【转载】MDK环境下让STM32用上FreeRTOS v8.1.2和FreeRTOS+Trace v2.6.0全过程

【转载】https://www.amobbs.com/thread-5601460-1-2.html?_dsign=6a59067b

 

本人选择使用FreeRTOS的最大原因就是想使用FreeRTOS+Trace，这是一个图形化的Debug工具，利用这个工具，你可以看到各线程、中断、消息队列等的运行历史，对于新手来说，学习一个操作系统的运行原理是个好工具，而对于工程应用人员而言，它又是一个不可多得的辅助工具，它能让你获得一种“掌控”的感觉，实在是非常好用。现在我把我建立模板工程的整个过程分享给大家，希望大家也能用上这款神器。     

     FreeRTOS+Trace分为两部分，一部分是位于目标系统的C源码库，你需要将其加入到你的MCU项目中，另一部分是PC机上的软件。FreeRTOS+Trace的运行原理图如下，目标系统在RAM中建立一个缓冲区（大容量数组），目标系统的操作系统在运行的过程中，每次产生的系统事件都会保存到该缓冲区，调试人员可以在PC上利用任意调试工具将这个缓冲区dump出来存到一个文件，再使用PC的FreeRTOS+Trace软件打开这个文件分析，并且dump时你并不需要知道缓冲区的具体地址，而是可以直接把整个RAM都dump出来，软件会自动分析。值得一提的是FreeRTOS+Trace软件集成了Jlink菜单，可以直接读取RAM区。（我不知道怎样利用Jlink工具dump内存，只知道J-Link Commander里的mem命令可以读RAM，但是不能保存成文件，有谁知道的告诉我一声）

<ignore_js_op> 

    我有两个STM32的板，我准备选择STM32F103C8T6的这块板作为样板来作陈述，因为它的资源较少，能在其运行的程序在其它更大资源的芯片上肯定是可以运行的。

    本次模板工程使用的是MDK4.23环境，目标芯片为STM32F103C8T6，外设标准库版本为3.5，FreeRTOS版本为8.1.2，FreeRTOS+Trace版本为2.6.0。FreeRTOS源码中有针对STM32的DEMO，大家可以用来参考，这样只要修修补补不用移植了。

    提示：FreeRTOS+Trace是与FreeRTOS的源码包绑定的，下载任何一个FreeRTOS版本的源码包，里面都有FreeRTOS+Trace的源码，但是这个源码需要与PC的上位机配套，当前能够下载的上位机软件是2.6.0版，而FreeRTOS的最新版本是8.1.2，其配套的FreeRTOS+Trace的版本就是2.6.0。

    建立过程如下：

一、建立MDK工程，加入官方3.5固件库和FreeRTOSv8.1.2源码，使其正常运行

    1.从ST官网下载3.5版固件

    2.从FreeRTOS官网下载FreeRTOS v8.1.2源码

    3.建立一个目录，将代码组织起来，我的目录是下面这样的

       <ignore_js_op> 

    4.打开MDK，建立工程，选择目标芯片为STM32F103C8，建立目录加进文件，我的目录是下面这样的。其中FreeRTOSConfig.h文件是从针对STM32的DEMO工程中复制出来的，port.c使用的是\FreeRTOS\Source\portable\RVDS\ARM_CM3目录下的，heap_2.c在\FreeRTOS\Source\portable\MemMang目录下

    <ignore_js_op> 

    5.添加预编译定义和头文件包含目录

    <ignore_js_op> 

    6.为操作系统修改中断入口名，我是直接修改了port.c文件，而没有修改startup_stm32f10x_md.s文件，因为修改port.c只需添加三条语句，如下

    <ignore_js_op> 

    7.编写测试源码，我只做了任务切换的测试，源码如下，建立了三条闪灯的任务，任务优先级依次为3、4、5（注意FreeRTOS里的任务优先级与uCOS相反，即数字越大级别越高，IDLE任务优先级最低，则为0）

    <ignore_js_op> 

    8.在编译之前，需要检查内存堆的范围是否过大，过大就放不进STM32F103C8的20K RAM了。查看FreeRTOSConfig.h中的configTOTAL_HEAP_SIZE定义，我定义了10K，这10K就是留给操作系统动态分配的，你可以根据需要把它设置得更大一点，只要保证编译完毕后RAM占用不超过20K即可。

    <ignore_js_op> 

    9.编译、下载、测试，发现三个灯都在闪就对了，系统在调度任务了。

    10.如果不想在Flash中调试，也可以在RAM中调试，具体可以百度或参考我上传的项目。

    STM32 FreeRTOSv8.1.2 MDK工程模板： <ignore_js_op> STM32F10x_StdLibv3.5_FreeRTOSv8.1.2_Template.rar (1.51 MB, 下载次数: 440)

