【ARM】应用ArmDS移植最小FreeRTOS系统

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一、文档背景

FreeRTOS(Free Real-Time Operating System)是一个开源的实时操作系统内核,广泛应用于嵌入式系统。它具有小巧、灵活、低功耗等特点,支持多任务调度、信号量、队列等实时操作系统基本功能。

将FreeRTOS移植到特定硬件平台上是实现嵌入式系统应用的重要步骤。移植过程包括配置内核、初始化硬件、实现基本任务调度等。通过移植,开发者可以在目标硬件平台上运行FreeRTOS,从而开发基于FreeRTOS的嵌入式应用。

二、 解决的问题或者进行问题分析

步骤一:准备开发环境

1、安装开发工具:确保你已经安装了 Arm Development Studio。

2、下载库文件:从 ST 官方网站下载 STM32F7 的 HAL 库,并从 FreeRTOS 官方网站获取 FreeRTOS 11 源码。

步骤二:创建项目

1、创建 ArmDS 项目:

2、打开 Arm Development Studio,选择 "File" > "New Project"。

3、选择 "STM32F769NIHx" 作为目标器件。

步骤三:添加 FreeRTOS 源文件

1、将 FreeRTOS 源文件添加到项目中:

2、在项目属性中,确保添加 FreeRTOS 相关头文件的路径。例如,右键点击项目 -> Properties -> C/C++ General -> Paths and Symbols -> Includes

3、创建并配置 FreeRTOSConfig.h:

步骤四:编写示例任务和 LED 控制

1、初始化硬件和 LED 引脚:

2、在项目中,创建一个新的 C 文件(例如 main.c)

步骤五:编译和下载

1、编译项目:在 Arm Development Studio 中,编译项目以确保没有错误。

2、下载到开发板:使用调试工具(如 ULINK或Dstream),将编译好的程序下载到 STM32F769 开发板上。

步骤六:调试和验证

1、调试程序:通过调试工具运行程序,检查任务是否正常运行。

2、验证功能:观察 LED 是否按照预期闪烁,确认 FreeRTOS 任务调度正常。

三、 如何应用ArmDS移植最小FreeRTOS系统

1.创建一个名称为"FreeRTOS11_Porting"的项目,配置如图3-1所示:

图3-1

2.根据硬件的实际情况,选择对应的处理器,如图3-2所示:

图3-2

3.只添加"Startup"与"Core"组件,如图3-3所示:

图3-3

4.创建两个目录:UserCode与FreeRTOS11Kernel,并创建main.c文件,添加初始化代码,如图3-4所示:

图3-4

5.将FreeRTOS的源文件添加到项目中,如图3-5所示:

  • 复制FreeRTOS源码目录中的以下文件到你的项目中:

    • FreeRTOS/Source/tasks.c

    • FreeRTOS/Source/list.c

    • FreeRTOS/Source/portable/[compiler]/ARM_CM7/r0p1/port.c

    • FreeRTOS/Source/portable/MemMang/heap_4.c(或其他你选择的内存管理器)

    • FreeRTOS/Source/include目录下的所有头文件

    • FreeRTOS/Source/portable/[compiler]/ARM_CM7/r0p1/portmacro.h

图3-5

6.打开工程的属性窗口,添加几个头文件的路径,如图3-6所示:

图3-6

7.创建并配置 FreeRTOSConfig.h,如图3-7所示:

图3-7

8.编译项目,如图3-8所示:

图3-8

四、验证FreeRTOS已移植到STM32F769开发板上

1、用仿真器Ulink或Dstream仿真器,连接好开发板,如图4-1所示:

图4-1

2、把AXF文件下载到开发板上,运行或调试,并查看开发板上LED灯的情况,如图4-2所示:

图4-2

五、讨论分析

1.S文件的中断向量函数中的"WEAK"字符的作用是什么?

图5-1

解答:

在C语言或汇编语言中,"WEAK"字符主要用于定义一个弱符号(Weak Symbol)。弱符号是一种特殊的符号,其定义允许在链接过程中被同名的强符号(Strong Symbol)覆盖。这在嵌入式系统开发中非常有用,尤其是在定义中断处理程序(Interrupt Service Routine,ISR)时。这种机制提高了代码的灵活性和模块化,是嵌入式系统开发中常用的技术。

六、结论

为嵌入式系统开发者提供一个详尽的指南,利用ArmDS工具将FreeRTOS内核成功移植到目标硬件平台,从而实现可靠的实时操作系统应用。


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