本期工具分享來自一名不愿留名的熱心先楫粉絲,咱就稱大神為 @L君吧!內(nèi)容著重介紹了 如何在CLion中開發(fā)HPM6750,感興趣的趕緊上車
HPM6750 是先楫半導(dǎo)體 HPM6000 系列的旗艦產(chǎn)品,采用雙RISC-V內(nèi)核(AndesCore D45)設(shè)計(jì)。目前先輯半導(dǎo)體主要推薦使用SEGGER Embedded Studio進(jìn)行開發(fā),可以免費(fèi)進(jìn)行商業(yè)應(yīng)用。在未來,先輯還可能推出一款基于 VS code 的集成化開發(fā)平臺。這篇文章主要介紹如何在 CLion 上進(jìn)行配置開發(fā)。
在進(jìn)入正題之前,首先需要明確的是無論 SEGGER Embedded Studio 還是 VS Code,都只是一個(gè)開發(fā)環(huán)境,并不綁定編譯器。如 SEGGER 有一些自己的工具鏈,但也可以用 Andes 的甚至是 Clang。目前 HPM6000 系列可用的編譯器包括但不一定限于以下列表:
名稱 | 編譯器前綴 | 說明 | 獲取方式 |
riscv32-unknow-elf主線 | riscv32-unknow-elf | rv官方工具鏈,需修改HPM_SDK方可使用 | GitHub - riscv-collab/riscv-gnu-toolchain: GNU toolchain for RISC-V, including GCC |
riscv32-unknow-elf魔改版 | riscv32-unknow-elf | 針對HPM的修改版 | 先輯sdk包 |
nds32le-elf-newlib-v5 | riscv32-elf | Andes 工具鏈,性能最優(yōu) | GitHub - andestech/nds-gnu-toolchain: GNU toolchain for AndesCore |
如果不追求使用主線工具鏈,選擇第二、第三種工具鏈均可。第二種工具鏈的優(yōu)勢是可以直接下載到工具鏈包,而 Andes 的工具鏈優(yōu)勢是性能最佳,兩者的 coremark 跑分大約有 20% 的差距(2022.09.15),但是目前尚未提供可直接下載的二進(jìn)制包。
那么有沒有簡單不麻煩的配置方式?SEGGER Embedded Studio請,Windows Linux MacOS 通吃。
軟件安裝
使用 CLion 開發(fā) HPM6000 系列單片機(jī)需要以下軟件:
- CLion
- 適用于 HPM6000 系列的編譯器
- 適用于 HPM6000 系列的 openocd
- Python3.8 及以上版本
1 nds-gnu-toolchain 的編譯(可選)
RISC-V 是一個(gè)開放的指令集架構(gòu),各個(gè) IP 廠商都可以根據(jù)自己的需求定制,因此 RISC-V 雖然有 riscv-gnu-toolchain 這樣的公版編譯器,但并非所有 RISC-V 核心都適合使用,廠商往往會根據(jù)自己的核心特點(diǎn)自行定制一套編譯器。對于 Andes 而言,nds-gnu-toolchain 就是他們自行定制的一套編譯工具鏈,只有使用這一套工具鏈才能獲得最佳的性能(例如 coremark 4600+ 的分?jǐn)?shù))
Andes 和 hpmicro 目前均沒有提供這套工具鏈的二進(jìn)制文件下載,因此需要自行編譯。項(xiàng)目 README 給出了編譯方法,主要命令如下所示。目前(2022.09.15)在 Ubuntu22.04 系統(tǒng)下會出現(xiàn)undefined reference to _initialize_string_view_selftests()錯(cuò)誤,請選擇 20.04 等版本進(jìn)行編譯(Ubuntu20.04 WSL2 測試通過)。若初始化子模塊時(shí)無法下載,可以參考這里的方法通過鏡像站解決。
git clone https://github.com/andestech/nds-gnu-toolchain.gitcd nds-gnu-toolchaingit submodule update --init --recursive./build_elf_toolchain.sh如果編譯腳本沒有報(bào)錯(cuò),最后你將會獲得一個(gè)名為nds32le-elf-newlib-v5的文件夾,它就是下一步我們需要使用的工具鏈文件夾。如果你需要支持浮點(diǎn)數(shù)的工具鏈,可以根據(jù) README 的介紹修改編譯腳本,構(gòu)建nds32le-elf-newlib-v5d/nds32le-elf-newlib-v5f這兩個(gè)工具鏈。
2 軟件安裝與配置
首先,請安裝以下軟件,并準(zhǔn)備好可運(yùn)行的 CLion
