ThreadX應用開發筆記之二:移植ThreadX到STM32H7平臺
前面我們將ThreadX成功移植到了STM32F4平臺,但這只是我們的部分應用。我們希望將ThreadX的優勢發揮到我們的更多應用中,所以在這一篇中我們就來實現將ThreadX移植到STM32H7平臺中。
1、前期準備
在開始將ThreadX移植到STM32H7平臺之前,我們需要做一些軟硬體方面的準備。
首先,我們需要準備STM32H7的硬體平臺。這次我們採用STM32H750VBT6為控制單元來作為目標平臺。這是一款我們在實際專案中使用的,經過驗證的,硬體能夠穩定執行的平臺。
其次,我們需要準備相應的軟體資源,也就是ThreadX的原始碼。ThreadX的原始碼已經開源到Github上,其地址為:
上圖中一目瞭然,無需做太多解釋。我們需要用到的檔案主要存放在common資料夾和ports資料夾。其中common資料夾存放的是核心原始碼,ports資料夾存放的是不同平臺的介面檔案。我們的硬體採用的是STM32H750VBT6,軟體開發環境用的是IAR EWARM,所以我們選擇ports資料夾下cortex_m7下的IAR資料夾中的介面檔案。
2、系統移植
我們準備好軟體硬體平臺後,就可以開始系統的移植了。首先我們找到一個基礎的裸機專案,能正確實現硬體的啟動及時鐘初始化就好了。接下來的移植工作主要包括:新增原始碼,修改配置等。
第一步,我們先向專案中新增ThreadX的相關原始碼檔案。所以我們在專案下新增ThreadX組、並在ThreadX組下新增Source和Ports兩個組用於新增檔案。並將common資料夾和ports資料夾中的檔案新增到對應的分組。如下所示:
然後要在專案屬性中為編譯器指定標頭檔案的引用路徑,主要是核心函式的標頭檔案以及介面檔案的標頭檔案兩個路徑,在我們這個專案中配置如下:
\(PROJ_DIR\)....\ThreadX\common\inc
\(PROJ_DIR\)....\ThreadX\ports\cortex_m4\iar\inc
第二步,修改stm32h7xx_it.c檔案。將其中的中斷響應函式void PendSV_Handler(void)和void SysTick_Handler(void)去除。因為在ThreadX中已經實現和使用。
第三步,修改tx_initialize_low_level.s檔案。這個檔案負責建立各種系統資料結構,並提供定時中斷源。這個檔案應該是要針對不同的底層平臺編寫。但在微軟提供的cortex_m7下IAR的介面例程中已經提供 了一個,所以我們基於這個檔案進行修改就可以了,主要根據實際應用修改的是時鐘頻率。
SYSTEM_CLOCK EQU 480000000
SYSTICK_CYCLES EQU ((SYSTEM_CLOCK / 1000) -1)
第四步,修改ThreadX的配置檔案。ThreadX中要求使者提供一個tx_user.h的配置檔案。當然這個檔案並不需要從頭編寫,在common\inc目錄下有一個tx_user_sample.h檔案,我們根據這個檔案修改就可以了。
經過上述這四步操作,我們實際上已經完成了對ThreadX核心的移植,但還沒有辦法正確使用,因為我們還沒有定義具體的任務。
3、任務實現
我們已經完成了對ThreadX核心檔案以及介面檔案的移植,接下來我們就來實現具體的應用任務。ThreadX核心實現基本應用很簡單,只涉及到2個函式:tx_kernel_enter和tx_application_define,這兩個函式在標頭檔案“tx_api.h”中被宣告。事實上ThreadX核心所有的對外函式都在“tx_api.h”中宣告,所以凡是我們需要使用核心的地方必須引用“tx_api.h”標頭檔案。
其中tx_kernel_enter實際是一個巨集,真正的函式是_tx_initialize_kernel_enter,用於啟動核心,這個函式需要我們在主函式中呼叫。呼叫這個函式後,核心開始執行,多工也將按照我們的設計迴圈執行。
而tx_application_define函式只有宣告沒有實現,在_tx_initialize_kernel_enter函式中被呼叫,用於任務的建立。所有的任務都將在這個函式中被建立,而且不僅僅是任務在這個函式中建立,訊號量、佇列、互斥量等都在這個函式中建立。
我們將在tx_application_define函式建立任務,這就需要用到tx_thread_create函式。這個函式的引數有10個,包括任務控制塊、任務函式地址、任務棧的大小及地址、任務優先順序等。這些引數都是我們需要定義或宣告的。然後我們就可以編寫tx_application_define函式:
/*tx_application_define函式實現*/
void tx_application_define(void *first_unused_memory)
{
/* 建立系統任務 */
tx_thread_create(&ThreadSystemTCB, /* 任務控制塊地址 */
