STM32F1与STM32CubeIDE编程实例-Azure-RTOS ThreadX移植

ThreadX移植

文章目录

1、ThreadX介绍

ThreadX拥有广泛安全认证，并且符合汽车行业软件可靠性协会 MISRA C 标准，是应用最为广泛的嵌入式操作系统之一。ThreadX 实时操作系统已成为全球最受欢迎的实时操作系统之一，已部署在超过 62 亿台设备中，包括消费电子、医疗设备、数据网络应用和 SoC。

ThreadX 提供基于优先级、抢占式调度、快速中断响应、内存管理、线程间通信、互斥、事件通知和线程同步等特性。 ThreadX 的主要区别技术特征包括抢占阈值、优先级继承、高效的定时器管理、快速软件定时器、微微内核设计、事件链和内存占用小。在ARM 架构处理器中需要最小内存尺寸约为 2 KB。

ThreadX 通过非对称多处理 (AMP) 或对称多处理 (SMP) 支持多核处理器环境。带有内存管理单元 (MMU) 或内存保护单元 (MPU) 内存保护的应用程序线程隔离可用于 ThreadX 模块。

本文将详细介绍如何将ThreadX移植到STM32F1中。

2、STM32CubeIDE配置

开发环境搭建、系统时钟配置、调试配置及串口配置，请参考：

3、ThreadX源码配置

第一步：下载ThreadX源码：https://github.com/azure-rtos/threadx，本次使用版本为：`Azure RTOS ThreadX 6.1.11`

第二步：在STM32CubeIDE中创建threadx目录；在工程目录threadx中创建port\cortex_m3\gnu目录和port\cortex_m3\gnu\example_build目录。

第三步：将ThreadX源码目录中的common目录复制到工程目录threadx下。

第四步：将ThreadX源码目录中的port\cortex_m3\gnu\中的inc和src文夹复制到工程目录port\cortex_m3\gnu下。

第五步：将将ThreadX源码目录中的port\cortex_m3\gnu\example_build目录中的tx_initialize_low_level.S文件复制到工程port\cortex_m3\gnu\example_build中。

最终源码结构如下：

在这里插入图片描述

4、ThreadX源码移植配置

第一步：修改STM32F1的启动文件startup_stm32f103vetx.s。将ThreadX的全局向量表添加到startup_stm32f103vetx.s文件：

在这里插入图片描述

第二步：修改STM32F1的链接文件：STM32F103VETX_FLASH.ld，定义ThreadX的内存：__RAM_segment_used_end_，这个参数在tx_initialize_low_level.S中定义，该文件中ThreadX底层初始化汇编文件。修改如下：

在这里插入图片描述

第三步：修改ThreadX时钟（包含时钟频率和节拍），注意这个必须与STM32CubeIDE中配置CPU主频时钟一致。这里将CPU的主频时钟配置为72MHz。因此，修改如下：

在这里插入图片描述

最后，需要将ThreadX源码的头文件包含到工程中：

在这里插入图片描述

5、移植测试

本次实例将创建两个threadx线程，一个线程用于每1秒向串口输出计数结果；另一个用于每500毫秒闪烁一次LED，并向串口输出计数。

5.1 创建LED闪烁任务

1）基本定义

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/\*
 \* led\_blink\_task.h
 \*
 \* Created on: May 3, 2022
 \* Author: jenson
 \*/

#ifndef \_\_LED\_BLINK\_TASK\_H\_\_
#define \_\_LED\_BLINK\_TASK\_H\_\_

void create\_led\_task(void);

#endif /\* \_\_LED\_BLINK\_TASK\_H\_\_ \*/


2）线程实现

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/\*
 \* led\_blink\_task.c
 \*
 \* Created on: May 3, 2022
 \* Author: jenson
 \*/

#include "tx\_api.h"
#include "tx\_thread.h"
#include <stdio.h>
#include "led\_blink\_task.h"
#include "gpio.h"

TX_THREAD led_thread_handle;// 线程句柄
#define LED\_THREAD\_STACK\_SIZE 512 //线程堆栈大小
uint8\_t led_thread_stack[LED_THREAD_STACK_SIZE]; // 线程句柄

void led\_task\_entry(void \*params) {
	int counter = 0;
	printf("[task]led\_task\_entry started\r\n");
	for (;;) {
		printf("[task]led\_blink\_task:counter = %d\r\n", counter);
		HAL\_GPIO\_TogglePin(LED1_GPIO_Port, LED1_Pin);
		counter++;
		tx\_thread\_sleep(500);
	}
}

void create\_led\_task(void){
	tx\_thread\_create(/\*创建线程\*/
					&led_thread_handle, /\*线程句柄\*/
					"led\_blink", /\*线程名称\*/
					led_task_entry, /\*线程执行函数\*/
					NULL, /\*线程函数\*/
					led_thread_stack, /\*线程堆栈入口\*/
					LED_THREAD_STACK_SIZE, /\*线程堆栈大小\*/
					3, /\*线程优先级\*/
					3, /\*线程抢占阈值\*/
					TX_NO_TIME_SLICE, /\*线程时间切片类型,不开启\*/
					TX_AUTO_START /\*线程启动类型：自动启动\*/
	);
	printf("createdd led task\r\n");
}

