GD32F450方案分享--(4)contiki物联网 系统移植
GD32
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2017-06-16
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本帖最后由 yoo_0913 于 2017-6-20 14:59 编辑
1，contiki简介
Contiki 是一个小型的，开源的，极易移植的多任务电脑操作系统。它专门设计以适用于一系列的内存受限的网络系统，包括从8位电脑到微型控制器的嵌入式系统。它的名字来自于托尔·海尔达尔的康提基号。
Contiki只需几kilobyte的代码和几百字节的内存就能提供多任务环境和内建TCP/IP支持。
Contiki适用于只有极少量内存的嵌入式系统。在一个较为典型的配置中，Contiki系统只需2Kb的RAM与40Kb的ROM。 Contiki包括了一个事件驱动的内核，因此可以在运行时动态载入上层应用程序。Contiki中使用轻量级的protothreads进程模型，可以在事件驱动内核上提供一种线性的、类似于线程的编程风格。
Contiki是一个专门针对物联网或者无线传感器网络应用的操作系统和协议栈，在科研以及产业化方便得到广泛的应用。
Contiki具有以下特点：
低功率无线电通信
Contiki同时提供完整的IP网络和低功率无线电通信机制。对于无线传感器网络内部通信，Contiki使用低功率无线电网络栈Rime。Rime实现了许多传感器网络协议，从可靠数据采集、最大努力网络洪泛到多跳批量数据传输、数据传播。
网络交互
可以通过多种方式完成与使用Contiki的传感器网络的交互，如Web浏览器，基于文本的命令行接口，或者存储和显示传感器数据的专用软件等。基于文本的命令行接口是受到Unix命令行Shell的启发，并且为传感器网络的交互与感知提供了一些特殊的命令。
能量效率
为了延长传感器网络的生命周期，控制和减少传感器节点的功耗很重要。Contiki提供了一种基于软件的能量分析机制，记录每个传感器节点的能量消耗。
由于基于软件，这种机制不需要额外的硬件就能完成网络级别的能量分析。Contiki的能量分析机制既可用于评价传感器网络协议，也可用于估算传感器网络的生命周期。
节点存储：Coffee File System
Contiki提供的Coffee File System（CFS）是基于Flash的文件系统，可以在节点上存储数据。
编程模型
Contiki是采用C语言开发，包含一个事件驱动内核。应用程序可以在运行时被动态加载和卸载。在事件驱动内核之上，Contiki提供一种名为protothread的轻量级线程模型来实现线性的、类线程的编程风格。Contiki中的进程正是使用这种protothread。此外，Contiki还支持进程中的多线程、进程间的消息通信。Contiki提供三种内存管理方式：常规的malloc、内存块分配和托管内存分配器。
2，contiki 系统下载
https://github.com/contiki-os/contiki/releases
附件系统，我稍微删除了一些暂时用不到的地方，建议还是官网下载。
3，contiki 的源码结构
Contiki是一个高度可移植的操作系统，它的设计就是为了获得良好的可移植性，因此源代码的组织很有特点。本文为大家简单介绍Contiki的源代码组织结构以及各部分代码的作用。
Contiki源文件目录可以在Contiki Studio安装目录中的workspace目录下找到。打开Contiki源文件目录，可以看到主要有apps、core、cpu、doc、examples、platform、tools等目录。下面将分别对各个目录进行介绍。
core目录下是Contiki的核心源代码，包括网络（net）、文件系统（cfs）、外部设备（dev）、链接库（lib）等等，并且包含了时钟、I/O、ELF装载器、网络驱动等的抽象。
cpu目录下是Contiki目前支持的微处理器，例如arm、avr、msp430等等。如果需要支持新的微处理器，可以在这里添加相应的源代码。
platform目录下是Contiki支持的硬件平台，例如mx231cc、micaz、sky、win32等等。Contiki的平台移植主要在这个目录下完成。这一部分的代码与相应的硬件平台相关。
apps目录下是一些应用程序，例如ftp、shell、webserver等等，在项目程序开发过程中可以直接使用。使用这些应用程序的方式为，在项目的Makefile中，定义APPS = [应用程序名称]。在以后的示例中会具体看到如何使用apps。
examples目录下是针对不同平台的示例程序。Smeshlink的示例程序也在其中。
doc目录是Contiki帮助文档目录，对Contiki应用程序开发很有参考价值。使用前需要先用Doxygen进行编译。
tools目录下是开发过程中常用的一些工具，例如CFS相关的makefsdata、网络相关的tunslip、模拟器cooja和mspsim等等。
为了获得良好的可移植性，除了cpu和platform中的源代码与硬件平台相关以外，其他目录中的源代码都尽可能与硬件无关。编译时，根据指定的平台来链接对应的代码。
4，GD32F450 项目工程
5，contiki系统移植
由于contiki是非抢占的操作系统，所以移植时并不需要PendSV中保存上下文。那么时钟一定是必要的，移植contiki的移植重点就应该在systick上。
本移植过程，参照stm上面的相关的移植过程来。
移植过程：
1.创建文件夹contiki，将contiki-3.0中的core和cpu两个文件夹拷贝到cotiki中
2.创建工程目录contiki_sys和contiki_cpu，将core/sys目录下的autostart.c、etimer.c、
process.c、procinit.c和timer.c加入到工程目录contiki_sys中，将cpu/arm/gd32f450目录下
clock.c加入到工程目录contiki_cpu中
3.分别include各个路径
..\contiki\core （该目录下有contiki.h、contiki-default-config.h等）
..\contiki\core\sys （该目录下有clock.h、autostart.h、etimer.h等）
..\contiki\cpu\arm\gd32f450 （该目录下有clock.c）
4.本工程并没有使用到debug-uart.h，这个需求添加
5.在USER目录下的添加contiki_main.c和contiki_conf.h。
移植时钟主要三点，看下图
下面会移植好的工程文件。
GD32F450方案分享--(5)底层读卡和通讯功能的实现 |
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