先楫hpm_sdk開(kāi)發(fā)方式的優(yōu)缺點(diǎn) 與單片機(jī)傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)方式的不同點(diǎn)

一、背景

最近在跟一些開(kāi)發(fā)者交流過(guò)程中，或者開(kāi)發(fā)者群里反饋，感覺(jué)先楫單片機(jī)開(kāi)發(fā)方式不同于以往的單片機(jī)開(kāi)發(fā)方式，或者開(kāi)發(fā)方式?jīng)]接觸過(guò)導(dǎo)致無(wú)從下手，或者是覺(jué)得自己的APP需要嚴(yán)重依賴hpm_sdk等等。

在這些反饋當(dāng)中，覺(jué)得有必要出個(gè)雜談文章，談一談hpm_sdk的開(kāi)發(fā)方式的優(yōu)缺點(diǎn)，以及相比以往的單片機(jī)傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)方式的不同點(diǎn)。以此可以帶給開(kāi)發(fā)者一些啟發(fā)，更能方便開(kāi)發(fā)者更快借助hpm_sdk進(jìn)行開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用。

本文也會(huì)借助一些開(kāi)發(fā)者分享過(guò)的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，感謝hpmicro開(kāi)發(fā)者貢獻(xiàn)的文章。

二、開(kāi)發(fā)差異

（一）IDE

先楫的目前通用MCU采用的內(nèi)核架構(gòu)都是riscv,這一點(diǎn)就不同于國(guó)內(nèi)大同小異的各種arm的cortex-M系列的單片機(jī)，甚至可以B2B兼容STM32的單片機(jī)也一樣，不能夠支持ARM自己的平臺(tái)-Keil MDK。

對(duì)于嚴(yán)重依賴keil開(kāi)發(fā)的工程師來(lái)說(shuō)，特別目前國(guó)內(nèi)的很多開(kāi)發(fā)工程師來(lái)說(shuō)，這確實(shí)是不夠友好的一個(gè)點(diǎn)。畢竟keil經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，其傻瓜式的界面操作，網(wǎng)上豐富的踩坑記錄，都足夠讓一個(gè)沒(méi)接觸過(guò)單片機(jī)開(kāi)發(fā)的都能輕松入門。

但是Keil這個(gè)本身不是免費(fèi)的商用IDE，盡管國(guó)內(nèi)很多cortex-M單片機(jī)的芯片廠家提供的類似STM32的Firmware_Library包，里面的工程都支持了keil，但是也沒(méi)說(shuō)明對(duì)keil這個(gè)IDE進(jìn)行了版權(quán)購(gòu)買，這帶來(lái)的版權(quán)問(wèn)題責(zé)任就分給了芯片開(kāi)發(fā)者，雖然國(guó)內(nèi)很多可以通過(guò)破解方式進(jìn)行商用，但是畢竟在商用的過(guò)程中時(shí)時(shí)刻刻得注意著版權(quán)問(wèn)題。

先楫開(kāi)發(fā)雖然不支持keil，但是在提供的IDE上，使用segger（大名鼎鼎Jlink調(diào)試器的廠家）自己開(kāi)發(fā)的IDE，也就是SEGGER Embedded Studio for RISC-V，這個(gè)同樣不是免費(fèi)的商用IDE，但是先楫在版權(quán)上十分重視，購(gòu)買了其芯片開(kāi)發(fā)的商用版權(quán)，目前可以不限定于SEGGER Embedded Studio的版本，而且可以讓開(kāi)發(fā)者直接商用開(kāi)發(fā)，避免版權(quán)問(wèn)題。這個(gè)IDE同樣跟keil操作類似，通過(guò)可視化操作進(jìn)行配置即可，配合其Jlink更是能夠讓調(diào)試更加友好。

IDE的編譯鏈支持上，支持了segger自身的編譯鏈，也支持了gcc編譯鏈，同樣也支持andes編譯鏈。

SEGGER Embedded Studio 下載網(wǎng)頁(yè)

SEGGER Embedded Studio 先楫license注冊(cè)網(wǎng)頁(yè)

開(kāi)發(fā)者文章: (SEGGER Embedded Studio for RISC-V，for HPMicro Devices 解決首次使用激活問(wèn)題，提示無(wú)License ）