注意：在ThreadX中，线程堆栈有多种方式，比如，静态、内存池分配、ThreadX默认堆栈内存+偏移等等。

5.2 串口计数线程

1）基本定义

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/\*
 \* hello\_task.h
 \*
 \* Created on: May 3, 2022
 \* Author: jenson
 \*/

#ifndef \_\_HELLO\_TASK\_H\_\_
#define \_\_HELLO\_TASK\_H\_\_

void create\_hello\_task(void);

#endif /\* \_\_HELLO\_TASK\_H\_\_ \*/


2）线程实现

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/\*
 \* hello\_task.c
 \*
 \* Created on: May 3, 2022
 \* Author: jenson
 \*/

#include "hello\_task.h"
#include "tx\_api.h"
#include "tx\_thread.h"
#include <stdio.h>

TX_THREAD hello_thread_handle; // 线程句柄
#define HELLO\_THREAD\_STACK\_SIZE 512 // 线程堆栈大小
uint8\_t hello_thread_stack[HELLO_THREAD_STACK_SIZE]; // 线程堆栈

void hello\_task\_entry(void \*params) {
	int counter = 0;
	printf("[task]hello\_task started\r\n");
	for (;;) {
		printf("[task]hello\_task:counter = %d\r\n", counter);
		counter++;
		tx\_thread\_sleep(1000);
	}
}

void create\_hello\_task(void){
	tx\_thread\_create(/\*创建线程\*/
				&hello_thread_handle, /\*线程句柄\*/
				"hello\_task", /\*线程名称\*/
				hello_task_entry, /\*线程执行函数\*/
				NULL, /\*线程函数\*/
				hello_thread_stack, /\*线程堆栈入口\*/
				HELLO_THREAD_STACK_SIZE, /\*线程堆栈大小\*/
				3, /\*优先级\*/
				3, /\*抢占阈值\*/
				TX_NO_TIME_SLICE, /\*线程时间切片类型,不开启\*/
				TX_AUTO_START /\*线程启动类型：自动启动\*/
	);
	printf("created hello task\r\n");
}


5.3 ThreadX内核启动

1）基本定义

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 \* app.h
 \*
 \* Created on: May 3, 2022
 \* Author: jenson
 \*/

#ifndef \_\_APP\_H\_\_
#define \_\_APP\_H\_\_

void app\_start(void);

#endif /\* \_\_APP\_H\_\_ \*/


2）启动ThreadX内核

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/\*
 \* app.c
 \*
 \* Created on: May 3, 2022
 \* Author: jenson
 \*/
#include <stdio.h>
#include "main.h"
#include "app.h"
#include "tasks/hello\_task.h"
#include "tasks/led\_blink\_task.h"
#include "tx\_api.h"
#include "tx\_thread.h"


void tx\_application\_define(void \*first_unused_memory) {
	create\_hello\_task();
	create\_led\_task();
}

void app\_start(void) {
	tx\_kernel\_enter();
}


在 tx_application_define 完成后，控制权被转移到线程调度程序并从那里转移到每个单独的线程。

3）主程序

在main.c文件中添加如下代码：

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/\* Private includes ----------------------------------------------------------\*/
/\* USER CODE BEGIN Includes \*/
#include "app.h"
#include <stdio.h>
/\* USER CODE END Includes \*/

int main(void) {
	/\* USER CODE BEGIN 1 \*/

	/\* USER CODE END 1 \*/

	/\* MCU Configuration--------------------------------------------------------\*/

	/\* Reset of all peripherals, Initializes the Flash interface and the Systick. \*/
	HAL\_Init();

	/\* USER CODE BEGIN Init \*/

	/\* USER CODE END Init \*/

	/\* Configure the system clock \*/
	SystemClock\_Config();

	/\* USER CODE BEGIN SysInit \*/

	/\* USER CODE END SysInit \*/

	/\* Initialize all configured peripherals \*/
	MX\_GPIO\_Init();
	MX\_USART1\_UART\_Init();
	/\* USER CODE BEGIN 2 \*/
	printf("\*\*\*\*STM32CubeIDE:ThreadX Demo\*\*\*\*\r\n");
    // 启动ThreadX内核
	app\_start();
	/\* USER CODE END 2 \*/

	/\* Infinite loop \*/
	/\* USER CODE BEGIN WHILE \*/
	while (1) {
		/\* USER CODE END WHILE \*/

		/\* USER CODE BEGIN 3 \*/
	}
	/\* USER CODE END 3 \*/
}


运行结果：

在这里插入图片描述

至此，ThreadX的移植基本完成，让我们开启ThreadX的学习之旅吧！！

文章来源: https://iotsmart.blog.csdn.net/article/details/125071735