Liu_Weichao
e14fa6ff8e
|
||
|---|---|---|
| .. | ||
| img | ||
| include | ||
| third_party_driver | ||
| .defconfig | ||
| Kconfig | ||
| Makefile | ||
| README.md | ||
| board.c | ||
| board.h | ||
| config.mk | ||
| link.lds | ||
README.md
从零开始构建矽璓工业物联操作系统：使用ARM架构的STM32F103-nano开发板
XiUOS (X Industrial Ubiquitous Operating System) 矽璓工业物联操作系统是一款面向工业物联场景的泛在操作系统，来自泛在操作系统研究计划。所谓泛在操作系统(UOS: Ubiquitous Operating Systems)，是支持互联网时代人机物融合泛在计算应用模式的新型操作系统，是传统操作系统概念的泛化与延伸。在泛在操作系统技术体系中，不同的泛在计算设备和泛在应用场景需要符合各自特性的不同UOS，XiUOS即是面向工业物联场景的一种UOS，主要由一个极简的微型实时操作系统(RTOS)内核和其上的智能工业物联框架构成，支持工业物联网(IIoT: Industrial Internet of Things)应用。
开发环境搭建
推荐使用：
操作系统： ubuntu18.04 https://ubuntu.com/download/desktop
更新ubuntu 18.04源的方法:（根据自身情况而定，可以不更改）
第一步:打开sources.list文件
sudo vim /etc/apt/sources.list
第二步:将以下内容复制到sources.list文件
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
deb http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-security main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-updates main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-proposed main restricted universe multiverse
deb-src http://mirrors.aliyun.com/ubuntu/ bionic-backports main restricted universe multiverse
第三步:更新源和系统软件
sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
开发工具推荐使用 VSCode ，VScode下载地址为： VSCode https://code.visualstudio.com/，推荐下载地址为 http://vscode.cdn.azure.cn/stable/3c4e3df9e89829dce27b7b5c24508306b151f30d/code_1.55.2-1618307277_amd64.deb
依赖包安装：
$ sudo apt install build-essential pkg-config git
$ sudo apt install gcc make libncurses5-dev openssl libssl-dev bison flex libelf-dev autoconf libtool gperf libc6-dev
XiUOS操作系统源码下载： XiUOS https://www.gitlink.org.cn/xuos/xiuos
新建一个空文件夹并进入文件夹中，并下载源码，具体命令如下：
mkdir test && cd test
git clone https://gitlink.org.cn/xuos/xiuos.git
1、打开XiUOS源码文件包可以看到以下目录：
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| APP_Framework | 应用代码 |
| Ubiquitous | 板级支持包,支持NuttX、RT-Thread和XiZi内核 |
2、打开XiZi内核源码文件包可以看到以下目录：
| 名称 | 说明 |
|---|---|
| arch | 架构代码 |
| board | 板级支持包 |
| fs | 文件系统 |
| kernel | 内核源码 |
| lib | 第三方库源码 |
| resources | 驱动文件 |
| tool | 系统工具 |
使用VScode打开代码，具体操作步骤为：在源码文件夹下打开系统终端，输入code .即可打开VScode开发环境，如下图所示：
裁减配置工具的下载
裁减配置工具：
工具地址： kconfig-frontends https://www.gitlink.org.cn/xuos/kconfig-frontends，下载与安装的具体命令如下：
mkdir kfrontends && cd kfrontends
git clone https://gitlink.org.cn/xuos/kconfig-frontends.git
下载源码后按以下步骤执行软件安装：
cd kconfig-frontends
./xs_build.sh
编译工具链：
ARM： arm-none-eabi(gcc version 6.3.1)，默认安装到Ubuntu的/usr/bin/arm-none-eabi-，使用如下命令行下载和安装。
$ sudo apt install gcc-arm-none-eabi
在STM32F103-nano上创建第一个应用 --helloworld
1. 简介
| 硬件 | 描述 |
|---|---|
| 芯片型号 | Stm32F103RBT6 |
| CPU | arm cortex-m3 |
| 主频 | 72MHz |
| 片内SRAM | 20KB |
| 片上FLASH | 128KB |
| 外设 | -- |
| ADC、DAC、USB、GPIO、UART、SPI、SDIO、RTC、CAN、DMA、MAC、I²C、WDT、Timer等 |
XiUOS板级驱动当前支持使用GPIO、UART。
2. 编译说明
编辑环境：Ubuntu18.04
编译工具链：arm-none-eabi-gcc
使用VScode打开工程的方法有多种，本文介绍一种快捷键，在项目目录下将code .输入linux系统命令终端即可打开目标项目
修改APP_Framework/Applications文件夹下main.c
在输出函数中写入 Hello, world!完成代码编辑。
编译步骤：
1.在VScode命令终端中执行以下命令，生成配置文件。
cd ./Ubiquitous/XiZi
make BOARD=stm32f103-nano distclean
make BOARD=stm32f103-nano menuconfig
2.在menuconfig界面配置需要关闭和开启的功能，按回车键进入下级菜单，按Y键选中需要开启的功能，按N键选中需要关闭的功能，配置结束后保存并退出（本例旨在演示简单的输出例程，所以没有需要配置的选项，双击快捷键ESC退出配置）。
退出时选择yes保存上面所配置的内容，如下图所示：
3.需要注意的是，stm32f103-nano开发板中CPU RAM大小为20KB，需要调整XiUOS中堆栈相关配置的默认值，避免出现超出堆栈大小而无法正常启动。
（1）ID hash table配置，ID num配置为16，减少.bss段大小;
（2）IPC feature配置，保留信号量、互斥锁等必需的进程间通信，关闭队列等未用到的方式;
（3）ENV task配置，该线程栈大小配置为1024;
（4）MAIN task配置，该线程栈大小配置为256;
（5）大内存分配页对齐配置，页对齐配置为1KB，减少页对齐后优化的ram空间，增加可分配的堆大小;
（6）SHELL task配置，该线程栈大小配置为4096，建议无优化空间时再选择减少SHELL线程栈大小，避免出现SHELL工作异常的情况;
（7）WORKQUEUE配置，若未用到工作队列，可关闭该功能，减少堆栈空间申请;
（7）ZOMBIE RECYCLE task配置 ，僵尸线程回收线程栈大小同样在无优化空间时可选择减少。
4.继续执行以下命令，进行编译
make BOARD=stm32f103-nano
5.如果编译正确无误，会产生XiZi-stm32f103-nano.elf、XiZi-stm32f103-nano.bin文件。其中XiZi-stm32f103-nano.bin需要烧写到设备中进行运行。
3. 烧写及执行
stm32f103-nano开发板内置板载st-link SWD下载接口，连接USB后便可使用st-flash工具进行烧写bin文件。
烧写工具
ARM：ST-LINK, stm32f103-nano 板卡内置st-link SWD, 因此无需额外外接工具，只需安装st-flash相关依赖驱动即可。
下载并以下执行命令以下命令安装st-link工具(本文使用v1.5.1版本)。
sudo apt install libusb-dev
sudo apt install libusb-1.0-0-dev
sudo apt install cmake
cd stlink
make
cd build/Release && make install DESTDIR=_install
将生成的st-flash（在stlink/build/Release/bin文件夹下）复制到/usr/bin下就可使用了
代码根目录下执行st-flash工具烧录
sudo st-flash write build/XiZi-stm32f103-nano.bin 0x8000000
3.1 运行结果
如果编译 & 烧写无误，将会在串口终端上看到信息打印输出。
