【瑞萨RA6E2】zephyr系统适配、点亮led及uart输出测试

拿到RA工作室寄过来的RA-Eco-RA6E2-64PIN-V1.0 开发板已经两周多了，之前陆陆续续的写过几篇测评，今天我们写写有关zephyr实时操作系统的测评。

Zephyr 是 Linux 基金会托管、开源、模块化、安全导向的实时操作系统（RTOS），专为资源受限的嵌入式设备设计，也可扩展到多核 SoC。一句话：“像 Linux 一样开发，像 RTOS 一样运行。”

zephyr的详细介绍可以查看官网https://docs.zephyrproject.org/4.2.0/introduction/index.html

官网上也有详细的开发环境的介绍，我是用的vscode插件的形式。安装方法见https://bbs.21ic.com/icview-3492711-1-1.html。

下面我们来进入正题，安装好环境的vscode如下：

一、板卡适配

由于zephyr社区团体的强大存在，已经适配了很多板子，所以我们也不需要从头到尾的去做这部分工作，只需要找到一款和RA-Eco-RA6E2-64PIN-V1.0 开发板相近的板子作为模板，在此基础上进行修改。支持的板卡类型可以通过官网查找https://docs.zephyrproject.org/latest/boards/index.html#boards=

或者通过源码boards文件夹里进行查看，如下图

在renesas文件夹里可以看到有很多的板子，我们找了和当前开发板 相似的板子如下：

我们随便复制一份，改名为eco-ra6e2然后将里面的文件需要全部重命名，如下：

配置文件里需要修改的内容不多，其中doc里的文件无关紧要，不需要考虑。board.cmake文件于下载及debug工具相关，默认的是jlink，这里也保持默认。由于我复制的是ek_ra6e2，所以就是将其他的配置文件有关ek的内容修改成eco就行了。如下：

到这里板卡基本也就适配完成，但是由于ek_ra6e2板子的串口、led、按键等外设引脚和RA-Eco-RA6E2-64PIN-V1.0 开发板存在差异，所以我们要对其设备树文件进行修改，根据原理图修改如下：

到这里才完成了适配并且可以满足将今天要测试的功能。

二、工程创建及下载观看效果

创建工程的步骤参考如下的文章

https://bbs.21ic.com/icview-3493132-1-1.html

需要注意的是选择板卡类型是要选择刚刚自己添加的板卡名称eco-ra6e2。

根据如下步骤操作下来基本上就可以看见板卡的q其中一个led在闪烁了。串口打印信息如下:

三、应用程序分析

上面的初步效果已经看到了，接下来我们分析一下应用程序是如何实现的。程序在如下位置：

从图上可见程序代码并不多，我们进行讲解

#include <stdio.h>
#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/drivers/gpio.h>

头文件包含，主要就是zephyr相关的基础头文件。

/* 1000 msec = 1 sec */
#define SLEEP_TIME_MS   1000

宏定义，led闪烁的周期，改大数值就闪的慢一点，改小就闪的快一点。

/* The devicetree node identifier for the "led0" alias. */
#define LED0_NODE DT_ALIAS(led0)

这是一个宏函数，用于从设备树获取led0节点信息，接下来对led0的属性的获取。
static const struct gpio_dt_spec led = GPIO_DT_SPEC_GET(LED0_NODE, gpios);

根据节点获取到led0的属性。接下来就可以根据这个属性来操作led0的初始化、高低电平控制了。

代码还是比较简洁的，整体代码如下：

/*
 * Copyright (c) 2016 Intel Corporation
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 */

#include <stdio.h>
#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/drivers/gpio.h>

/* 1000 msec = 1 sec */
#define SLEEP_TIME_MS   1000

/* The devicetree node identifier for the "led0" alias. */
#define LED0_NODE DT_ALIAS(led0)

/*
 * A build error on this line means your board is unsupported.
 * See the sample documentation for information on how to fix this.
 */
static const struct gpio_dt_spec led = GPIO_DT_SPEC_GET(LED0_NODE, gpios);

int main(void)
{
	int ret;
	bool led_state = true;

	if (!gpio_is_ready_dt(&led)) {
		return 0;
	}

	ret = gpio_pin_configure_dt(&led, GPIO_OUTPUT_ACTIVE);
	if (ret < 0) {
		return 0;
	}

	while (1) {
		ret = gpio_pin_toggle_dt(&led);
		if (ret < 0) {
			return 0;
		}

		led_state = !led_state;
		printf("LED state: %s\\n", led_state ? "ON" : "OFF");
		k_msleep(SLEEP_TIME_MS);
	}
	return 0;
}

到此，也就将这个简单的例程讲解完了，但是我不是很满足，明明有两个led，怎么能指点了一个，我要将另外一个也点亮。实现的代码如下：

/*
 * Copyright (c) 2016 Intel Corporation
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 */

#include <stdio.h>
#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/drivers/gpio.h>

/* 1000 msec = 1 sec */
#define SLEEP_TIME_MS   500

/* The devicetree node identifier for the "led0" alias. */
#define LED0_NODE DT_ALIAS(led0)
#define LED1_NODE DT_ALIAS(led1)

