【瑞萨RA4系列开发板体验】RA通用VSCode开发环境搭建并顺带流水灯

瑞萨为开发者提供了多种开发工具，其中有e2 studio、Keil/IAR+Pack的模式。

e2 studio是基于Eclipse的，功能强大，性能低下！

Keil+Pack是基于老旧的Keil的，能够用，很不好用。

IAR也是商用工具，用不起。

幸好，瑞萨提供的RA系列图形化配置工具（RASC，RA智能配置器），支持生成cmake工程，用开源的ARM-GCC就能够编译，将其与VSCode结合，就能够形成一个强大的开发编译烧录调试的开发环境。

RASC其实也不想装，基于老大笨的Eclipse，但多少还有一些用处，能够帮忙进行一些关键性的配置，也不需要时时用，暂且忍受吧。

.

一、软件资料包准备

要搭建基于VSCode的RA开编烧调环境，瑞萨提供的软件资料包，只需要两个即可：

RASC ：https://github.com/renesas/fsp/releases/download/v4.1.0/setup_fsp_v4_1_0_rasc_v2022-10.exe
MDK_Device_Packs ：https://github.com/renesas/fsp/releases/download/v4.1.0/MDK_Device_Packs_v4.1.0.zip

.

其他的通通都不需要，没用，还占用空间。

下载完成后，做点小处理，提取需要的文件：

把 MDK_Device_Packs_v4.1.0.zip 解压，得到Renesas.RA_DFP.4.1.0.pack
把Renesas.RA_DFP.4.1.0.pack复制位Renesas.RA_DFP.4.1.0.pack.zip，然后解压，再把其中的SVD目录给拖出来，把SVD目录中，暂时无用的可以删除掉了

最终结果如下：

建议Windows下面按照下面的目录放置：

macOS/Linux按照如下目录放置在当前用户根目录下：

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另外，还需要安装编译烧录相关的工具：

Arm GCC：GNU Arm Embedded Toolchain
- Windows使用下面的版本：
  
  安装时，安装路径中最好不要有空格，以免存在潜在问题：
  
  注意要勾选下面的选项：
  
  安装完成后，开黑窗口，检查安装是否成功：
  
  如果找不到的话，那么注销一下当前用户，再登录即可。
- macOS：
  
  安装命令：
```
brew install arm-none-eabi-gcc
arm-none-eabi-gcc -v
```
- Ubuntu：
```
sudo add-apt-repository ppa:team-gcc-arm-embedded/ppa
sudo apt-getupdate
sudo apt-get install gcc-arm-embedded

arm-none-eabi-gcc -v
```
  - 其他Linux：使用各自系统的包管理工具进行安装
cmake和make

macOS/Linux上面，一般都安装了，不单说了。

Windows上面，需要先下载，再安装：
- 下载地址：https://cmake.org/download/，下载 Windows x64 Installer即可
- 安装：
  
  安装路径，也最好没有空格。
  
  安装完成后，同样检测一下安装是否成功，不然就注销重新登录：
然后下载make：
- 下载网址：Make for Windows (sourceforge.net)
- 下载文件：
- 安装目录：和cmake同一个目录，具体如下：
pyocd：

安装pythod3后，直接通过pip安装：
Windows版本下载：Python Releases for Windows | Python.org
maxOS/Linux：使用对应的包管理软件安装即可。
```
# 安装，如果提示没有python3，那就换用python
python3 -m pip install -U pyocd

# 查看版本
pyocd --version
```

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二、安装RASC

在Windows系统上，直接点击 setup_fsp_v4_1_0_rasc_v2022-10.exe 安装即可。其也有Linux下面的版本，在前面的下载页面可以下载。

其安装路径，也最好没有空格。

一路Next到Install，到Finish即可，没有特殊的地方。

.

