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前言

最近在玩APM32F407IG的板子，發(fā)現(xiàn)官方提供了兩個(gè)RTOS的demo，FreeRTOS和RT-thread。想著APM32F4這么豐富的資源，是不是也可以跑一下ThreadX RTOS看看。想著就動(dòng)手，本文記錄了APM32F4移植ThreadX RTOS的過(guò)程，供各位做個(gè)參考，權(quán)當(dāng)拋磚引玉了。

1 ThreadX簡(jiǎn)介

說(shuō)到RTOS，大家可能會(huì)想到FreeRTOS和我們國(guó)產(chǎn)的RT-Thread，這兩者的知名度都非常高。因?yàn)樗鼈兩逃妹赓M(fèi)，組件也十分豐富。那ThreadX RTOS可能就“鮮為人知”了，但是在一些行業(yè)內(nèi)，它可是“如雷貫耳”，因?yàn)樗线^(guò)天。O(∩_∩)O哈哈~，下面就簡(jiǎn)單介紹一些ThreadX。

ThreadX全名是Azure RTOS ThreadX（這里是它的官方網(wǎng)站：https://learn.microsoft.com/zh-cn/azure/rtos/threadx/）。它是專門為深度嵌入式實(shí)時(shí) IoT 應(yīng)用程序設(shè)計(jì)的。 Azure RTOS ThreadX 提供高級(jí)計(jì)劃、通信、同步、計(jì)時(shí)器、內(nèi)存管理和中斷管理功能。 此外，Azure RTOS ThreadX 具有許多高級(jí)功能，包括 picokernel 體系結(jié)構(gòu)、preemption-threshold 計(jì)劃、event-chaining、執(zhí)行分析、性能指標(biāo)和系統(tǒng)事件跟蹤。 Azure RTOS ThreadX 非常易于使用，適用于要求極其苛刻的嵌入式應(yīng)用程序。 Azure RTOS ThreadX 在各種產(chǎn)品（包括消費(fèi)者設(shè)備、醫(yī)療電子設(shè)備和工業(yè)控制設(shè)備）上的部署次數(shù)已達(dá)數(shù)十億次。（節(jié)選自其官網(wǎng)）

為什么說(shuō)它厲害呢？以上內(nèi)容也僅是它的應(yīng)用介紹，這個(gè)RTOS的真正厲害之處在于其通過(guò)了各項(xiàng)安全認(rèn)證。以下便是其通過(guò)的安全認(rèn)證：

1. 醫(yī)療- FDA510（k），IEC-62304 Class C，IEC-60601，ISO-14971

2. 工業(yè)- UL-1998，IEC-61508 SIL 4

3. 運(yùn)輸/鐵路- EN50128 SIL 4，BS50128, 49CFR236，IEC-61508

4. 航空航天設(shè)備- DO-178B，ED-12B，DO-278

5. 汽車- IEC-61508 ASIL D

6. 核應(yīng)用- IEC-61508

7. 家電- UL/IEC 60730/60335

其實(shí)它之前是收費(fèi)閉源的，自被微軟收購(gòu)后就開源出來(lái)了，而且我們出于學(xué)習(xí)評(píng)估的目的，是不會(huì)被限制的。這個(gè)RTOS的厲害之處，大家可以查閱他們的官網(wǎng)，這里就不贅述了。

2 源碼獲取

移植前我們需要準(zhǔn)備一些源碼

1. APM32F407的工程模板，這個(gè)可以在他們官網(wǎng)獲?。篽ttps://geehy.com/support/apm32?id=311

2. ThreadX源碼，這個(gè)可以在他們的開源倉(cāng)庫(kù)獲?。篽ttps://github.com/azure-rtos/threadx

需要注意的是，由于我們本次環(huán)境使用的是MDK環(huán)境，我們需要使用5.30以上的MDK。

3 文件移動(dòng)與復(fù)制

準(zhǔn)備好兩個(gè)源碼后，我們需要進(jìn)行一些文件移動(dòng)與復(fù)制工作以完成我們工程創(chuàng)建的前期準(zhǔn)備。

1. 的把ThreadX源碼復(fù)制至APM32F4xx_SDKMiddlewares文件夾中，準(zhǔn)備后續(xù)工程文件的使用。

2. 然后創(chuàng)建ExamplesSysTick的例程副本，重新命名為“ThreadX_Template”。用以作為我們的基礎(chǔ)模板，我們將在該模板上建立APM32F4的ThreadX的demo。

3. 復(fù)制ThreadX源碼中的“portscortex_m4ac5example_build x_initialize_low_level.s”文件至我們的例程源碼目錄“ThreadX_TemplateThreadX_TemplateSource”并改名為“tx_initialize_low_level_ac5.s”，因?yàn)槲覀兒罄m(xù)要改動(dòng)該文件。這里復(fù)制出一個(gè)副本出來(lái)用于后續(xù)修改。

