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《2023 DigiKey 汽车应用创意挑战赛》 系统适配

#竞赛 #竞赛 1668 人阅读 | 0 人回复 | 2024-01-10

本帖最后由 andeyqi 于 2024-1-10 13:59 编辑

       本次设计的OBD数据采集系统,主要分为两部分MCU负责采集下发CAN总线的车身数据信息,采集到的信息上传到SOC进行数据显示，同时MCU需要记录自身的异常信息支持诊断仪读取异常DTC数据信息。MCU使用NXP车规级芯片S32K146,SOC 使用树莓派4B作为输出显示单元，S23K146的系统使用RT-thread 操作系统，MCU 和SOC 之间通过UART通信交互数据，项目简要框图如下：

      RT-thread 系统的移植适配主要是bsp 部分的输配，cpu 相关的光放的代码已经支持了大量的CPU 体系架构的代码，驱动本分的代码一般由厂家sdk 提供，我们只要把sdk 的代码适配到系统里就可以完成最小系统的适配支持，以下链接（https://club.rt-thread.org/ask/article/869d12cbe0bb712b.html）是部分的mcu 的移植说明我们参照下流程及官方的文档（https://www.rt-thread.org/document/site/#/rt-thread-version/rt-thread-standard/README），参考上面的资料开始我们的主题适配RT-thread 系统至我们的S32K146硬件设备上。


  • 创建 bsp 目录

      更新RT-thread 代码库bsp 目录下没有S32K14X 的板卡，我们创建个s32k14x 目录并把官方的sdk 软件包放到该目录下待用，参照其他bsp目录结构创建drivers/applications/board 文件夹分别用于防止适配rt-thread 驱动框架的驱动,应用程序及板级初始化程序。





  • 添加kconfig 文件

    RT-thread 是个高度可裁剪的系统，配置工具使用的是kconfig 工具，在bsp 目录下执行menuconfig 命令图，通过形界面的方式进行配置，我们参照其他bsp ，本地参照的是gd32 的kconfig 将对应的文件拷贝至新建的s32k14x bsp 目录下，kconfig 内容如下：
  1. mainmenu "RT-Thread Configuration"

  3. config BSP_DIR
  4.     string
  5.     option env="BSP_ROOT"
  6.     default "."

  8. config RTT_DIR
  9.     string
  10.     option env="RTT_ROOT"
  11.     default "../.."

  13. config PKGS_DIR
  14.     string
  15.     option env="PKGS_ROOT"
  16.     default "packages"

  18. source "$RTT_DIR/Kconfig"
  19. source "$PKGS_DIR/Kconfig"
  20. source "board/Kconfig"
复制代码

以上配置文件配置了BSP_ROOT/PKGS_ROOT/RTT_ROOT 路径，并引用了 "$RTT_DIR/Kconfig"/"$PKGS_DIR/Kconfig"/"board/Kconfig"  文件，其中"board/Kconfig" 文件配置片上资源配置，shell 使用串口资源是通过此配置文件来配置，我们参照gd32 的配置添加如下配置文件。
  1. menu "Hardware Drivers Config"

  3. menu "Onboard Peripheral Drivers"
  4. config SOC_S32K146
  5.     bool
  6.     select RT_USING_COMPONENTS_INIT
  7.     select RT_USING_USER_MAIN
  8.     default y
  9. endmenu

  11. menu "On-chip Peripheral Drivers"

  13.     menuconfig BSP_USING_UART
  14.         bool "Enable UART"
  15.         default y
  16.         select RT_USING_SERIAL
  17.         if BSP_USING_UART
  18.             config BSP_USING_UART0
  19.                 bool "Enable UART0"
  20.                 default n

  22.             config BSP_UART0_RX_USING_DMA
  23.                 bool "Enable UART0 RX DMA"
  24.                 depends on BSP_USING_UART0
  25.                 select RT_SERIAL_USING_DMA
  26.                 default n

  28.             config BSP_USING_UART1
  29.                 bool "Enable UART1"
  30.                 default y