三、生成测试代码

找到rasc的安装目录，运行rasc：

可以打开配置界面，添加新工程：

然后设置好对应的类型：

在设置项目的类型：

以及RTOS的类型：

最后选择不带点灯的模版：

RASC一番自动操作后，最终生成了下面的工程：

点击右上角的生成代码，就能生成需要的工程了：

然后到工程目录中，就能看到输出的cmake工程了：

四、测试代码编译

前面已经生成了cmake的工程，我们只需要进行编译即可。

打开一个黑窗口，然后切换到目录下，再使用cmake进行编译即可：

Windows：

cd \Projects\Renesas\Workspace\Test_Project
cmake -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=cmake/gcc.cmake -H. -B./build
cmake --build build

macOS、Linux：

cd ~/Projects/Renesas/Workspace/Test_Project
cmake -G "Unix Makefiles" -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=cmake/gcc.cmake -H. -B./build
cmake --build build

运行第一个cmake的时候，会提示如下的错误(macOS/Linux错误与下面类似)：

意思是说，没有设置编译工具链的查找路径，打开Config.cmake设置一下就好：

简单来说，就是要设置CMAKE_FIND_ROOT_PATH的路径，能够在其中找到arm-none-eabi-gcc这个文件

然后再次执行一遍，再执行第二条cmake指令，最终结果如下：

Windows:

macOS/Linux：

可以用dir(win)或者ls(macOS/Linux)查看一下生成的文件：

.

五、VSCode配置

RASC生成的工程，是cmake的，在VSCode中，可以很方便的配置整合。

先用VSCode打开工程所在的目录，然后进行配置。

重点在于如下三个文件的配置：

.vscode/c_cpp_properties.json：

主要用于配置包含文件的路径，不然代码里面会有波浪线提示有些东西找不到。

{
  "configurations": [
    {
      "name": "Generic",
      "configurationProvider": "ms-vscode.cmake-tools",
      "includePath": [
        "./ra/board/ra4m2_ek/",
        "./ra/fsp/inc/",
        "./ra/fsp/inc/api/",
        "./ra/fsp/inc/instances/",
        "./ra/fsp/inc/",
        "./ra/fsp/src/bsp/cmsis/Device/RENESAS/Include/",
        "./ra/fsp/src/bsp/mcu/all/",
        "./ra/fsp/src/bsp/mcu/ra4m2/",
        "./ra/arm/CMSIS_5/CMSIS/Core/Include/",
        "./ra_gen/",
        "./ra_cfg/fsp_cfg/bsp/",
        "./ra_cfg/fsp_cfg/"        
      ],
      "defines": [
        "_DEBUG",
        "UNICODE",
        "_UNICODE"
      ],
      "intelliSenseMode": "clang-x64",
      "compilerArgs": [],
      "browse": {
        "path": [],
        "limitSymbolsToIncludedHeaders": true
      }
    }
  ],
  "version": 4
}

.vscode/tasks.json：

主要用于配置相关的快捷路径，除了ARMGCC_DIR和Renesas.RA_DFP.4.1.0.pack，其他的一般不用配置。

{
    // See https://go.microsoft.com/fwlink/?LinkId=733558
    // for the documentation about the tasks.json format
    "version": "2.0.0",
    /*"options": {
        "cwd": "${workspaceFolder}/build"
    },*/
    "options": {
        "env": {
            "ARMGCC_DIR": "/usr/local",  // Windows下面根据安装路径设置
            "PATH": "/usr/local/bin:${env:PATH}" //Windows下面直接欧注释掉
        }
     },
    "tasks": [
        {
            "label": "_makebuildfolder",
            "type": "shell",
            "command": "mkdir",//Windows下面改为dir
            "args": [
                "-p",//Windows下面直接注释掉
                "\"${workspaceFolder}\""
            ],
            "problemMatcher": [],
            "group": "none"
        },
        {
            "label": "env",
            "type": "shell",
            "command": "env",  //Windows下面改为set
            "args": [],
            "options": {
                "cwd": "${workspaceFolder}"
            },
            "problemMatcher": []
        },
        {
            "label": "cmake",
            "type": "shell",
            "command": "cmake",
            "args": [
                "-G","Unix Makefiles",
                "-DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=cmake/gcc.cmake",
                "-H.",
                "-B./build"
            ],
            "options": {
                "cwd": "${workspaceFolder}"
            },
            "problemMatcher": []
        },
        {
            "label": "clean",
            "type": "shell",
            "command": "rm",//Windows下面rmdir
            "args": [
                "-rf",  //Windows下面"/s","/q".
                "./build"  //Windows下面改./build为build
            ],
            "options": {
                "cwd": "${workspaceFolder}"
            },
            "problemMatcher": []
        },
        {
            "label": "make",
            "type": "shell",
            "command": "cmake",
            "args": [
                "--build",
                "build"
            ],
            "options": {
                "cwd": "${workspaceFolder}"
            },
            "problemMatcher": []
        },
        {
            "label": "flash",
            "type": "shell",
            "command": "pyocd",
            "args": [
                "flash",
                // "--erase",
                // "chip",
                "--target",
                "r7fa6m5bh",   // r7fa4m2ad 、 r7fa6m5bh
                "--pack",
                "Renesas.RA_DFP.4.1.0.pack文件的绝对路径",
                "./build/CMakeFiles/FSP_Project.elf.dir/Test_Project.elf"
            ],
            "options": {
                "cwd": "${workspaceFolder}"
            },
            "problemMatcher": []
        },
        {
            "label": "Build",
            "dependsOrder": "sequence",
            "dependsOn": [
                "_makebuildfolder",
                "env",
                "cmake",
                "make"
            ],
            "problemMatcher": []
        },
        {
            "label": "Build_Flash",
            "dependsOrder": "sequence",
            "dependsOn": [
                "Build",
                "flash",
            ],
            "problemMatcher": []
        }        
    ]
}