"Thread System", /* 任務名 */
ThreadSystem, /* 啟動任務函式地址 */
0, /* 傳遞給任務的引數 */
&ThreadSystemStack[0], /* 堆疊基地址 */
THREAD_SYSTEM_STK_SIZE, /* 堆疊空間大小 */
THREAD_SYSTEM_PRIO, /* 任務優先順序*/
THREAD_SYSTEM_PRIO, /* 任務搶佔閥值 */
TX_NO_TIME_SLICE, /* 不開啟時間片 */
TX_AUTO_START); /* 建立後立即啟動 */
/* 建立模擬量處理任務 */
tx_thread_create(&ThreadAnalogTCB, /* 任務控制塊地址 */
"Thread Analog", /* 任務名 */
ThreadAnalog, /* 啟動任務函式地址 */
0, /* 傳遞給任務的引數 */
&ThreadAnalogStack[0], /* 堆疊基地址 */
THREAD_ANALOG_STK_SIZE, /* 堆疊空間大小 */
THREAD_ANALOG_PRIO, /* 任務優先順序*/
THREAD_ANALOG_PRIO, /* 任務搶佔閥值 */
TX_NO_TIME_SLICE, /* 不開啟時間片 */
TX_AUTO_START); /* 建立後立即啟動 */
/* 建立邏輯處理任務 */
tx_thread_create(&ThreadLogicTCB, /* 任務控制塊地址 */
"Thread Logic", /* 任務名 */
ThreadLogic, /* 啟動任務函式地址 */
0, /* 傳遞給任務的引數 */
&ThreadLogicStack[0], /* 堆疊基地址 */
THREAD_LOGIC_STK_SIZE, /* 堆疊空間大小 */
THREAD_LOGIC_PRIO, /* 任務優先順序*/
THREAD_LOGIC_PRIO, /* 任務搶佔閥值 */
TX_NO_TIME_SLICE, /* 不開啟時間片 */
TX_AUTO_START); /* 建立後立即啟動 */
/* 建立通訊處理任務 */
tx_thread_create(&ThreadCommTCB, /* 任務控制塊地址 */
"Thread Comm", /* 任務名 */
ThreadComm, /* 啟動任務函式地址 */
0, /* 傳遞給任務的引數 */
&ThreadCommStack[0], /* 堆疊基地址 */
THREAD_COMM_STK_SIZE, /* 堆疊空間大小 */
THREAD_COMM_PRIO, /* 任務優先順序*/
THREAD_COMM_PRIO, /* 任務搶佔閥值 */
TX_NO_TIME_SLICE, /* 不開啟時間片 */
TX_AUTO_START); /* 建立後立即啟動 */
/* 建立統計任務 */
tx_thread_create(&ThreadStatTCB, /* 任務控制塊地址 */
"Thread STAT", /* 任務名 */
ThreadStat, /* 啟動任務函式地址 */
0, /* 傳遞給任務的引數 */
&ThreadStatStack[0], /* 堆疊基地址 */
THREAD_IDLE_STK_SIZE, /* 堆疊空間大小 */
THREAD_STAT_PRIO, /* 任務優先順序*/
THREAD_STAT_PRIO, /* 任務搶佔閥值 */
TX_NO_TIME_SLICE, /* 不開啟時間片 */
TX_AUTO_START); /* 建立後立即啟動 */
/* 建立空閒任務 */
tx_thread_create(&ThreadIdleTCB, /* 任務控制塊地址 */
"Thread IDLE", /* 任務名 */
ThreadIdle, /* 啟動任務函式地址 */
0, /* 傳遞給任務的引數 */
&ThreadIdleStack[0], /* 堆疊基地址 */
THREAD_IDLE_STK_SIZE, /* 堆疊空間大小 */
THREAD_IDLE_PRIO, /* 任務優先順序*/
THREAD_IDLE_PRIO, /* 任務搶佔閥值 */
TX_NO_TIME_SLICE, /* 不開啟時間片 */
TX_AUTO_START); /* 建立後立即啟動 */
}
還要在主函式中呼叫 tx_kernel_enter函式以達到啟動ThreadX核心的目的。
4、最後測試
完成前述的全部內容後,我們編譯下載到目標平臺,系統能夠正常執行。新增ThreadX除錯外掛可以檢視個任務的執行情況如下:
經過上述測試,我們已經成功的將ThreadX一直到立刻STM32H7平臺,這樣餘下的事情就是開發具體的應用了。
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