《2023 DigiKey 汽车应用创意挑战赛》 系统适配

andeyqi

       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"
   
2. 
   
3. config BSP_DIR
   
4.     string
   
5.     option env="BSP_ROOT"
   
6.     default "."
   
7. 
   
8. config RTT_DIR
   
9.     string
   
10.     option env="RTT_ROOT"
    
11.     default "../.."
    
12. 
    
13. config PKGS_DIR
    
14.     string
    
15.     option env="PKGS_ROOT"
    
16.     default "packages"
    
17. 
    
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"
   
2. 
   
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
   
10. 
    
11. menu "On-chip Peripheral Drivers"
    
12. 
    
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
    
21. 
    
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
    
27. 
    
28.             config BSP_USING_UART1
    
29.                 bool "Enable UART1"
    
30.                 default y
    
31. 
    
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
    
37. 
    
38.             config BSP_USING_UART2
    
39.                 bool "Enable UART2"
    
40.                 default n
    
41. 
    
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
    
47. 
    
48.             config BSP_USING_UART3
    
49.                 bool "Enable UART3"
    
50.                 default n
    
51. 
    
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
    
57. 
    
58.             config BSP_USING_UART4
    
59.                 bool "Enable UART4"
    
60.                 default n
    
61. 
    
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
    
67. 
    
68.             config BSP_USING_UART5
    
69.                 bool "Enable UART5"
    
70.                 default n
    
71. 
    
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
    
78. 
    
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
    
95. 
    
96. endmenu
    
97. 
    
98. menu "Board extended module Drivers"
    
99. 
    
100. endmenu
     
101. 
     
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
   
4. 
   
5. if os.getenv('RTT_ROOT'):
   
6.     RTT_ROOT = os.getenv('RTT_ROOT')
   
7. else:
   
8.     RTT_ROOT = os.path.normpath(os.getcwd() + '/../..')
   
9. 
   
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)
    
17. 
    
18. TARGET = 'rtthread.' + rtconfig.TARGET_EXT
    
19. 
    
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)
    
28. 
    
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')
    
33. 
    
34. Export('RTT_ROOT')
    
35. Export('rtconfig')
    
36. 
    
37. SDK_ROOT = os.path.abspath('.')
    
38. 
    
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'
    
43. 
    
44. SDK_LIB = libraries_path_prefix
    
45. Export('SDK_LIB')
    
46. 
    
47. # prepare building environment
    
48. objs = PrepareBuilding(env, RTT_ROOT, has_libcpu=False)
    
49. 
    
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 *
   
3. 
   
4. # get current directory
   
5. cwd = GetCurrentDir()
   
6. 
   
7. # The set of source files associated with this SConscript file.
   
8. 
   
9. src = Split('''
   
10. platform/devices/S32K146/startup/system_S32K146.c
    
11. platform/devices/startup.c
    
12. ''')
    
13. 
    
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']
    
28. 
    
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.     ]
    
37. 
    
38. CPPDEFINES = ['USING_OS_RTTHREAD']
    
39. 
    
40. group = DefineGroup('Libraries', src, depend = [''], CPPPATH = path ,CPPDEFINES = CPPDEFINES)
    
41. 
    
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。

1. 
   
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