Atmel AT91SAM7S64 (AT91 ARM7) 移植
用于 IAR 开发工具
[RTOS 移植]

Studio Cadrage

此 Atmel SAM7 ARM7 移植是在 AT91SAM7S-EK 开发板/原型板上开发的， 该开发板/原型板来自 AT91SAM7S64-IAR 评估套件（如果您希望使用代替开发板，我们也提供了相关说明）。 还有两个 FreeRTOS 嵌入式 Web 服务器演示，适用于 SAM7 系列微控制器。

AT91SAM7S64 是一款外设丰富（包括 USB 2.0 设备）、低引脚计数、基于 ARM7TDMI 的闪存微控制器。 评估套件随附了适用于 ARM 的 IAR Embedded Workbench 开发工具 （仅限 32KB）的无时间限制评估版本、一个 J-Link USB JTAG 调试器接口和一条 USB 数据线（可通过此数据线为开发硬件充电），即启动开发所需的一切。

开发工具包含一个编译器、汇编器和链接器工具链，IDE 以及有限 功能模拟器。

此系统的一个很好的功能是 Atmel 为大多数板载外设提供了库支持 。这大大加快了开发速度，而且到目前为止已经证明是可靠的。

此演示包含 USB HID 类的驱动程序示例（如下所述）。 该 SAM7X lwIP 嵌入式 Web 服务器演示包含 USB CDC 类的驱动程序示例 。

注意：如果项目构建失败，可能是使用的 IAR 嵌入式工作台版本过低。 如果构建失败， 那么也可能是项目文件（在无提示的情况下）已经损坏，因此需要 将其恢复至初始状态，然后才能使用新版本的 IAR 构建项目。

重要提示！关于使用 Atmel ARM7 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

IAR ARM7 移植包含 THUMB 模式示例项目。 工作区 rtosdemo.eww 位于 Demo/ARM7_AtmelSAM7S64_IAR 目录下，应从 Embedded Workbench IDE 中打开。

Demo/ARM7_AtmelSAM7S64_IAR/SrcIAR 和 Demo/ARM7_AtmelSAM7S64_IAR/resource 目录 包含 Atmel 库和构建环境的支持文件。

Demo/ARM7_AtmelSAM7S64_IAR/serial 和 Demo/ARM7_AtmelSAM7S64_IAR/USB 目录分别包含 中断驱动的串行端口驱动程序和 USB 驱动程序示例。

演示应用程序

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，因此不需要其他硬件设置。

构建用于调试的演示应用程序

只需从 IAR Embedded Workbench IDE 中打开 rtosdemo 工作区文件，务必选择 flash debug 配置 （见下图） ，然后在 IDE "Project" 菜单中选择 "Built Target"。

选择 flash debug 配置

运行演示应用程序

1. 确保 J-Link JTAG 调试接口已连接，并且原型板已经上电。
2. 在 IDE 的 "Project" 菜单中选择 "Debug"。
3. 嵌入式微控制器闪存将自动使用演示应用程序进行编程，并且调试器 会在重置的矢量处（地址 0）中断。 在 IDE 的 "Debug" 菜单中选择 "Go"， 以开始执行应用程序。

功能

如果演示应用程序正确执行，其表现如下：

• 原型板将向 USB 主机自我标识为简单的 3 轴操纵杆， 然后定期传输更新的坐标值。 下一小节将对此进行详细描述。

• LED PA.0、PA.1 和 PA.2 由 "flash" 任务控制。 每个 LED 将以恒定频率闪烁，LED PA.0 速度最快， LED PA.2 速度最慢。

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

  LED PA.3 由检查任务控制。 每 3 秒，检查任务就会将系统中的所有任务检查一次， 以确保任务执行无误。 然后就会切换 LED PA.3。 如果 LED PA.3 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， 因为这样做故意制造了一个错误。

USB 功能
[这只能从 Win2K 主机进行测试]

1. 将 USB 线连接到原型板与 USB 主机之间将开始 USB 枚举过程， 然后显示以下 "found new hardware" 对话框。
   
   "found new hardware" 对话框
   
   如果这是要安装到您 PC 的第一个“人机接口设备”，还可能会显示第二个对话框。

   如果从 USB 端口为原型板供电，则枚举过程将在 演示应用程序开始执行时立即开始。

2. 如果系统提示，请重置您的电脑。

   如果正在从调试器中执行 FreeRTOS 演示应用程序，那么 在重置电脑之前，拔掉 USB 线。 现在微控制器的闪存已经被编程，您也可以移除 JTAG 调试器接口 - 一旦重新连接 USB 线，程序将开始执行。