二、在已有FreeRTOS的项目基础上加入FreeRTOSPlusTracev2.6.0源码，修改相应设置，使FreeRTOSPlusTrace能够正常Trace

    1.从下载的FreeRTOS源码包中复制FreeRTOS-Plus-Trace目录到工程目录，现在我的目录如下

    <ignore_js_op> 

    2. 把\FreeRTOS-Plus-Trace\ConfigurationTemplate\trcConfig.h复制到App目录下

    3. 添加文件到MDK工程中，现在我的工程目录如下图

    <ignore_js_op> 

    4.向包含目录中添加”..\FreeRTOS-Plus-Trace\Include”，如下图

    <ignore_js_op> 

    5.在FreeRTOSConfig. h中，设置configUSE_TRACE_FACILITY为1，以保证打开FreeRTOS+Trace功能，并在末尾添加#include "trcKernelPort.h"来包含trace相关头文件

    6.设置trcConfig.h中EVENT_BUFFER_SIZE项为一个适当值，它表示要记录多少条事件，一般一条事件占用4个字节，我将它设置为1024，则将占用4K的内存，能存大概1000条左右的事件。

    7.在main.c中添加下列代码（68行~73行）

<ignore_js_op>

    8.编译，发现一堆的语法错误，其它错误很好解决，除了trcHardwarePort.c中有四条在一起且类似的错误，错误信息是这样的：

    ..\FreeRTOS-Plus-Trace\trcHardwarePort.c(65): error:  #20: identifier "asm" is undefined

    可能因为源码是针对IAR编写的，没有考虑到MDK的特殊性，我的作法是将原本代码注释掉替换为内联汇编代码

    原来的代码：

    <ignore_js_op> 

    替换后的代码：

    <ignore_js_op> 

    9.编译、下载、调试。当灯在闪时，说明系统运行正常了，接下来终于可以请出我们的神器FreeRTOSplusTrace PC软件了。

        加入FreeRTOSplusTrace的MDK工程模板： <ignore_js_op> STM32F10x_StdLibv3.5_FreeRTOSv8.1.2_PlusTracev2.6.0_Template.rar (1.62 MB, 下载次数: 351)

三、FreeRTOSplusTrace PC软件共分三个版本FreeEdition、Standard Edition、Pro. Edition，全功能高级版可以试用30天，30天后只能使用功能限制的免费版，为了能够不受限制，我把它装到了vmware虚拟机里面，并且在安装之前take snapshot一下，这样30天过后，将vmware退回到snapshot点，再安装一遍FreeRTOSplusTrace又可以试用30天了，当然如果有人破解了就不用这么麻烦了。FreeRTOSplusTrace PC软件有7M，我上传不了，大家去官网去下载吧。

    1.下载页面在percepio.com可以找到，它依赖.net4.0运行，需要安装.net4.0库。

    2.打开FreeRTOSplusTrace软件，欢迎界面如下图，点击右下角Evaluate ...按钮，进入主界面，如果你插入了Jlink，Jlink菜单下的选项是可选的。

    <ignore_js_op> 

    <ignore_js_op> 

    3.点击菜单Jlink->Read Trace，填入RAM地址和大小（不知道RAM地址和大小？看MDK菜单Project->Options for xxx->Target选项卡->IRAM1），点击OK，读出来如果东西少或出错，说明时间太短，过一会再读试试。

    <ignore_js_op> 

    4.软件结果如下图

    <ignore_js_op>

FreeRTOS Trace.exe 模板测试1.png (36.8 KB, 下载次数: 2)

下载附件

2014-10-25 14:26 上传

 

    5.勾选右下角的Kernel Notices和Kernel Service Calls，放大，就可以清晰的看到系统运行的过程了，三条LED线程，打开CPU Load Graph，可以看到CPU占用率目测不及0.1%。

    <ignore_js_op> 

    <ignore_js_op>

四、模板只有三个闪灯任务，各位看官没看爽，没关系，下面承上官方Demo。其中Communication View便于理解官方Demo消息传递过程，我没详细研究，看起来很酷的样子。

加入官方Demo的MDK工程（内含dump文件，可直接用FreeRTOSplusTrace.exe打开）： <ignore_js_op> STM32F10x_StdLibv3.5_FreeRTOSv8.1.2_PlusTracev2.6.0_Demo.rar (1.63 MB, 下载次数: 272)

    <ignore_js_op> 

    <ignore_js_op> 

    <ignore_js_op> 

    <ignore_js_op>