  32.             config BSP_UART1_RX_USING_DMA
  33.                 bool "Enable UART1 RX DMA"
  34.                 depends on BSP_USING_UART1
  35.                 select RT_SERIAL_USING_DMA
  36.                 default n

  38.             config BSP_USING_UART2
  39.                 bool "Enable UART2"
  40.                 default n

  42.             config BSP_UART2_RX_USING_DMA
  43.                 bool "Enable UART2 RX DMA"
  44.                 depends on BSP_USING_UART2
  45.                 select RT_SERIAL_USING_DMA
  46.                 default n

  48.             config BSP_USING_UART3
  49.                 bool "Enable UART3"
  50.                 default n

  52.             config BSP_UART3_RX_USING_DMA
  53.                 bool "Enable UART3 RX DMA"
  54.                 depends on BSP_USING_UART3
  55.                 select RT_SERIAL_USING_DMA
  56.                 default n

  58.             config BSP_USING_UART4
  59.                 bool "Enable UART4"
  60.                 default n

  62.             config BSP_UART4_RX_USING_DMA
  63.                 bool "Enable UART4 RX DMA"
  64.                 depends on BSP_USING_UART4
  65.                 select RT_SERIAL_USING_DMA
  66.                 default n

  68.             config BSP_USING_UART5
  69.                 bool "Enable UART5"
  70.                 default n

  72.             config BSP_UART5_RX_USING_DMA
  73.                 bool "Enable UART5 RX DMA"
  74.                 depends on BSP_USING_UART5
  75.                 select RT_SERIAL_USING_DMA
  76.                 default n
  77.         endif

  79.     menuconfig BSP_USING_I2C1
  80.         bool "Enable I2C1 BUS (software simulation)"
  81.         default n
  82.         select RT_USING_I2C
  83.         select RT_USING_I2C_BITOPS
  84.         select RT_USING_PIN
  85.         if BSP_USING_I2C1
  86.             config BSP_I2C1_SCL_PIN
  87.                 int "i2c1 scl pin number"
  88.                 range 1 159
  89.                 default 24
  90.             config BSP_I2C1_SDA_PIN
  91.                 int "I2C1 sda pin number"
  92.                 range 1 159
  93.                 default 25
  94.         endif

  96. endmenu

  98. menu "Board extended module Drivers"

  100. endmenu

  102. endmenu
复制代码

  • scons 配置

      RT-thread 的工程配置及文件管理是通过scons 脚本控制的，我们只需要配置需要编译的文件就可以通过scans 命令自动生成IAR/MDK/GCC 的配置工程， 我们本次试验使用的是IAR 的工程，其他工程的实现也是类似。

  • IAR 工程模板文件创建

        在对应的BSP 目录下添加 template.ewp 工程模板文件，更新模板文件的Debug/Release 配置下的CPU 型号及链接脚本路径后并保存即可，本地配置的如下。


  • bsp 根目录下scons 配置

参照其他BSP 目录下的结构添加如下三个文件至bsp 根目录下：
SConstruct

  1. import os
  2. import sys
  3. import rtconfig

  5. if os.getenv('RTT_ROOT'):
  6.     RTT_ROOT = os.getenv('RTT_ROOT')
  7. else:
  8.     RTT_ROOT = os.path.normpath(os.getcwd() + '/../..')

  10. sys.path = sys.path + [os.path.join(RTT_ROOT, 'tools')]
  11. try:
  12.     from building import *
  13. except:
  14.     print('Cannot found RT-Thread root directory, please check RTT_ROOT')
  15.     print(RTT_ROOT)
  16.     exit(-1)

  18. TARGET = 'rtthread.' + rtconfig.TARGET_EXT

  20. DefaultEnvironment(tools=[])
  21. env = Environment(tools = ['mingw'],
  22.     AS = rtconfig.AS, ASFLAGS = rtconfig.AFLAGS,
  23.     CC = rtconfig.CC, CCFLAGS = rtconfig.CFLAGS,
  24.     AR = rtconfig.AR, ARFLAGS = '-rc',
  25.     CXX = rtconfig.CXX, CXXFLAGS = rtconfig.CXXFLAGS,
  26.     LINK = rtconfig.LINK, LINKFLAGS = rtconfig.LFLAGS)
  27. env.PrependENVPath('PATH', rtconfig.EXEC_PATH)