#if !DT_NODE_HAS_STATUS_OKAY(LED0_NODE)
#error "Unsupported board: led0 devicetree alias is not defined"
#endif
#if !DT_NODE_HAS_STATUS_OKAY(LED1_NODE)
#error "Unsupported board: led1 devicetree alias is not defined"
#endif

/*
 * A build error on this line means your board is unsupported.
 * See the sample documentation for information on how to fix this.
 */
static const struct gpio_dt_spec led[] = {GPIO_DT_SPEC_GET(LED0_NODE, gpios)
										,GPIO_DT_SPEC_GET(LED1_NODE, gpios)};

int main(void)
{
	int ret;
	bool led_state[] = {true,true};

	if (!gpio_is_ready_dt(&led[0])) {
		return 0;
	}

	if (!gpio_is_ready_dt(&led[1])) {
		return 0;
	}

	ret = gpio_pin_configure_dt(&led[0], GPIO_OUTPUT_ACTIVE);
	if (ret < 0) {
		return 0;
	}
	
	ret = gpio_pin_configure_dt(&led[1], GPIO_OUTPUT_ACTIVE);
	if (ret < 0) {
		return 0;
	}

	while (1) {
		// ret = gpio_pin_toggle_dt(&led[1]);
		// if (ret < 0) {
		// 	return 0;
		// }
		// led1_state = !led1_state;

		for (size_t i = 0; i < sizeof(led)/sizeof(struct gpio_dt_spec); i++) {
			ret = gpio_pin_toggle_dt(&led[i]);
			if (ret < 0) {
				return 0;
			}
			led_state[i] = !led_state[i];
			printf("LED[%d] state: %s\\n",i, led_state[i] ? "ON" : "OFF");
		}
		k_msleep(SLEEP_TIME_MS);
	}
	return 0;
}

细心的朋友可能发现和原来例程的代码有点不同，增加了

#if !DT_NODE_HAS_STATUS_OKAY(LED0_NODE)
#error "Unsupported board: led0 devicetree alias is not defined"
#endif
#if !DT_NODE_HAS_STATUS_OKAY(LED1_NODE)
#error "Unsupported board: led1 devicetree alias is not defined"
#endif

这里就可以在编译时就发现设备树中有没有相对应得节点描述，我们屏蔽掉led1节点，试一下编译发现抱错如下：

编译好的程序下载进MCU中观察效果，详细开头视频。

不过两个led试同时同周期得闪烁，改一下程序让其不同周期得闪烁。代码如下：

/*
 * Copyright (c) 2016 Intel Corporation
 *
 * SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
 */

#include <stdio.h>
#include <zephyr/kernel.h>
#include <zephyr/drivers/gpio.h>

/* 1000 msec = 1 sec */
#define SLEEP_TIME_MS   500

/* The devicetree node identifier for the "led0" alias. */
#define LED0_NODE DT_ALIAS(led0)
#define LED1_NODE DT_ALIAS(led1)

#if !DT_NODE_HAS_STATUS_OKAY(LED0_NODE)
#error "Unsupported board: led0 devicetree alias is not defined"
#endif
#if !DT_NODE_HAS_STATUS_OKAY(LED1_NODE)
#error "Unsupported board: led1 devicetree alias is not defined"
#endif

/*
 * A build error on this line means your board is unsupported.
 * See the sample documentation for information on how to fix this.
 */
static const struct gpio_dt_spec led[] = {GPIO_DT_SPEC_GET(LED0_NODE, gpios)
										,GPIO_DT_SPEC_GET(LED1_NODE, gpios)};

int main(void)
{
	int ret;
	bool led_state[] = {true,true};
	uint16_t led_period_target[] = {200,300};
	uint16_t led_period_cur[] = {0,0};

	if (!gpio_is_ready_dt(&led[0])) {
		return 0;
	}

	if (!gpio_is_ready_dt(&led[1])) {
		return 0;
	}

	ret = gpio_pin_configure_dt(&led[0], GPIO_OUTPUT_ACTIVE);
	if (ret < 0) {
		return 0;
	}
	
	ret = gpio_pin_configure_dt(&led[1], GPIO_OUTPUT_ACTIVE);
	if (ret < 0) {
		return 0;
	}

	while (1) {
		// ret = gpio_pin_toggle_dt(&led[1]);
		// if (ret < 0) {
		// 	return 0;
		// }
		// led1_state = !led1_state;

		for (size_t i = 0; i < sizeof(led)/sizeof(struct gpio_dt_spec); i++) {
			
			if (led_period_cur[i]++ >= led_period_target[i]) {
				led_period_cur[i] = 0;
				ret = gpio_pin_toggle_dt(&led[i]);
				if (ret < 0) {
					return 0;
				}
				led_state[i] = !led_state[i];
				printf("LED[%d] state: %s\\n",i, led_state[i] ? "ON" : "OFF");
			}
		}
		k_msleep(1);
	}
	return 0;
}

至此，今天得评测也就完成了，后面会更新更多zephyr其他功能得评测功能，尽请期待。