sudo apt install build-essential cmake ninja-build libc6-i386 libc6-i386-cross libstdc++6-i386-crosssudo apt install python3 python3-pip隨后,請從pan.baidu.com/s/1qvyXhh中下載 SDK/linux_toolchain 下的 openocd,以及 SDK/linux_toolchain 下的 riscv-gnu-toolchain 或者準(zhǔn)備自行編譯 nds32le-elf-newlib-v5,并通過 git 獲取 hpm_sdkgit clone https://github.com/hpmicro/hpm_sdk請將以上文件解壓并放置在恰當(dāng)?shù)奈恢?,以便你能夠輕易找出它們的路徑,一種參考布局如下圖所示下面,我們需要設(shè)置一些環(huán)境變量。這些環(huán)境變量會由 HPM_SDK 中的 CMake 腳本調(diào)用,因此如果你后面遇到 CMake 找不到某些內(nèi)容的報(bào)錯(cuò),不妨首先考慮環(huán)境變量問題。使用你喜歡的編輯器打開 ~/.bashrc,在末尾添加上下面的內(nèi)容,假定TOOLCHAIN_PATH作為工具鏈的解壓目錄(需要滿足在TOOLCHAIN_PATH\bin下可以找到riscv32-elf-gcc),HPM_SDK_PATH 作為 hpm_sdk 的解壓目錄。
# for nds32le-elf-newlib-v5export HPM_SDK_BASE=HPM_SDK_PATHexport GNURISCV_TOOLCHAIN_PATH=TOOLCHAIN_PATHexport HPM_SDK_TOOLCHAIN_VARIANT=nds-gcc
# for riscv-unknow-elfexport HPM_SDK_BASE=HPM_SDK_PATHexport GNURISCV_TOOLCHAIN_PATH=TOOLCHAIN_PATH最后,我們更新環(huán)境變量并安裝一些 Python 庫。如果你在 pip 安裝這個(gè)過程失敗了,請考慮環(huán)境變量設(shè)置是否正確
source ~/.bashrcpip3 install --user -r "$HPM_SDK_BASE/scripts/requirements.txt
OpenOCD設(shè)置
OpenOCD 使用一系列配置文件描述電路板的調(diào)試器和芯片,這些內(nèi)容均存放在 `hpm_sdk/boards/openocd/` 路徑之下。為了方便起見,我們需要?jiǎng)?chuàng)建一個(gè)板級 OpenOCD 描述文件,放置在該目錄下。以 hpm6750evkmini 為例,內(nèi)容如下,請將 HPM_SDK_BASE 替換為你的 sdk 路徑。其他開發(fā)板請自行對照內(nèi)容配置文件內(nèi)容修改
# /hpm_sdk/boards/openocd/hpm6750evkmini.cfg
source $HPM_SDK_BASE/boards/openocd/probes/ft2232.cfgsource $HPM_SDK_BASE/boards/openocd/soc/hpm6750-single-core.cfgsource $HPM_SDK_BASE/boards/openocd/boards/hpm6750evkmini.cfg
CLion配置
啟動(dòng) CLion,打開 hpm_sdk/sample/coremark 項(xiàng)目,打開 Setting
1 Toolchain
新建一個(gè) System 類型的工具鏈并命名為 nds-v5,修改 C/C++ 編譯器和 GDB 的路徑為 nds-gcc 的可執(zhí)行文件路徑,如下圖所示。如果使用 riscv-unknow-elf,則選擇對應(yīng)的路徑。
2 CMake
打開 CMake 欄,在 CMake Option 中加入下面的語句,并根據(jù)你的喜好修改名稱,如下所示
-DBOARD=hpm6750evkmini -DCMAKE_BUILD_TYPE=flash_sdram_xipHPM_SDK 需要根據(jù)開發(fā)板類型配置各種編譯選項(xiàng),因此首先需要通過 CMake 給出板子名稱。后一項(xiàng)則是選擇了 flash_sdram_xip 這一預(yù)設(shè)內(nèi)存布局,關(guān)于這方面內(nèi)容,可以參考 hpm6750 手冊和相關(guān)測評文章。在明白其意義的前提下,你可以根據(jù)個(gè)人需求對這兩項(xiàng)選項(xiàng)進(jìn)行修改。完成這兩步以后,你應(yīng)該可以編譯 coremark 工程了。
3 配置 OpenOCD 路徑
打開選項(xiàng)中的嵌入式部署,將 OpenOCD 路徑設(shè)置為剛剛你所設(shè)置的 OpenOCD,注意,只能選用 HPMicro 提供的 OpenOCD,如果你已有在使用的 OpenOCD,又不想更換,可能只能選擇其他方式(如命令行)進(jìn)行下載和調(diào)試。
4 配置 OpenOCD 目標(biāo)
