使用MM32F3270基于Azure RTOS (ThreadX) 的移植

周五, 10 六月 2022 - 16:07

简介

Azure RTOS ThreadX 是 Microsoft 提供的高级工业级实时操作系统 (RTOS)。它是专门为深度嵌入式实时 IoT 应用程序设计的。Azure RTOS ThreadX 提供高级计划、通信、同步、计时器、内存管理和中断管理功能。此外，Azure RTOS ThreadX 具有许多高级功能，包括 picokernel™ 体系结构、preemption-threshold™ 计划、event-chaining™、执行分析、性能指标和系统事件跟踪。Azure RTOS ThreadX 非常易于使用，适用于要求极其苛刻的嵌入式应用程序。Azure RTOS ThreadX 在各种产品（包括消费者设备、医疗电子设备和工业控制设备）上的部署次数已达数十亿次。

具体的介绍和用户指南可以参考：

<a href="https://docs.microsoft.com/zh-cn/azure/rtos/threadx/">https://docs.micr…;

本文描述了如何在MM32F3270系列MCU上使用Azure RTOS ThreadX做基本移植。

包括底层启动文件的移植，系统Systick的配置技巧，引导用户理解Azure RTOS ThreadX基本应用。

表 1 适用系列型号
<center><img src="http://mcu.eetrend.com/files/2022-06/wen_zhang_/100561111-256992-1.png&…; alt=“使用MM32F3270基于Azure RTOS (ThreadX) 的移植"></center>

1、移植应用的准备

1.1 硬件开发板的准备

该移植过程中应用的开发板为MM32的EVBoard MB039（MM32F3273G9P）

EV Board (MM32F3273G9P)的简要参数：

<ul><li>Arm Cortex-M3 内核</li>

<li>USB Host / Device、SPI、I2C</li>

<li>I2S Speaker</li>

<li>Ethernet PHY</li></ul>

1.2 软件的准备

库函数和例程（Lib Samples）

该移植过程中应用的Firmware分别为MM32F3270 库函数和例程下载地址：

<a href="https://www.mindmotion.com.cn/products/mm32mcu/mm32f/mm32f_mainstream/m…;

Azure RTOS ThreadX（源码）

ThreadX的源代码已经开放，我们可以从ThreadX公共源代码存储库获取 Azure RTOS ThreadX，网址为：

https://github.com/azure-rtos/threadx/

具体的商用使用条件参考Azure的许可证说明：

<a href="https://www.microsoft.com/en-us/legal/intellectualproperty/tech-licensi…;

Microsoft publishes the Azure RTOS source code to GitHub. No license is required to install and use the software for internal development, testing, and evaluation purposes. A license is required to distribute or sell components and devices unless using Azure RTOS licensed hardware.

Azure RTOS 何时需要许可证？

Microsoft 将 Azure RTOS 源代码发布到 GitHub。安装和使用该软件进行内部开发、测试和评估无需许可证。分发或销售组件和设备需要许可证，除非使用 Azure RTOS 许可的硬件。

ThreadX 安装

可以通过将 GitHub 存储库克隆到本地计算机来安装 ThreadX。下面是用于在 PC 上创建 ThreadX 存储库的克隆的典型语法。

shell复制

git clone https://github.com/azure-rtos/threadx

或者，也可以使用 GitHub 主页上的“下载”按钮来下载存储库的副本。

下载后的仓库代码目录列表如下：

如下图所示：

Azure RTOS ThreadX（源码）支持的开发环境

ThreadX 内核提供好了各种主流硬件平台和软件平台的移植文件，以Cortex_M3为例，可以支持以下六种开发环境：

本次移植过程使用keil模板为例子，做移植说明。

2、Threadx 的移植

该章节介绍了移植的过程和注意事项。

2.1 建立工程目录

建立目标工程文件夹“MM32F3270Project”：

复制Threadx中的“common”目录和“ports”目录下的“Cortex-M3”目录到：

“MM32F3270Project\threadx\common”

“MM32F3270Project\threadx\ports\cortex_m3\keil”

