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Cortex-M3 / CrossStudio 移植
适用于 Luminary Micros Stellaris 微控制器
[RTOS 移植]


lm3s102.gif

目前有四种 FreeRTOS 移植适用于基于 Luminary Micro Stellaris Cortex 的嵌入式微控制器。一是使用 Sourcery G++ (GCC) 工具的移植， 二是使用 ARM Keil 工具的移植，三是适用于 IAR 工具的移植，四是本页上所示的使用 Rowley CrossWorks 的移植。

此处为 CrossWorks 移植提供了三个演示应用程序，两个针对由 Luminary Micro 供应的 DK-LMS102 开发板， 另一个针对由 Rowley Associates 供应的低成本 CrossFire LM3S102 板。 CrossFire LM3S102 通过内置的 USB 连接器直接连接到主机，不需要使用独立的 JTAG 接口。


CrossFire LM3S102 开发板

Stellaris 是一个新的微控制器系列，也是首款市售带有 Cortex-M3 内核的微控制器。 LM3S102 是一款低成本、低引脚数的设备。 它的 芯片上有 2K 字节的 RAM 和 8K 字节的 ROM。 它是演示 FreeRTOS V4.0.0 中包含的新协程功能的理想设备。

CrossWorks Cortex-M3 演示依赖于需从 FreeRTOS 单独授权的驱动程序库和 makefile。 许可条款包含在库头文件顶部的注释中， 该头文件位于 Demo/CORTEX_LM3S102_ROWLEY/hw_include 目录下。 该许可的完整副本在同一目录中。

升级到 FreeRTOS V5.0.3： FreeRTOS V5.0.3 为 Cortex-M3 移植引入了 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY 配置选项。 请参阅 RTOS 内核配置文档以获取有关此功能的完整信息。

升级到 FreeRTOS V4.8.0：在 V4.8.0 之前，FreeRTOS 内核未使用 SVCall 中断。 从 V4.8.0 开始才使用 SVCall 中断。 因此，要将旧项目升级到 V4.8.0 标准，需要稍微编辑一下启动代码。 要执行此操作，只需 将 vPortSVCHandler () 安装到中断向量表（包含在启动源文件中）内的 SVCall 位置。 包含在 FreeRTOS 下载中的演示项目已更新，可以作为示例。

重要提示！ARM Cortex-M3 CrossWorks 移植的使用说明

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. 配置和用法详情
另请参阅常见问题：我的应用程序未运行，问题可能出在哪里？

源代码组织

FreeRTOS 下载文件包含所有 FreeRTOS 移植的源代码，因此包含的文件比此演示使用的文件更多。 请参阅源代码组织部分，查看 以了解下载文件的描述和有关创建新项目的信息。

Luminary Micro 移植的 CrossWorks 解决方案（工作区）位于 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LM3S102_ROWLEY 目录。

演示应用程序

FreeRTOS 源代码下载包含针对此移植的三个演示应用程序。 这些演示里面还包括完全抢占式任务和协程。 演示 1 创建 3 个任务（包括空闲任务） 和 6 个协程。 演示 2 创建 2 个任务和 7 个协程。 这两个演示都配置为在 DK-LMS102 开发板上执行。 演示 3 创建了 4 个协程和空闲任务，并配置为在 CrossFire LM3S102 板上执行。 由于 ROM 和 RAM 限制，没有使用标准演示任务。


演示应用程序硬件设置，演示 1 和演示 2

LINK_RST 跳线必须布设在 DK-LMS102 目标板上的相应位置，所有其他跳线可以保持在默认位置。

此演示应用程序包括一个中断驱动的 UART 测试，其中一个协程传输字符，一个任务接收这些字符。 为了使该功能正确运行， 必须将环回连接器安装到 DK-LMS102 原型板的 SER0 连接器上 （9 路连接器上的引脚 2 和 3 必须连接在一起）。

演示应用程序使用原型板中内置的 LED，因此不需要其他硬件设置。

使用 CrossConnect JTAG 接口连接主机 PC 与目标板。


功能，演示 1 和演示 2

如果演示 1 应用程序正确执行，其表现如下：
  • 标记为 LED0 至 LED4 的 LED 由 "flash" 协程控制。 每个 LED 将以恒定频率闪烁，LED0 的频率最高， 速度最快，LED4 速度最慢。

  • 串行端口上每传输一个字符， LED5 都会闪烁。

  • 每当在串行端口上通过环回连接器接收和验证字符时，LED6 都会闪烁。

  • LED7 用于指示检测到错误，因此应保持关闭状态。

  • LCD 将滚动显示消息，指示正在执行的演示。
演示包含检查所有任务和协程是否按预期执行的功能。 如果在任何任务或协程中发现错误 LED7 会点亮。 可以在演示执行过程中移除环回连接器来测试此功能。