點(diǎn)擊 Run/Debug Target 窗口,點(diǎn)擊 Edit Configureations ..點(diǎn)擊右上角“+”添加一個(gè) OpenOCD Download & Run,按圖示配置 Target、Excutable binary、Debugger 和 Board config file,保存后退出。
5 編譯下載和 coremark 跑分
將 hpm6750evkmin 連接到電腦,點(diǎn)擊 Run 綠色箭頭,程序自行編譯下載。打開串口終端,獲得 coremark 跑分結(jié)果
hpm6750evkmini clock summary==============================cpu0: 816000000Hzcpu1: 816000000Hzaxi0: 200000000Hzaxi1: 200000000Hzaxi2: 200000000Hzahb: 200000000Hzmchtmr0: 24000000Hzmchtmr1: 1000000Hzxpi0: 133333333Hzxpi1: 400000000Hzdram: 166666666Hzdisplay: 74250000Hzcam0: 59400000Hzcam1: 59400000Hzjpeg: 200000000Hzpdma: 200000000Hz==============================
----------------------------------------------------------------------$$\ $$\ $$$$$$$\ $$\ $$\ $$\$$ | $$ |$$ __$$\ $$$\ $$$ |\__|$$ | $$ |$$ | $$ |$$$$\ $$$$ |$$\ $$$$$$$\ $$$$$$\ $$$$$$\$$$$$$$$ |$$$$$$$ |$$\$$\$$ $$ |$$ |$$ _____|$$ __$$\ $$ __$$\$$ __$$ |$$ ____/ $$ \$$$ $$ |$$ |$$ / $$ | \__|$$ / $$ |$$ | $$ |$$ | $$ |\$ /$$ |$$ |$$ | $$ | $$ | $$ |$$ | $$ |$$ | $$ | \_/ $$ |$$ |\$$$$$$$\ $$ | \$$$$$$ |\__| \__|\__| \__| \__|\__| \_______|\__| \______/----------------------------------------------------------------------2K performance run parameters for coremark.CoreMark Size : 666Total ticks : 315580897Total time (secs): 13.149204Iterations/Sec : 4563.013838Iterations : 60000Compiler version : GCC10.3.0Compiler flags : -Wall -Wno-format -fomit-frame-pointer -fno-builtin -ffunction-sections -fdata-sections -g -O3 -funroll-all-loops -finline-limit=600 -ftree-dominator-opts -fno-if-conversion2 -fselective-scheduling -fno-code-hoisting -mstrict-alignMemory location : STACKseedcrc : 0xe9f5[0]crclist : 0xe714[0]crcmatrix : 0x1fd7[0]crcstate : 0x8e3a[0]crcfinal : 0xbd59Correct operation validated. See README.md for run and reporting rules.CoreMark 1.0 : 4563.013838 / GCC10.3.0 -Wall -Wno-format -fomit-frame-pointer -fno-builtin -ffunction-sections -fdata-sections -g -O3 -funroll-all-loops -finline-limit=600 -ftree-dominator-opts -fno-if-conversion2 -fselective-scheduling -fno-code-hoisting -mstrict-align / STACK
由于我們構(gòu)建的是 debug 版本,4563 的分?jǐn)?shù)距離標(biāo)稱值稍弱。如果 CMake Options 選擇 release 版本,則可以得到和標(biāo)稱結(jié)果基本一致的跑分
-DCMAKE_BUILD_TYPE=flash_sdram_xip_release
知乎作者原文鏈接 (https://zhuanlan.zhihu.com/p/564229673)
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