Renesas (Hitachi) H8/S RTOS 移植
[RTOS 移植]

EDK2329，配有 LED 适配卡和环回连接器

此 移植是在原型嵌入式计算机 EDK2329 上开发的， 它来自 Renesas（如果您希望使用替代开发板，我们也提供了说明）。 它使用 开源 GNU H8 C 编译器以及免费的 HEW (High Performance Embedded Workbench) GUI。二者均可从 KPIT Cummins 免费下载。

FreeRTOS 源代码下载文件包含针对 H8/S2329 RTOS 移植的综合演示应用程序， 该应用程序创建并执行 33 个实时任务，包括空闲任务和两个串口通信任务。

重要提示！使用 Renesas (Hitachi) H8/S 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

H8/S 移植的 HEW 工作区位于 FreeRTOS/Demo/H8S 目录， 应 在 HEW IDE 中打开。 请参阅下面关于使用 HEW 的说明。

演示应用程序

演示应用程序硬件设置

此演示应用程序使用一个原型板上内置的 LED。 单个 LED 足以检查 演示是否正常运行，但为了达到最佳效果，还需要 5 个 LED 。 这些应连接到处理器引脚 P2.3 至 P2.7。 执行应用程序时，这些引脚被设置为输出 。

EDK2329 跳线应配置为适用于单芯片模式（模式 7）并禁用外部 SRAM。

功能

如果演示应用程序正确执行，其表现如下：

• LED P2.3、P2.4 和 P2.5 由 "flash" 任务控制。 每个 LED 都将以恒定频率闪烁，LED P2.3 频率最高，LED P2.5 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 P2.6 的状态，每正确接收一个字符都会切换 LED P2.7 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 P2.7 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 P2.1 内置在 EDK2329 PCB 上，并标记为 USR1，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， 然后 切换 LED P2.1 的状态。 如果 LED P2.1 每三秒切换一次， 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。

使用 HEW IDE 的注意事项

1. 路径名称

   HEW 项目要包含项目目录下的源文件，必须使用绝对路径名称。 在打开 HEW 项目之前，必须编辑安装的路径。

   在文本编辑器中打开 FreeRTOS/Demo/H8S/RTOSDemo/RTOSDemo.hwp 文件， 使用正确的安装路径替换每处路径字符串 "e: devfreertos" 。

2. GNU 库路径

#ifdef GCC_H8S
   #include "../../Source/portable/GCC/H8S2329/portmacro.h"
#endif

#ifdef GCC_ARM7
   #include "../../Source/portable/GCC/ARM7/portmacro.h"
#endif

构建演示应用程序

创建和模拟调试构建

1. 如上所述更新路径名称后，打开 RTOS 演示工作区 FreeRTOS/Demo/H8S/RTOSDemo.hws。

2. 在下拉列表中，选择 "Debug" 构建配置和 "Simulator" 调试会话。
   
   选择 "Debug" 构建配置和 "Simulator" 调试会话

3. 在 "Build" 菜单中选择 "Build All"。 项目应该成功构建，没有错误或警告。

4. 构建完成后，会显示一个对话框，询问 "Ok to download module?"，点击 "Yes" 将构建加载到模拟器中。

5. 随后可以正常使用模拟器单步调试代码和设置断点。 但是， 模拟器不会模拟外围设备。 因此 RTOS Tick 不会增加，最后 只有空闲任务会执行。

创建并下载发布构建

1. 如上所述更新路径名称后，打开 RTOS 演示工作区 FreeRTOS/Demo/H8S/RTOSDemo.hws。

2. 在下拉列表中，选择 "Release" 构建配置和 "Release session"。
   
   选择 "Release" 配置和会话

3. 在 "Build" 菜单中选择 "Build All"。 项目应该成功构建，没有错误或警告。

4. 使用合适的 RS232 数据线连接 EDK2329 目标硬件和主机。

5. 接通目标电源，然后按下标有 "Boot" 的按钮，使处理器进入启动模式。 启动指示 LED 会点亮。

6. 使用下面突出显示的连接按钮将 HEW 连接到目标。
   
   连接加速按钮

7. 连接成功后，可以使用下面突出显示的下载按钮下载闪存映像。
   
   下载加速按钮

   要下载的文件名为 RTOS Demo.mot，将位于 FreeRTOS/Demo/H8S/RTOSDemo/Release 目录。 下载完成后，可以点击断开连接按钮（在连接按钮旁边） 断开 HEW 和目标的连接。

8. 若要运行应用程序，先断开主板电源，取下 RS232 数据线并装上回环连接器，然后 再通电。

配置和用法详情

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。 此移植将 BaseType_t 定义为 char 类型。

请注意，vPortEndScheduler() 尚未实现。

中断服务程序

不会引起上下文切换的中断服务程序没有特殊要求，可以按照 正常的 GNU H8/S 语法编写。 例如：

    static void vAnISR( void ) __attribute__ ( ( interrupt_handler ) );

    static void vAnISR( void )
    {
        /* ISR C code goes here. */
    }

通常情况下，您需要中断服务程序来引起上下文切换。 例如，正在被接收的串行端口字符 可能会唤醒在等待该字符时被阻塞的高优先级任务。 如果 ISR 中断了一个优先级较低的任务， 则其应立即返回到已被唤醒的任务。 需要特殊语法才能使 ISR 具有 这种功能：

1. 必须使用 saveall 属性声明 ISR。

2. ISR 必须在函数的第一行包含 portENTER_SWITCHING_ISR() 宏，并 在函数的最后一行使用 portEXIT_SWITCHING_ISR() 宏。

3. 在 ISR 中声明的变量必须声明为静态变量。

可以导致上下文切换的中断服务程序示例：

    /* The ISR is defined using both the saveall and interrupt_handler attributes. */
    void vASwitchingISR( void ) __attribute__ ( ( saveall, interrupt_handler ) );

    void vASwitchingISR( void )
    {
        /* This MUST be the first line in the function. */
        portENTER_SWITCHING_ISR();

        /* Variables can then be declared, but MUST be declared as static. */
        static char cSwitch;

            /* ISR C code goes here... */
            /* If a context switch is required cSwitch should be set to a */
            /* non zero value, otherwise it should be set to zero. */

        /* This MUST be the last line in the function. */
        portEXIT_SWITCHING_ISR( cSwitch );
    }

使用 H8/S2329 以外的处理器

• 文件 FreeRTOS/Demo/H8S/FreeRTOSConfig.h 中包含了 '2329S.h' 头文件。 其中定义了 H8/S2329 处理器特定的寄存器位置，如果与其他处理器一同使用，则可能需要修改。

• HEW 模拟器需要定义内存映射和内存资源。 目前提供的这两种都配置为适用于 H8/S2329 在模式 7（单芯片模式）下执行，如果要模拟其他处理器或操作模式，则需要进行修改 。

• 最后，链接器是根据 H8/S2329 内存映射配置的，需要更新才能与其他处理器一起使用。 要查看链接器配置，请选择 "Options | Linker" 菜单项，然后在出现的窗口中选择 "Sections" 选项卡 。
  
  更改内存映射

在抢占式和协同式 RTOS 内核之间切换

编译器选项

陷阱 (Trap) 说明

#define portYIELD() asm volatile( "TRAPA #0" );

此行代码位于 FreeRTOS/Source/portable/GCC/H8S2329/portmacro.h。

定时器的使用

内存分配

H8/S 演示应用程序项目中包含 FreeRTOS/Source/Portable/MemMang/heap_2.c，以分配实时内核所需的 内存。 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