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XR806-串口测试

2024-06-26


  • XR806

  • 环境搭建

    • 资源获取

    • SDK简介

  • uart实现

    • 1. 创建工程

    • 2. 编译和烧录

  • 效果

  • 总结

  • 下一步计划


XR806芯片，它是一款基于安谋科技的STAR-MC1处理器来研发设计的支持WiFi和BLE的高集成度无线MCU芯片，本次开发板来自于极术社区的试用活动:全志XR806开发板免费试用，支持开源鸿蒙系统+FreeRTOS[1]。本次有幸再次参加，打算试基于该开发板实现micro-ROS[2]移植。micro-ROS旨在将ROS2部署在微控制器中。micro-ROS和其他ROS2节点的常用通信方式为uart和udp，因此要移植之前，首先需要打通XR806的uart和udp的功能。本篇文章主要实现XR806的串口测试。

XR806

c.png

XR806XR806开源鸿蒙开发板是一款基于XR806芯片设计，高度集成WiFi/BLE/常用外设，可供开发者进行方案评估、DIY或小规模产品研发，可广泛应用于智能家居、智能楼宇、智能城市和工业互联等领域。具体介绍详见链接[3]

本次是基于它推出的基于FreeRTOS的SDK。

环境搭建

开发环境为Ubuntu20.4

资源获取

获取SDK

mkdir xr806_sdk 
cd xr806_sdk
git clone https://sdk.aw-ol.com/git_repo/XR806/xr806_sdk/xr806_sdk.git

以上链接不容易拉取成功，可以参考该篇文章：【XR806开发板试用】全志XR806开发板FreeRTOS代码包及开发环境搭建教程[4]获取。

获取交叉编译链

交叉工具链使用gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update[5]。

# 切换到Toolchain 压缩包所在目录，例如为~/tools 目录
cd ~/xr806/tools
tar -jxf gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update-linux.tar.bz2

SDK简介

SDK文件目录如下：

.
├── bin # bin 文件目录，存放预置bin 文件
├── chip.mk
├── config.mk
├── gcc.mk
├── Kconfig
├── Makefile
├── include # 头文件目录，存放模块对外头文件
├── lib # 库文件目录，存放预置库文件和编译生成的库文件
│ ├── libaac.a
│ ├── libadt.a
│ └── ......
├── out # 编译生成文件存放目录，存放编译生成的bin 和image
├── project # 工程总目录
│ ├── bootloader # bootloader 工程
│ ├── common # 工程公用代码
│ ├── demo # 演示工程总目录，该目录下每个目录对应一个工程
│ │ ├── hello_demo
│ │ ├── wlan_demo
│ │ └── ......
│ ├── example # 示例工程总目录，该目录下每个目录对应一个工程
│ │ ├── uart
│ │ ├── wlan
│ │ └── ......
│ ├── image_cfg
│ │ └── image.cfg # 默认镜像配置文件
│ ├── linker_script
│ │ └── gcc
│ │ ├── appos.ld # 工程默认链接脚本
│ │ └── bootloader.ld # bootloader 链接脚本
│ ├── project.mk
│ ├── Kconfig
│ └── ......
├── src
│ ├── driver
│ │ ├── chip # 芯片外设驱动
│ │ └── component # 扩展外设驱动
│ ├── image # image 模块
│ ├── kernel # 内核
│ ├── ota # OTA 模块
│ └── ......
├── ......
└── tools # 镜像打包及烧录等工具

SDK的代码编译和镜像创建采用Makefile进行管理，关键Makefile和配置文件的说明见表

文件路径功能描述及相关说明
gcc.mk1. 定义通用编译规则，例如交叉编译工具链、编译选项、链接选项等 2. 用户只需要修改交叉编译工具链的路径定义“CC_DIR”
config.mk1. 定义全局配置选项。所有全局配置选项均有默认值，其作用范围是SDK所有代码 2. 一般情况下，用户不需要修改此文件。如果用户需要改变全局配置选项的值，可在“project/[prj]/gcc/localconfig.mk”中进行重定义，从而覆盖默认值
chip.mk定义芯片配置选项，不允许用户修改
src/Makefile定义SDK模块，每个模块编译后均生成对应的库文件
src/lib.mk定义模块通用编译规则
src/[module]/Makefile模块编译的Makefile，用于指定模块的库文件名、源文件等
project/project.mk定义工程的通用编译规则，一般无需修改
project/[prj]/gcc/localconfig.mk定义特定工程的本地配置选项。在此文件中定义的配置选项将会覆盖“config.mk”中定义的默认值
project/[prj]/gcc/Makefile特定工程的Makefile，用于指定工程板级配置、源文件、链接脚本、镜像配置文件等
project/common/prj_conf_opt.h1. 定义工程功能选项的默认配置（即针对所有工程的默认配置）。每个功能选项对应一个宏定义，例如中断服务程序栈大小（PRJCONF_MSP_STACK_SIZE）、主线程栈大小（PRJCONF_MAIN_THREAD_STACK_SIZE）等 2. 该文件中定义的宏，“project/”目录下的所有源文件均可见 3. 一般情况下，用户不需要修改此文件。如果特定工程需要改变某功能选项的值，可在“project/[prj]/prj_config.h”中进行重定义，从而覆盖默认值
project/[prj]/prj_config.h1. 定义特定工程的功能选项配置值。在此文件中定义的功能选项值将会覆盖“project/common/prj_conf_opt.h”中定义的默认值 2. 每个工程都必须实现本工程的“prj_config.h”文件 3. 该文件中定义的宏，“project/”目录下的所有源文件均可见