另外SEGGER Embedded Studio 也有對(duì)應(yīng)user manual手冊(cè)，以便開(kāi)發(fā)者查缺補(bǔ)漏。

（二）構(gòu)建系統(tǒng)

對(duì)于國(guó)內(nèi)的arm的cortex-m的單片機(jī)廠家來(lái)說(shuō)，并沒(méi)有所謂的什么構(gòu)建系統(tǒng)開(kāi)發(fā)環(huán)境。但是對(duì)于有些開(kāi)發(fā)者如果開(kāi)發(fā)過(guò)樂(lè)鑫的產(chǎn)品，比如esp32，使用的esp-idf就是使用的cmake構(gòu)建系統(tǒng)（早期的esp-idf還是makefile版本），還有樹(shù)莓派的rp2040的pico-sdk。這種構(gòu)建系統(tǒng)入門有點(diǎn)門檻，需要有一定的cmake基礎(chǔ)(比如cmakelist語(yǔ)法)以及相關(guān)環(huán)境搭建經(jīng)驗(yàn)，但這也感覺(jué)是未來(lái)嵌入式發(fā)展的趨勢(shì)，通過(guò)cmakelists.txt管理配置生成各大跨平臺(tái)的工程(比如先楫開(kāi)發(fā)中，生成SEGGER Embedded Studio 以及后續(xù)先楫支持的IDE)、生成的makefile文件可以給各大平臺(tái)編譯器解析，

對(duì)于芯片原廠和開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)，這種構(gòu)建系統(tǒng)可以讓多種芯片系列，組件包等等只需要支持一套SDK，而不需要提供多種library芯片包，可以擴(kuò)展構(gòu)建多種IDE，比如命令或者可視化界面生成EGGER Embedded Studio工程；支持cmake構(gòu)建的vscode,clion等等跨平臺(tái)開(kāi)發(fā)。

三、開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)

項(xiàng)目工程依靠cmakelists.txt文件進(jìn)行管理，這種管理方式類似在keil進(jìn)行相關(guān)路徑加入或者加入自定義編譯宏定義等，比如：

1、設(shè)置一些自定義編譯宏定義開(kāi)關(guān)

2、根據(jù)不同編譯類型配置不同的編譯選項(xiàng)和鏈接選項(xiàng)

3、添加頭文件路徑、編譯宏等常規(guī)操作

4、添加源碼編譯

5、添加extern組件等操作

以上是不是覺(jué)得這種開(kāi)發(fā)方式，IDE比如keil在界面操作也有，但是對(duì)于cmake來(lái)說(shuō)，單純一個(gè)cmakelist文件就可以操作完成，熟悉入門后也能大大提高開(kāi)發(fā)效率。

本文以hpm_sdk1.2進(jìn)行說(shuō)明，簡(jiǎn)單舉例一些常用的命令說(shuō)明，一個(gè)cmakelist文件管理的方便好處。

更多的命令接口可以參考sdk中的sample的cmakelist，以及cmake文件夾里面的封裝的命令函數(shù)。不在本文闡述范圍內(nèi)。

該版本已經(jīng)支持在sdk以外創(chuàng)建自己的Board, 但在sdk以外開(kāi)發(fā)自己的應(yīng)用一直都是可以的。

（一）創(chuàng)建自己的AP應(yīng)用文件夾

新建一個(gè)自己一個(gè)APP文件夾，里面放置一個(gè)Board-這里我使用的是hpm6750_rc，這里從hpm_sdk里面的board的hpm6750evkmini中提取，并把hpm6750evkmini.yaml改為hpm6750_rc.yaml，如下：

從hpm_sdk復(fù)制一個(gè)sample，比如hello_world。然后在自己創(chuàng)建的應(yīng)用文件夾新建個(gè)build，進(jìn)入到該build文件夾，這時(shí)候使用命令：

cmake -G Ninja -DBOARD=rc_hpm_evk -DBOARD_SEARCH_PATH=your custom/rcsn_project/board/  -DCMAKE_BUILD_TYPE=flash_xip ..