.vscode/launch.json文件：

主要配置R7FA4M2AD.svd、Renesas.RA_DFP.4.1.0.pack及armToolchainPath的路径：

{
    "version": "0.2.0",
    "configurations": [
        {
            "name": "RA Debug with PyOCD",            
            "cwd": "${workspaceRoot}",
            "executable": "./build/CMakeFiles/FSP_Project.elf.dir/FSP_Project.elf",
            "request": "launch",
            "type": "cortex-debug",
            "runToEntryPoint": "main",
            "servertype": "pyocd",
            "targetId":"r7fa4m2ad", // r7fa4m2ad 、 r7fa6m5bh
            "armToolchainPath": "/usr/local/bin/",
            "svdFile": "SVD/R7FA4M2AD.svd的绝对路径",   // R7FA4M2AD.svd  、 R7FA6M5BH.svd
            "showDevDebugOutput": "both",
            "preLaunchTask": "Build",
            "cmsisPack": "Renesas.RA_DFP.4.1.0.pack的绝对路径"
        }
    ]
}

然后，就可以在VSCode中运行对应的任务了。

现将板子用仿真调试器鱼电脑连接，具体接口位置如下：

连接后如下：

然后使用pyocd检查：

pyocd list

再调用Build_Flash任务，结果如下：

Windows：

macOS/Linux：

然后，如下图所示，进入调试：

说明：Windows环境下VSCode环境配置，与macOS/Linux相比，没有特殊，不同系统上一致，就是pack、svd、arm gcc的路径不同，rm指令不同。

六、流水灯测试

完成了上面的工作后，就可以正式使用VSCode进行开发了，下面我们来一个流水灯测试。

先看原理图：

实物图：

从原理图可知，LED1、LED2、LED3对听P415、P404、P405，现在要FSP里面进行配置：

配置好以后，就可以在VSCode里面控制他们了：

void hal_entry(void)
{
    unsigned int c = 0;
    bsp_io_port_pin_t pins[] = {
        BSP_IO_PORT_04_PIN_15, 
        BSP_IO_PORT_04_PIN_05, 
        BSP_IO_PORT_04_PIN_05
    };

    /* TODO: add your own code here */
    R_BSP_PinAccessEnable();
    while(1) {
        for(unsigned int i=0;i<sizeof(pins)/sizeof(bsp_io_port_pin_t);i++) {
            if(i==c) {
                R_BSP_PinWrite(pins[i], BSP_IO_LEVEL_HIGH);
            } else {
                R_BSP_PinWrite(pins[i], BSP_IO_LEVEL_LOW);
            }
        }
        R_BSP_SoftwareDelay(100, BSP_DELAY_UNITS_MILLISECONDS);
        c++;
        if(c>=3) {
            c = 0;
        }
    }

#if BSP_TZ_SECURE_BUILD
    /* Enter non-secure code */
    R_BSP_NonSecureEnter();
#endif
}