需要我们关注的配置的文件如下：(以project/demo/hello_demo为主)

  • project/demo/hello_demo/gcc/Makefile: 用于指定工程的板级配置、源文件、链接脚本、额外的头文件和静态文件。
  • project/demo/hello_demo/gcc/defconfig：配置一些组件是否开启。
  • gcc.mk:配置交叉编译链的路径

    • 代码编译和镜像创建命令的说明见表

    命令行为
    make config配置工程平台芯片型号及板级晶振选型，目前主要包括XR872和XR808平台，配置完成后将在xradio-skylark-sdk目录下生成.config文件 注:在编译之前必须执行，否则无法编译
    make config_clean清除.config文件
    make lib编译功能模块，生成.a文件并拷贝到lib目录下
    make lib_clean清理已编译的lib目标文件，及模块的.o文件，但并不会删除lib下的.a文件
    make lib_install_clean清理lib下的.a文件
    make编译工程代码，生成可执行文件（位于“project/[prj]/gcc/”目录）
    make clean清除make命令生成的目标文件
    make image创建镜像文件（位于“project/image/xxx/”目录）
    make build等同于make lib && make && make image
    make build_clean等同于make image_clean clean lib_clean lib_install_clean
    make objdump生成反汇编文件，用于代码分析和调试
    make size显示工程ELF文件的size信息，如text段、data段、bss段大小等

    uart实现

    uart有三种工作模式：

    • 阻塞
    • 中断
    • DMA

    本次使用DMA方式

    1. 创建工程

    以hello_demo作为模板

    #cd 到XR806_sdk目录下
    cd ~/xr806/xr806_sdk
    # 复制工程
    cp -r project/demo/hello_demo/ project/demo/ros2/

    修改工程defconfig，文件位于roject/demo/ros2/gcc/defconfig。修改如下：

    CONFIG_PROJECT="demo/ros2"
    CONFIG_XIP=y
    CONFIG_OTA=y
    CONFIG_WLAN=y

    定义工程名字，开启XIP、OTA和WLAN

    main.c

    #include "common/framework/platform_init.h"
    #include <stdio.h>
    #include "kernel/os/os.h"

    #include "driver/chip/hal_gpio.h"
    #include "driver/chip/hal_uart.h"

    #define LED_PORT            GPIO_PORT_A
    #define LED_PIN             GPIO_PIN_21

    #define UARTID     UART1_ID
    HAL_Status status = HAL_ERROR;

    /*LED 初始化*/
    static void led_init(void)
    {
     GPIO_InitParam param;
     param.driving = GPIO_DRIVING_LEVEL_1;
     param.mode = GPIOx_Pn_F1_OUTPUT;
     param.pull = GPIO_PULL_NONE;
     HAL_GPIO_Init(LED_PORT, LED_PIN, &param);
    }

    /*串口1初始化*/
    static int uart_init(void)
    {
     UART_InitParam param;

     param.baudRate = 115200;
     param.dataBits = UART_DATA_BITS_8;
     param.stopBits = UART_STOP_BITS_1;
     param.parity = UART_PARITY_NONE;
     param.isAutoHwFlowCtrl = 0;

     if(HAL_UART_Init(UARTID, &param) != HAL_OK)
      return -1;
     /*使能DMA*/
     if (HAL_UART_EnableTxDMA(UARTID) != HAL_OK)
      return -2;
     if (HAL_UART_EnableRxDMA(UARTID) != HAL_OK)
      return -3;
     
     return 0;
    }

    int main(void)
    {
     uint8_t led_flag = 0;
     platform_init();
     led_init();
     status = uart_init();
     if (status != HAL_OK){
      printf("uart init fail! %d\n", status);
      return -1;
     }
     /*测试uart*/
     char buffer[20];
     uint8_t rx_data;
     int32_t len = 0;
     /*发送*/
     len = snprintf(buffer, 20, "uart%d DMA mode.\n", UARTID);
     len = HAL_UART_Transmit_DMA(UARTID, (uint8_t *)buffer, len);
     if(len < 0){
      printf("send data fail by uart!\n");
     }
     
     while (1) {
      led_flag++;
      HAL_GPIO_WritePin(LED_PORT, LED_PIN, led_flag % 2);
      /*接收*/
      len = 0;
      len = HAL_UART_Receive_DMA(UARTID, &rx_data, 1, 1000); 
      if(len > 0){
       printf("%c", rx_data);
       /*回显*/
       HAL_UART_Transmit_DMA(UARTID, &rx_data, 1);
      } 
      // OS_MSleep(500);
     }
     return 0;
    }