  29. if rtconfig.PLATFORM in ['iccarm']:
  30.     env.Replace(CCCOM = ['$CC $CCFLAGS $CPPFLAGS $_CPPDEFFLAGS $_CPPINCFLAGS -o $TARGET $SOURCES'])
  31.     env.Replace(ARFLAGS = [''])
  32.     env.Replace(LINKCOM = env["LINKCOM"] + ' --map rtthread.map')

  34. Export('RTT_ROOT')
  35. Export('rtconfig')

  37. SDK_ROOT = os.path.abspath('.')

  39. if os.path.exists(SDK_ROOT + '/S32SDK_S32K1XX_RTM_4.0.1'):
  40.     libraries_path_prefix = SDK_ROOT + '/S32SDK_S32K1XX_RTM_4.0.1'
  41. else:
  42.     libraries_path_prefix = os.path.dirname(SDK_ROOT) + '/S32SDK_S32K1XX_RTM_4.0.1'

  44. SDK_LIB = libraries_path_prefix
  45. Export('SDK_LIB')

  47. # prepare building environment
  48. objs = PrepareBuilding(env, RTT_ROOT, has_libcpu=False)

  50. # make a building
  51. DoBuilding(TARGET, objs)
复制代码

  • SDK 目录下scons 配置
按照上面的方法将SDK 的驱动文件加入scons 配置脚本。
  1. import rtconfig
  2. from building import *

  4. # get current directory
  5. cwd = GetCurrentDir()

  7. # The set of source files associated with this SConscript file.

  9. src = Split('''
  10. platform/devices/S32K146/startup/system_S32K146.c
  11. platform/devices/startup.c
  12. ''')

  14. src += ['platform/drivers/src/clock/S32K1xx/clock_S32K1xx.c']
  15. src += ['platform/drivers/src/pins/pins_driver.c']
  16. src += ['platform/drivers/src/pins/pins_port_hw_access.c']
  17. src += ['platform/drivers/src/interrupt/interrupt_manager.c']
  18. src += ['platform/drivers/src/lpuart/lpuart_driver.c']
  19. src += ['platform/drivers/src/lpuart/lpuart_hw_access.c']
  20. src += ['platform/drivers/src/lpuart/lpuart_irq.c']
  21. src += ['platform/drivers/src/edma/edma_driver.c']
  22. src += ['platform/drivers/src/edma/edma_hw_access.c']
  23. src += ['platform/drivers/src/edma/edma_irq.c']
  24. src += ['platform/drivers/src/lpi2c/lpi2c_driver.c']
  25. src += ['platform/drivers/src/lpi2c/lpi2c_hw_access.c']
  26. src += ['platform/drivers/src/lpi2c/lpi2c_irq.c']
  27. src += ['rtos/osif/osif_rtthread.c']

  29. path = [
  30.     cwd + '/platform/drivers/inc',
  31.     cwd + '/platform/drivers/src',
  32.     cwd + '/platform/devices',
  33.     cwd + '/rtos/osif',
  34.     cwd + '/CMSIS/Core/Include',
  35.     cwd + '/platform/devices/S32K146/startup'
  36.     ]

  38. CPPDEFINES = ['USING_OS_RTTHREAD']

  40. group = DefineGroup('Libraries', src, depend = [''], CPPPATH = path ,CPPDEFINES = CPPDEFINES)

  42. Return('group')
复制代码

系统文件添加完毕后通过scons --target=iar 生成IAR工程，下载验证，下载到后串口可以输出信息，开机会输出RT-thread 版本信息系统已经正常运行起来了。

  2. msh >
  3. msh >
  4. \ | /
  5. - RT -     Thread Operating System
  6. / | \     5.1.0 build Jan  8 2024 12:22:28
  7. 2006 - 2022 Copyright by RT-Thread team
  8. msh >
  9. msh >
  10. msh >
复制代码



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