目录。

复制LibSamples_MM32F3270中的“Device”目录到：MM32F3270Project\Device

复制“Samples\LibSamples\GPIO\GPIO_Toggle”目录到“MM32F3270Project”目录。

最后形成如下目标目录：

2.2 添加源码到KEIL工程

打开IOtoggle工程；

它包含基本的LED blink功能；

通过完成编译，选择相应的调试下载工具（ULINK，Jlink，CMSIS-DAP Link，MM32LINK-OB），可以验证EVB正常工作，实现四个LED做500ms/500ms的亮暗闪烁。

验证过后，复制KEILPRJ工程目录为KEILPRJ_Threadx目录；

新建threadX/common分组，添加threadX/common/src下的所有c文件：

新建threadX/ports/mm32f3270/keil分组，选择对应的编译环境。

移植使用的KEIL为5.35，选用KEIL compiler version 5编译器(armcc)。

需要添加 threadX\ports\cortex_m3\keil\src 下的所有 .s 文件：

新建threadX/ports/mm32f3270/keil_s分组，选择对应的汇编文件。

添加threadx\ports\cortex_m3\keil\example_build 下的.s 文件：

tx_initialize_low_level.s：

新建threadX/ports/mm32f3270/demo分组。

添加threadx\ports\cortex_m3\keil\example_build 下的.c 文件:

sample_threadx.c：

因为sample_threadx.c包含main()函数，需要USER 组，以删除USER目录下的main.c文件。

设置编译环境，选择Use default compiler version 5，编译器为(armcc)：

设“C/C++”的头文件包含目录：

添加threadx\ports\下的.h文件包含目录:

..\threadx\common\inc

..\threadx\ports\cortex_m3\keil\inc

删除未用到的目录

..\USER

完成源代码添加和头文件目录包含，进行首次编译，

编译报如下错误：

检查适配ThreadX官方的底层适配文件tx_initialize_low_level.s，发现除了必须的函数：_tx_initialize_low_level。该tx_initialize_low_level.s还包含了汇编启动文件startup_mm32f327x_keil.s中的配置代码，包括stack与heap的配置、中断向量表，从而导致了冲突：

因此需要移除tx_initialize_low_level.s中stack与heap的配置、中断向量表相关的代码(参考上图中的代码)，因为已经在startup_mm32f327x_keil.s中实现。

同样的原因，需要删除Reset_Handler函数：

及删除__user_initial_stackheap函数：

并修改ThreadX适配文件tx_initialize_low_level.s中SYSTICK配置的参数。

修改SYSCLK频率，配置systick的中断时间间隔为1ms：

并修改tx_initialize_low_level.s中相关代码，以匹配MM32F3270系列的启动代码startup_mm32f327x_keil.s，以下左侧为tx_initialize_low_level.s原始代码，右侧为修改后代码。

修改__tx_vectors为__Vectors

修改|Image$$ZI$$Limit|

添加SysTick_Handler声明到如下代码：

具体参考修改后的.s文件。

再次编译，发现SysTick_Handler有冲突：

原因是系统中的DELAY_Init &DELAY_Ms延时函数使用了SysTick_Handler。

把宏定义：#define USE_SYSTICK_DELAY 1

修改为：#define USE_SYSTICK_DELAY 0

编译通过：

配置好下载Debugger工具（可以使用MM32LINK-OB，JLINK，U-LINK或CMSIS-DAP LINK），下载调试。

3、Threadx 的运行与调试

3.1 下载与调试

下载调试默认会运行到main()函数。

该demo示例，建立了5个线程，程序都不与芯片的外设相关：

线程只做数值自加，Demo演示了事件(Event),队列(queue),信号量(semaphore)的功能。

全速运行后，可以看到相关的数值在变化：

4、小结

关于使用MM32F3270基于Azure RTOS ThreadX 的最小系统就移植完成，并运行起来，后面再给大家介绍Task相关的配置，信号量，互斥锁等Azure RTOS的特色功能。

提示

可通过下方链接进行下载：
<a href="https://mindmotion.com.cn/whir_system/module/extension/Download.aspx?pa…;

来源：<a href="https://mp.weixin.qq.com/s/SbLIEdSoEzmP391AQAlkDw"> 灵动MM32MCU</a>
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