    • led_init(void):初始化LED，程序循环时闪烁，指示程序正常运行；
    • uart_init()：初始化uart，串口波特率为115200，数据位8位，停止位1位。在发送和接收时启用DWA。
    • main():通过uart实现回显效果，以测试uart的发送和接收功能是否正常。

    2. 编译和烧录

    添加交叉编译链

    在文件gcc.mk中添加：

    CC_DIR := ~/xr806/tools/gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update/bin

    复制配置文件到顶层

    cp project/demo/ros2/gcc/defconfig .config
    #检查SDK的配置是否正常
     make menuconfig
     # 清理，切换工程时需要
     make build_clean
     # 编译成镜像文件
     make build -j6

    编译截图

    最后生成的镜像文件为：microros_system.img

    下载

    SDK提供的下载工具位于工程文件的tools中。

    tools文件内容截图

    其中，phoeniXMC为linux在的下载工具，其提供的命令如下：

    haijun@haijun-Lenovo:~/xr806/xr806_sdk/tools$ ./phoenixMC -h

    Version: v1.2.00815b(by notebook)
    phoenixMC_u -A [debug flash address] (default: 0x00000000)
    phoenixMC_u -b [baud rate] (default: 921600)
    phoenixMC_u -B [flash debug bin file for write] (default: a.bin)
    phoenixMC_u -c [com dev] (default: /dev/ttyUSB0)
    phoenixMC_u -C [config file] (default: ./settings.ini)
    phoenixMC_u -d [debug log level] (default: 0)
    phoenixMC_u -D [debug flash mode] (default: n=NULL)
    phoenixMC_u -e [enable etf image] (default: 0)
    phoenixMC_u -f [enable flash compat] (default: 1)
    phoenixMC_u -g [enable combine images]
    phoenixMC_u -G [combine image path] (default: combine_image.cimg)
    phoenixMC_u -h [help msg]
    phoenixMC_u -i [wlan image path] (default: xr-system.img)
    phoenixMC_u -I [ETF image path] (default: xr-system_etf.img)
    phoenixMC_u -l [log file path] (default: ./log/log.txt)
    phoenixMC_u -L [debug flash length] (default: 0x00000200)
    phoenixMC_u -r [read and check after write] (default: 0)
    phoenixMC_u -s [show image info]
    phoenixMC_u -u [update changed blocks only] (default: 1)
    phoenixMC_u -v [show version]

    When it's upgrading, input 'stop' to stop it if you need.

    下载命令

    cd tools
    ./phoenixMC -i ../out/microros_system.img 
    haijun@haijun-Lenovo:~/xr806/xr806_sdk/tools$ ./phoenixMC -i ../out/microros_system.img
    --------------SETTING--------------
    COM:/dev/ttyUSB0
    Baud:921600
    Log path:./log/log.txt
    Log level:0
    Image path:../out/microros_system.img
    ETF image path:xr_system_etf.img
    Read and check:NO
    Update change only:YES
    Program ETF image:NO
    Use flash compat:YES

    *************************************************
    firmware information
    *************************************************
    *******************************************************************************************************************
    bin version: 5
    bin count: 6
    No. ID sram_offs data_size next_section attribute private
    1 0xA5FF5A00 0x00230000 0x000029C8 0x00004000 0x00000001 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFC03FFFF
    2 0xA5FE5A01 0x00201000 0x00006C78 0x00029800 0x00000001 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
    3 0xA5FD5A02 0xFFFFFFFF 0x00069160 0x000F1800 0x00000002 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
    4 0xA5FA5A05 0xFFFFFFFF 0x00000910 0x000F2800 0x00000001 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
    5 0xA5F95A06 0xFFFFFFFF 0x00007F84 0x000FA800 0x00000001 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
    6 0xA5F85A07 0xFFFFFFFF 0x00000320 0xFFFFFFFF 0x00000001 0xFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFFF
    *******************************************************************************************************************

    not Combined image!!
    3%: Opening com...
    10%: Checking the 1 block,total 15 block(s)...
    ...
    ...
    74%: Checking the 13 block,total 15 block(s)...
    79%: Checking the 14 block,total 15 block(s)...
    84%: Checking the 15 block,total 15 block(s)...
    90%: Checking rest data of 64k...
    100%: Upgrade OK!

    效果

    总结

    • uart 有demo，所以实现得比较顺利；
    • 想通过FreeRTOS建立多线程失败，目前只能在main线程中进行操作。关于线程的建立，还有待研究；

    下一步计划

  • 移植micro-ROS，实现在uart下的通信；
  • 完成udp测试；
  • 实现micro-ROS在udp下的通信；

    • [1] https://aijishu.com/e/1120000000426896[2] https://micro.ros.org/[3] https://xr806.docs.aw-ol.com/xr806_dev/[4] https://aijishu.com/a/1060000000426976[5] (https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads/8-2019q3-update




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