构建过程输出的十六进制文件。
   
   选择要下载的文件

5. 点击 "Erase" 按钮擦除闪存内容，然后点击 "Program" 对闪存进行编程。

执行演示应用程序：

关闭原型板电源，移除 JTAG 接口，然后重新接通电源。 演示应用程序将开始 执行。

构建和执行 RTOS 演示应用程序 - 在 RAM 中调试

请参阅 LPC2106 ARM7 GCC 移植 文档页面的对应部分，了解 GCC 调试工具的使用详情。

功能

如果演示应用程序正确执行，其表现如下：

• LED D3、D4 和 D5 由 "flash" 任务控制。 每个 LED 都将以恒定频率闪烁，LED D3 频率最高，LED D5 频率最低。

• 安装回环连接器后，ComTest Rx 任务会接收 ComTest Tx 任务传输的每个字符 。 每传输一个字符都会切换 LED D8 的状态，每正确接收一个字符都会切换 LED D7 的状态 。 只有接收到的字符与 ComTest Rx 任务预期接收到的字符一致时，LED D7 才会切换状态。

• 并非所有任务都会更新 LED 状态，所以没有可见的指示来表明它们运行正常。 因此，系统创建了一个检查 (Check) 任务，用于确保所有其他任务中没有检测到任何错误。

  LED D10 由 "Check" 任务控制。 每隔三 “检查”任务就会检查一次系统中的所有任务，以确保任务均在正确执行，没有错误， 它 随后切换 LED D10 的状态。 如果 LED D10 每三秒钟切换一次， 那么就说明没有检测到错误。 如果切换频率提高到 500 毫秒，则表示“检查”任务 至少发现了一个错误。 可以通过将环回连接器从串行端口（如上述）移除来检查此机制， 因为这样做是在故意制造一个错误。

配置和用法详情

Win32 GNU 开发工具

此外，还需要 GNU make 兼容实用程序， 我使用的是 UNXUTILS 版本。

RTOS 移植特定配置

每个移植都会将 "BaseType_t" 定义为该处理器的最有效数据类型。 本移植将 BaseType_t 定义为长整型。

请注意，vPortEndScheduler() 尚未实现。

中断服务程序

    void vASimpleISR( void ) __attribute__((interrupt("IRQ")));

    void vASimpleISR( void )
    {
        /* ISR code goes here. */
    }

注意：在 ISR 内强制切换上下文的方法从 FreeRTOS V4.5.0 开始已发生更改。 很遗憾，新方法 使用不同的语法，但不再依赖于使用的编译器的版本、命令行开关或优化级别。 因此改用这里描述的方法，今后应该无需再做任何修改。

此处的示例假设中断处理程序被直接矢量化，也就是说，没有所有中断通用的入口代码 。 一些其他 FreeRTOS 演示应用程序被配置为使用通用入口，作为此方法的替代方法。

编写可以引起上下文切换的中断服务程序：

1. 编写处理程序函数。 该函数进行实际的 ISR 处理。 处理程序函数是一个标准 C 函数，没有 特殊要求。
2. 编写包装函数。 该函数是 ISR 入口，必须使用“裸”属性声明。 包装函数 是必须设置为中断处理程序的函数。 该函数必须在 portSAVE_CONTEXT() 和 portRESTORE_CONTEXT() 调用之间调用实际的处理程序函数。 与所有 ISR 函数一样，包装器必须编译为 ARM 代码（而不是 THUMB 代码）。
3. 在 ISR 内切换上下文意味着 ISR 完成时执行的任务不一定 是中断发生时执行的任务。 可以通过调用 portYIELD_FROM_ISR() 来进行这种上下文切换。

    /* Declare the wrapper function using the naked attribute.*/
    void vASwitchCompatibleISR_Wrapper( void ) __attribute__ ((naked));

    /* Declare the handler function as an ordinary function.*/
    void vASwitchCompatibleISR_Handler( void );

    /* The handler function is just an ordinary function. */
    void vASwitchCompatibleISR_Handler( void )
    {
        long lSwitchRequired = pdFALSE;

        
        /* ISR code comes here.  If the ISR wakes a task then
           lSwitchRequired should be set to 1. */


        /* If the ISR caused a task to unblock, and the priority 
        of the unblocked task is higher than the priority of the
        interrupted task then the ISR should return directly into 
        the unblocked task.  portYIELD_FROM_ISR() is used for this 
        purpose. */
        if( lSwitchRequired )
        {
            portYIELD_FROM_ISR();
        }
    }

    void vASwitchCompatibleISR_Wrapper( void )
    {
        /* Save the context of the interrupted task. */
        portSAVE_CONTEXT();
        
        Call the handler function.  This must be a separate 
        function unless you can guarantee that handling the 
        interrupt will never use any stack space. */
        vASwitchCompatibleISR_Handler();

        /* Restore the context of the task that is going to 
        execute next. This might not be the same as the originally 
        interrupted task.*/
        portRESTORE_CONTEXT();
    }

使用 AT91R40008 以外的部件

• Source/portable/GCC/ARM7_AT91R40008/port.c 中的 prvSetupTimerInterrupt() 配置 AT91R40008 定时器以生成 RTOS Tick。
• 端口、内存访问和系统时钟由 Demo/ARM7_AT91FR40008_GCC/main.c 中的 prvSetupHardware() 配置。
• 中断服务程序设置和管理假设存在中断控制器。
• 串口驱动程序。
• 文件 AT91R40008.h 提供了寄存器位置定义，该文件包含在 Demo/ARM7_AT91FR40008_GCC/FreeRTOSConfig.h 的头部。
• 启动代码、内存映射和矢量表设置包含在 Demo/ARM7_AT91FR40008_GCC/boot.s 中。
• RAM 大小：参见下面的内存分配部分。

在抢占式和协同式 RTOS 内核之间切换

编译器选项

执行上下文

注意！： 启动 RTOS 调度器时（vTaskStartScheduler 被调用），处理器必须处于监管器模式 。 FreeRTOS 下载中包含的演示应用程序， 会在 main 函数调用前切换到监管器模式。 如果您没有使用 这些演示应用程序，那请在调用 vTaskStartScheduler() 之前确保处理器已进入监管者模式。

中断服务例程总是在 ARM 模式下运行。 其他所有代码将运行在 ARM 或 THUMB 模式，这取决于构建。 应该注意的是，portmacro.h 中定义的一些宏只能从 ARM 模式代码调用，而且如果从 THUMB 代码 调用会导致编译时错误。

Demo/ARM7_AT91FR40008_GCC/boot.s 仅为系统/用户、IRQ 和 SWI 模式配置堆栈。

SWI 指令由实时内核使用，因此应用程序代码不能使用。

内存分配

串行端口驱动器

Linux 用户注意事项：