4 添加源碼

這里我們選擇我們剛剛復(fù)制的ThreadX_Template的MDK工程中添加相應(yīng)的源文件。打開MDK工程，在現(xiàn)有目錄下添加“ThreadX/ports”，“ThreadX/common”結(jié)構(gòu)，我們添加相應(yīng)的源碼文件。

4.1 ThreadX/port結(jié)構(gòu)

在該結(jié)構(gòu)下，我們添加AC5編譯器使用的.s文件。

1. 即“threadx-6.2.0_relportscortex_m4ac5src”下的所有 .s 文件。

2. 添加我們剛剛復(fù)制出來(lái)的tx_initialize_low_level_ac5.s文件。

最終添加文件如下：

4.2 ThreadX/common結(jié)構(gòu)

在該結(jié)構(gòu)下，我們添加ThreadX核心文件。即“threadx-6.2.0_relcommonsrc”下的.c文件。

4.3 Application結(jié)構(gòu)

在原Application結(jié)構(gòu)下添加我們一會(huì)要?jiǎng)?chuàng)建的線程文件：tx_application_entry.c。我們一會(huì)修改該文件內(nèi)容。

5 選項(xiàng)卡設(shè)置

5.1 編譯器設(shè)置

由于我們使用的是AC5的相關(guān)支持文件，我們這里選擇使用AC5編譯器，并勾選“Use MicroLIB”以使用printf。

5.2 C/C++選項(xiàng)卡

在設(shè)置中的“C/C++”選項(xiàng)卡下的頭文件設(shè)置中添加頭文件路徑。

1. “..........Middlewares hreadx-6.2.0_relportscortex_m4ac5inc”

2. “..........Middlewares hreadx-6.2.0_relcommoninc”

5.3 匯編頭文件包含

在設(shè)置中的“Asm”選項(xiàng)卡需要完成以下設(shè)置：

1. 頭文件設(shè)置出添加頭文件路徑：“..........Middlewares hreadx-6.2.0_relportscortex_m4ac5inc”。

2. 在Misc Controls欄中填寫“--cpreproc”。以解決編譯.s文件報(bào)錯(cuò)問(wèn)題。

6 修改源文件

由于ThreadX需要接管一些中斷，并且使用ThreadX我們需要?jiǎng)?chuàng)建一些線程，這里我們要對(duì)我們的工程里面的源碼進(jìn)行編輯。

6.1 tx_initialize_low_level_ac5.s

該文件是ThreadX RTOS用于完成處理器的底層初始化，包括：

1. 設(shè)置中斷向量表

2. 設(shè)置用于產(chǎn)生時(shí)鐘節(jié)拍的定位器（Systick）

3. 保存系統(tǒng)棧頂指針給中斷程序使用

4. 尋找RAM中首塊可用地址傳入tx_application_define函數(shù)供使用，也就是first_unused_memory指針的值

5. ThreadX在v6版本及以后，在這個(gè)文件中接管原有的處理器啟動(dòng)文件。

用于我這里還是想使用原有的處理器啟動(dòng)文件“startup_apm32f40x.s”，所以需要對(duì)“tx_initialize_low_level_ac5.s”文件進(jìn)行一番修改。

1. 將沒(méi)有用到的標(biāo)號(hào)注釋，手動(dòng)添加_Vectors和__initial_sp標(biāo)號(hào)，分別是APM32F4啟動(dòng)文件中導(dǎo)出的中斷向量表和棧頂指針初始值：

2. 設(shè)置時(shí)鐘頻率（168Mhz）和時(shí)鐘節(jié)拍（1ms），該值用來(lái)初始化Systick定時(shí)器：

3. 將設(shè)置堆棧的代碼全部注釋（堆棧環(huán)境已經(jīng)在APM32啟動(dòng)文件中設(shè)置了）:

4. 將 ThreadX 定義的中斷向量表全部注釋（使用APM32F4啟動(dòng)文件中定義的向量表）：

5. 注釋ThreadX定義的復(fù)位處理程序（使用APM32F4啟動(dòng)文件中的復(fù)位程序）：

6. 修改ThreadX底層初始化函數(shù)：

7. 注釋用不到的函數(shù)：

完成以上操作之后便是完成了對(duì)tx_initialize_low_level_ac5.s文件的修改。

6.2 apm32f4xx_int.c

由于ThreadX接管了部分中斷，apm32f4xx_int.c里面的一些中斷就必須進(jìn)行屏蔽（或刪除）處理，以免編譯器報(bào)重復(fù)定義的錯(cuò)誤。