3. 连接 USB 线后，从 Windows 控制面板打开 "Gaming Options" （有时列为 "Game Controllers"）文件夹。
   
   
   
   选择 "Gaming Options" 文件夹
   这将打开 "Gaming Options" 对话框，其中应列出 FreeRTOS 操纵杆，状态 显示为 "OK"。
   
   
   
   Gaming Options 下列出的 FreeRTOS 操纵杆

4. 从列表中选择 FreeRTOS 操纵杆（上图显示它是列表中唯一的控制器）。 单击属性，查看从 USB 演示任务传输的数据。 X 轴和 Y 轴应该在正方形中移动， Z 轴只是不断从最大值移动到最小值。
   
   
   三个轴的数据显示

5. FreeRTOS 操纵杆设备可以从 Windows 设备管理器卸载，它将被列为 “人机接口设备” 下的 “HID 兼容游戏控制器”。
   
   
   卸载 FreeRTOS 操纵杆

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。 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

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

        /* End the interrupt in the AIC. */
        AT91C_BASE_AIC->AIC_EOICR = 0;
    }

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。 由于 IAR 内联汇编器的限制， 中断服务程序必须包含汇编文件包装器。

具备上下文切换功能的 ISR 示例

    /* For simplicity the C function should operate in ARM mode.
       Note that the __irq modifier is NOT used. */

    __arm void vASwitchingISR( void )
    {
        char cContextSwitchRequired;

        /* Write the ISR body here as per normal.

        A boolean is used to say whether a context switch is required.
        In this example assume we posted onto a queue and this caused a
        task to be woken. */

        cContextSwitchRequired = pdTRUE;

        /* Immediately before the end of the ISR call the
        portEND_SWITCHING_ISR() macro. */

        portEND_SWITCHING_ISR( ( cContextSwitchRequired ) );

        /* End the interrupt in the AIC. */
        AT91C_BASE_AIC->AIC_EOICR = 0;
    }

ISR 的入口点必须写入汇编文件中。 这只是 在调用 portSAVE_CONTEXT() 和 portRESTORE_CONTEXT() 宏之间分别放置一个对 C 函数的调用，具体操作模板如下所示：

        EXTERN vASwitchingISR
        PUBLIC vASwitchingISREntry

    /* This header defines the save/restore macros. */
    #include "ISR_Support.h"

    vASwitchingISREntry:

        portSAVE_CONTEXT      ; Call portSAVE_CONTEXT macro first
        bl  vASwitchingISR    ; Then call the function written in the C file.
        portRESTORE_CONTEXT   ; Call portRESTORE_CONTEXT last.

        END

使用 AT91SAM7S-EK 以外的原型板

使用 AT91SAM7S64 以外的部件

SAM7 系列使用标准的 ARM7 核心，因此主要的实时内核组件 能在所有 ARM7 设备上移植，但需考虑外设设置和内存要求。 应考虑的事项：

• Source/portable/IAR/AtmelSAM7S64/port.c 中的 prvSetupTimerInterrupt() 配置 ATM91SAM7S64 PIT 以生成 RTOS tick。
• 端口、内存访问和系统时钟配置由 Demo/ARM7_AtmelSAM7S64_IAR/main.c 中的 prvSetupHardware() 执行。
• 中断服务程序设置和管理假设存在高级中断控制器。
• 串口驱动程序。
• 文件 board.h (等等) 提供了寄存器位置定义，该文件位于 Demo/ARM7_AT91SAM7S64_IAR/FreeRTOSConfig.h 的顶部。
• 启动代码、内存映射和矢量表设置包含在 Demo/ARM7_AtemlSAM7S64_IAR/SrcIAR/CStartup.s79 中。
• RAM 大小：参见下面的内存分配部分。

在抢占式和协作式 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。

中断服务程序总是在 ARM 模式下运行。 所有其他代码都在 THUMB 模式下执行。

Demo/ARM7_AtemlSAM7S64_IAR/SrcIAR/CStartup.s79 不为所有操作模式配置堆栈。

SWI 指令由实时内核使用，因此不能由应用程序代码使用。

“系统中断”可以从多个来源生成。 目前假设所有系统中断都源自 PIT（周期中断计时器）。 使用任何其他系统中断都需要一些包装代码来确定 中断起点。

内存分配

串行端口驱动器

USB 驱动程序

IAR 编译器注意事项

遗憾的是，仅仅修改源代码无法修复这些警告，因为这些警告主要与良性代码有关， 添加这些良性代码是为了修复其他编译器生成的警告（主要与类型转换有关）。 因此，部分警告已在项目文件中被禁用。