如何在STM32CubeMX中集成Flexible Safety RTOS

使用STM32處理器的用戶，可以通過STM32Cube工具生成基礎工程，免費評估功能安全操作系統(tǒng)Flexible Safety RTOS二進制庫了。

STM32Cube生態(tài)系統(tǒng)包含軟件工具和嵌入式軟件庫，提供了一套完整的PC軟件工具，解決完整項目開發(fā)周期的所有需求；包含在STM32微控制器和微處理器上運行的嵌入式軟件塊，如Flexible Safety RTOS。

圖1

通過在STM32CubeMX工具添加STM32Cube擴展包集成嵌入式軟件塊，簡化創(chuàng)建軟件包工程的過程。

軟件版本

在Flexible SafetyRTOS集成和應用的開發(fā)過程中，我們使用的開發(fā)環(huán)境版本信息如下：

STM32Cube MX v6.11.1

STM32Cube IDE v1.15.1

舊的軟件版本可能無法正常工作，為了避免這種情況，我們建議更新本地STM32Cube環(huán)境到最新版本。

安裝擴展包

在STM32CubeMX用戶手冊（https://www.st.com/resource/en/user_manual/um1718-stm32cubemx-for-stm32-configuration-and-initialization-c-code-generation-stmicroelectronics.pdf）中詳細解釋了STM32Cube擴展包的安裝。本節(jié)介紹如何激活中間件軟件Flexibe Safety RTOS（FS-RTOS）。

1 通過https://www.embedded-office.net/download/public/pack/st/EmbeddedOffice.I-CUBE-FS-RTOS.1.0.1.pack鏈接，下載軟件包。

2 在STM32CubeMX中，選擇Help->Manage embedded software packages，點擊From Local…，閱讀并接受License Agreement評估許可協(xié)議，開始安裝，并在安裝完成后關閉Embedded Software Package Manager。

圖2

FS-RTOS軟件包使用

基于MCU或評估板創(chuàng)建STM32CubeMX工程后，通過單擊“Software Packs”選項卡并選擇“SelectComponents”，如圖3所示

圖3

在打開的“Software Packs Component Selector”窗口，找到安裝的“EmbeddedOffice.I-CUBE-FS-RTOS”組件。打開組件下拉菜單，設置FS-RTOS為“Eval”，然后選擇一個應用程序，例如“Blinky”，單擊Ok按鈕。

圖4

硬件設置

為了使項目正常工作，需檢查下列設置：

1 在System Core->RCC->High Speed Clock中，使用外部晶振。

2 確保在Clock Configuration選項卡中將系統(tǒng)時鐘設置為合理的值（例如HCLK設置為max）。

3 在生成的應用程序中，使用SysTick作為RTOS時基，因此，HAL庫需使用另外的時鐘源?？梢酝ㄟ^System Core->SYS->Timebase Source，修改HAL時基為其它定時器（如Tim1）或禁止HAL時基（選擇None）。

注：如果禁用HAL時基，用戶需要在RTOS時鐘節(jié)拍處理回調(diào)函數(shù)App_TimeTickHook()中調(diào)用HAL_IncTick()函數(shù)，回調(diào)函數(shù)位于文件Blinky/App/app_blinky_callback.c中。

4 至少需要選擇和配置一個GPIO輸出引腳，該GPIO輸出引腳用于應用參數(shù)設置。

在生成的演示應用前，我們可能還需到System Core->NVIC中配置中斷的優(yōu)先級，以確保系統(tǒng)正常工作。

配置Flexible Safety RTOS

在“Pinout&Configuration”選項卡中，在“Middleware and Software Packs”類別中找到I-CUBE-FS_RTOS組件，配置項目：

1 選擇Flexible Safety RTOS組件：I-CUBE-FS_RTOS。

2 將Flexible Safety RTOS集成到您的項目中（無需額外的參數(shù)設置）。

3 生成選定的演示應用程序（例如Blinky）。

4 指定與應用程序相關的外設，以生成所需的BSP函數(shù)。在圖5中，必須為LED選擇配置好的GPIO輸出引腳。

圖5

代碼生成

最后，我們在Project Manager選項卡中為代碼生成執(zhí)行一些基本配置：

Project name：項目名稱。

Project Location：工作空間目錄，保存項目。

Application Structure：Advanced（不勾選Do not generate the main()）。

Toolchain/IDE：選擇工具鏈STM32CubeIDE（或EWARM…），選中Generate Under Root。

圖6

其它設置保持不變。

項目結構

使用GENERATE CODE按鈕，開始生成項目。STM32CubeMX生成的項目結構如下：

圖7

您可以在ST定義的目錄樹中找到Flexible Safety RTOS評估包，位于Middleware和Blinky目錄。

RTOS集成

當使用STM32Cube擴展包生成項目后，F(xiàn)lexible Safety RTOS集成已經(jīng)完成。如果你想要手動集成Flexible Safety RTOS到現(xiàn)有項目中，需要在生成的回調(diào)函數(shù)文件Blinky/App/app_blinky_callback.c中添加RTOS系統(tǒng)滴答處理：

圖8

默認配置中OS_TICKS_PER_SEC為1000，因此內(nèi)部SysTick計時器每秒會產(chǎn)生1000個系統(tǒng)滴答中斷。

診斷

內(nèi)存異常處理

如果更改例程并進行實驗，可能會遇到內(nèi)存異常的問題。在這種情況下，我們建議在生成的項目中添加一個訪問錯誤診斷處理程序。

在生成的中斷處理程序文件Core/Src/_it.c中，在函數(shù)MemManage_Handler()中增加訪問違規(guī)信息收集：

圖9

訪問位于Blinky/App/app_blinky_callback.c中的故障回調(diào)函數(shù)，獲取下列信息：

info->CurPrio：哪個任務執(zhí)行導致內(nèi)存沖突。

info->IAddress：發(fā)生異常的指令地址。

info->DAddress：寫保護的數(shù)據(jù)地址

圖10

通過以上操作，我們完成了RTOS集成工作。接下來，可以深入Flexible SafetyRTOS組件的文件結構（https://www.embedded-office.net/eval/manual/latest/os/file.html#file-structure），開始構建應用。

Flexible Safety RTOS是基于μC/OS-II擴展的功能安全預認證操作系統(tǒng)，麥克泰技術是Flexible Safety RTOS在中國的代理商，具有超過20年嵌入式實時操作系統(tǒng)和功能安全軟件服務的市場、服務和培訓經(jīng)驗，聯(lián)系Info@bmrtech.com。