這時(shí)候打開(kāi)build文件夾里面的segger_embedded_studio，打開(kāi)ses這個(gè)IDE，可以看到boards已經(jīng)變成自己項(xiàng)目上的Board,以及自己的application已經(jīng)被添加上來(lái)。

（二）定義宏開(kāi)關(guān)，預(yù)處理定義

在keil上，預(yù)處理定義在option上可以手動(dòng)輸入定義

同樣在segger_embedded_studio中也有類似的定義。

但是hpm_sdk中，并不需要開(kāi)發(fā)者自己手動(dòng)去添加，在makelists使用命令: sdk_compile_definitions, 如此就可以進(jìn)行定義預(yù)處理符號(hào)。

（三）頭文件路徑加入

比如在keil里面就有對(duì)應(yīng)的控件操作

那么在segger_embedded_studio也有類似操作界面

在hpm_sdk的構(gòu)建當(dāng)中，同樣也不需要用戶自己去界面操作，直接可以在cmakelists通過(guò)sdk_inc 命令設(shè)置，比如自己的工程定義以下工程目錄，每個(gè)目錄里面有個(gè)inc，這個(gè)就是需要包含的頭文件路徑。

（四）加入源文件

像keil一樣，segger_embedded_studio也有自己的源文件目錄結(jié)構(gòu)，比如需要添加上述所說(shuō)的drivers里面的文件，可以通過(guò)使用sdk_app_src命令進(jìn)行設(shè)置。比如：

（五）編譯相關(guān)

比如設(shè)置優(yōu)化等級(jí)、GCC編譯參數(shù)、指令集選擇等等。都可以通過(guò)sdk_compile_options命令設(shè)置

設(shè)置O3優(yōu)化可以使用：

sdk_compile_options("-O3")

設(shè)置gcc特定警告

sdk_compile_options("-Wall")

設(shè)置ABI和ISA

sdk_compile_options("-mabi=ilp32d")
sdk_compile_options("-march=rv32gc")

四、開(kāi)發(fā)劣勢(shì)

（一）入門門檻相對(duì)高

目前來(lái)說(shuō)，cmake構(gòu)建方式在MCU開(kāi)發(fā)上并不常見(jiàn)，也存在一定的入門門檻；

但對(duì)于項(xiàng)目的構(gòu)建優(yōu)化和管理是效率顯著的，比如引入一個(gè)第三方中間件，只需要在此中間件內(nèi)部通過(guò)CMakelists管理好自身文件鏈接，項(xiàng)目通過(guò)條件包含，能夠最大減少中間件帶來(lái)的耦合度。

需要有一定的cmake基礎(chǔ)，也帶來(lái)一定的學(xué)習(xí)成本。

（二）工程管理相對(duì)約束

在傳統(tǒng)的MCU開(kāi)發(fā)中，很多開(kāi)發(fā)者都喜歡把MCU廠家自身的驅(qū)動(dòng)和組件源碼都加入到自己的工程目錄下，這樣方便自己管理，甚至可以自己改動(dòng)官方庫(kù)代碼（這點(diǎn)是極其不推薦的行為）。

但hpm_sdk更多傾向于開(kāi)發(fā)者的APP應(yīng)用與SDK分開(kāi)，這種開(kāi)發(fā)好比是上位機(jī)的QT開(kāi)發(fā)，在QT開(kāi)發(fā)中，通過(guò)pro/pri文件管理導(dǎo)入QT的官方庫(kù)使用，如果不想使用那就不開(kāi)啟對(duì)應(yīng)的庫(kù)，又好比python開(kāi)發(fā)，通過(guò)Import方式自行選擇。

這種開(kāi)發(fā)方式需要把hpm_sdk路徑放在對(duì)應(yīng)的文件夾中，并把路徑添加到環(huán)境變量，這好比是軟件的安裝，先楫的所有芯片系列都依賴與這個(gè)hpm_sdk，用戶只需關(guān)心自己的應(yīng)用開(kāi)發(fā)路徑，在拷貝的過(guò)程中也只需要拷貝自身應(yīng)用，但前提對(duì)方也得"安裝"了hpm_sdk。

這種約束方法對(duì)于有些開(kāi)發(fā)者來(lái)說(shuō)確實(shí)不夠友好，當(dāng)然未來(lái)先楫也不排除支持把hpm_sdk所需要的文件能讓開(kāi)發(fā)者自行導(dǎo)入到自己工程目錄的需求，比如類似stm32cubemx生成初始化外設(shè)工具，但hpm_sdk的cmake構(gòu)建方式仍是主要開(kāi)發(fā)方式。