演示 2 应用程序具有类似的功能，但测试的是 RTOS 移植的其他功能。


演示应用程序硬件设置，演示 3

CrossFire LM3S102 板不需要任何特殊设置。 它通过内置的 USB 连接直接连接到主机，不需要使用 外部 JTAG 接口。


功能，演示 3

演示 3 应用程序正确执行时，其将循环闪烁三个彩色 LED，闪烁速率由电位器设置。


构建和执行演示应用程序

CrossWorks 解决方案 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LM3S102_Rowley/RTOSDemo.hzp 中包含三个演示项目和两项配置。 必须为调试会话选择 "Flash Debug" 配置。 必须选择 "Flash Release" 配置，以便单独运行此演示，而不用通过调试器运行。


选择构建配置

要构建应用程序：

  1. 从 IDE 的下拉列表中选择您希望构建的项目


    选择待构建项目

  • 在 "Build" 菜单中选择 "Rebuild Demox"。 构建项目时不应报错或出现警告。

    • 如需下载并执行此演示：
    1. 如果使用 CrossFire LM3S102，可直接将主机连接到目标板；如果使用 Luminary Micro 开发板，可以使用 CrossConnect JTAG 接口。

    2. 从 "Target" 菜单中为您的设置选择适合的连接。


      选择目标

    3. 从 "Debug" 菜单中选择 "Start Debugging"。 LM3S10x 闪存需要进行编程，调试器将停在 main() 的开始处。

    配置和用法详情


    RTOS 移植特定配置

    这些演示的特定配置项目位于相应 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LM3S102_ROWLEY/Demox/FreeRTOSConfig.h 文件中。 根据 您的应用需求编辑此文件中定义的常量。 特别是： 用于设置 RTOS tick 的频率的 configTICK_RATE_HZ 定义。 提供的数值 1000 Hz 可用于 测试 RTOS 内核功能，但这超过了大部分应用程序的频率要求。 降低此值可提高效率。

    另请注意 configKERNEL_INTERRUPT_PRIORITY 和 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY。 请 参阅 RTOS 内核配置文档，获取这些配置常量的完整信息。 注意：请记住 Cortex-M3 核心使用低数值数字表示高 优先级中断，这似乎有悖直觉，而且很容易忘记！ 如果您希望将中断分配为低优先级，请不要将中断的 优先级指定为 0（或其他较小数值），因为这可能会导致中断实际上在系统中具有最高优先级 - 因此，如果该优先级 高于 configMAX_SYSCALL_INTERRUPT_PRIORITY，可能会导致系统崩溃。

    Cortex-M3 核心的最低优先级实际上是 255，然而不同的 Cortex-M3 供应商采用了不同数量的优先级位， 并提供优先级指定方式不同的库函数。 请使用提供的示例作为参考。

    每个移植 #defines 'BaseType_t' 等于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

    中断向量表包含在 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LM3S102_ROWLEY/demox/vectors.s 中，可以根据需要填充。 在演示应用程序中 向量表保持在闪存中。

    与大多数移植不同，导致上下文切换的中断服务程序没有特殊要求，可以根据编译器文档进行编写。 宏 portEND_SWITCHING_ISR() 可用于从 ISR 内请求上下文切换。 main.c 中定义的 UART ISR 演示了这种机制 （请参阅 vUART_ISR() 函数）。 请注意，portEND_SWITCHING_ISR() 将启用中断。


    在抢占式和协同式 RTOS 内核之间切换

    将 FreeRTOS/Demo/CORTEX_LM3S102_ROWLEY/Demox/FreeRTOSConfig.h 内的定义 configUSE_PREEMPTION 设置为 1，可使用抢占式， 设置为 0，则可使用协同式。 如果 configIDLE_SHOULD_YIELD 设置为 1，则仅当 configUSE_PREEMPTION 设置为 0 时，演示应用程序才会正确执行 。


    编译器选项

    与所有的端口一样，使用正确的编译器选项至关重要。 若要确保这一点， 最佳方法是基于提供的演示应用程序文件构建您的应用程序。


    内存分配

    Source/Portable/MemMang/heap_1.c 包含在 ARM Cortex-M3 演示应用程序项目中， 用于提供 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。


    串行端口驱动器

    此外还需注意的是，编写串行驱动程序是为了测试部分实时内核功能，并不是 用于表示优化过的解决方案。
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