即屏蔽PendSV_Handler和SysTick_Handler函數(shù)。

6.3 tx_application_entry.c

在該文件中我們創(chuàng)建兩個(gè)線程并運(yùn)行，需要使用到ThreadX的一些知識(shí)，這里就不贅述，直接上源碼。

#include

#include"Board.h"

#include"tx_api.h"

#include"main.h"

#defineTX_APPLICATION1_PRIO 3

#defineTX_APPLICATION1_STACK_SIZE 1024

static TX_THREAD tx_application1;

uint8_t tx_application1_stack[TX_APPLICATION1_STACK_SIZE];

#defineTX_APPLICATION2_PRIO 2

#defineTX_APPLICATION2_STACK_SIZE 1024

static TX_THREAD tx_application2;

uint8_t tx_application2_stack[TX_APPLICATION2_STACK_SIZE];

void my_tx_application1_entry(ULONG thread_input)

{

/* Enter into a forever loop. */

while(1)

{

printf("ThreadX 1 application running... ");

APM_MINI_LEDToggle(LED2);

/* Sleep for 1500 tick. */

tx_thread_sleep(1500);

}

}

void my_tx_application2_entry(ULONG thread_input)

{

/* Enter into a forever loop. */

while(1)

{

printf("ThreadX 2 application running... ");

APM_MINI_LEDToggle(LED3);

/* Sleep for 1000 tick. */

tx_thread_sleep(1000);

}

}

void tx_application_define(void *first_unused_memory)

{

/* Create thread */

tx_thread_create(&tx_application1, "thread 1", my_tx_application1_entry, 0, &tx_application1_stack[0], TX_APPLICATION1_STACK_SIZE, TX_APPLICATION1_PRIO, TX_APPLICATION1_PRIO, TX_NO_TIME_SLICE, TX_AUTO_START);

tx_thread_create(&tx_application2, "thread 2", my_tx_application2_entry, 0, &tx_application2_stack[0], TX_APPLICATION2_STACK_SIZE, TX_APPLICATION2_PRIO, TX_APPLICATION2_PRIO, TX_NO_TIME_SLICE, TX_AUTO_START);

}

6.4 main.c

我們需要在main函數(shù)中初始化相應(yīng)的外設(shè)（LED、USART）后啟動(dòng)ThreadX。由于在tx_application_entry.c中使用了printf，我們還需要對(duì)printf進(jìn)行重定向。并刪除之前SysTick工程中一些操作，這里也閑話少敘，直接上源碼。

/* Includes */

#include"main.h"

#include"Board.h"

#include

#include"tx_api.h"

/** @addtogroup Examples

@{

*/

/** @addtogroup SysTick_TimeBase

@{

*/

/** @addtogroup SysTick_TimeBase_Macros Macros

@{

*/

/** printf using USART1 */

#defineDEBUG_USART USART1

/**@} end of group SysTick_TimeBase_Macros*/

/** @defgroup SysTick_TimeBase_Functions Functions

@{

*/

/*!

* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Main program

*

* @param None

*

* @retval None

*/

int main(void)

{

USART_Config_T usartConfigStruct;

usartConfigStruct.baudRate = 115200;

usartConfigStruct.hardwareFlow = USART_HARDWARE_FLOW_NONE;

usartConfigStruct.mode = USART_MODE_TX;

usartConfigStruct.parity = USART_PARITY_NONE;

usartConfigStruct.stopBits = USART_STOP_BIT_1;

usartConfigStruct.wordLength = USART_WORD_LEN_8B;

APM_MINI_COMInit(COM1, &usartConfigStruct);

APM_MINI_LEDInit(LED2);

APM_MINI_LEDInit(LED3);

printf("ThreadX RTOS on APM32F407 IG MINI Board ");

tx_kernel_enter();

while (1)

{

}

}

/*!

* [url=home.php?mod=space&uid=247401]@brief[/url] Redirect C Library function printf to serial port.

* After Redirection, you can use printf function.

*

* @param ch: The characters that need to be send.

*

* @param *f: pointer to a FILE that can recording all information

* needed to control a stream

*

* @retval The characters that need to be send.

*/

int fputc(int ch, FILE *f)

{

/** send a byte of data to the serial port */

USART_TxData(DEBUG_USART,(uint8_t)ch);

/** wait for the data to be send */

while (USART_ReadStatusFlag(DEBUG_USART, USART_FLAG_TXBE) == RESET);

return (ch);

}

7 編譯與下載

最后我們編譯工程，編譯結(jié)果如下。

然后我們下載程序進(jìn)板子后，LED2和LED3閃爍，若連接串口可以查看到如下信息：

注：文章作者在原帖中提供了代碼文件，有需要請(qǐng)至原文21ic論壇

原文地址：https://bbs.21ic.com/icview-3271244-1-1.html?_dsign=d8e4a5a2