Туториал ChibiOS и STM32

Перевел))) если есть какие не точности пишите..
Концепция ядра ChibiOS / RT

Соглашения об именах

Имена оформляются в следующем виде:
ch <group> <action> <suffix>()
ch <группа> <действие> <суффикс>()

например: chIQGetTimeoutS ()

Возможны следующие группы: Sys, Sch, Time, VT, Thd, Sem, Mtx, Cond, Evt, Msg, Reg, SequentialStream, IO, IQ, OQ, Dbg, Core, Heap, Pool.

Суффикс может быть одним из следующих:

None , API, без каких-либо суффиксов, не могут быть вызваны из кода пользователя, если по-другому не указано. Смотреть состояния системы.

"I", API, I-класса являются нерегулярными только в состояниях I-Locked или S-Locked. Смотреть состояния системы.

"S", API S-класса являются нерегулярными только с S-Locked состоянии. Смотреть состояния системы.

Примеры: chThdCreateStatic (), chSemSignalI (), chIQGetTimeout ().

Классы прерываний

В ChibiOS / RT существуют 3 класса прерываний:

Regular Interrupts/Регулярные прерывания. Маскировка источников прерываний, которые не могут повлиять на код и таким образом появляется возможность ссылаться API операционной системы изнутри их обработчиков. Обработчики прерываний, принадлежащие к этому классу должны быть написаны с помощью определенных правил. См. группу интерфейсов API системы и веб-статьи, как написать обработчики прерываний.

Fast Interrupts/Быстрые прерывания. Маскировка источников прерываний с возможностью повлиять на код ядра и таким образом имеют меньшую скрытность и менее подвержены дребезгу см. на веб-статью время отклика и дребезга. Такие источники поддерживаться не на всех архитектурах.

Быстрые прерывания не разрешают ссылаться ни на какие API операционной системы изнутри их обработчиков. Быстрые источники прерываний имеют более низкий приоритет чем регулярные прерывания, где доступ к операционной системе возможен.

Non Maskable Interrupts/Не маскируемые прерывания. НЕ маскируемые источники прерываний полностью не контролируются операционной системой и имеют наименьшую скрытность. Такие источники поддерживаться не на всех архитекторах.

Состояния системы

При использовании ChibiOS / RT система может находиться в одном из следующих рабочих состояний:

Init. Когда система находится в этом состоянии все маскируемые источники прерываний отключены. В этом состоянии не представляется возможным использовать любые системы API, кроме chSysInit (). Это состояние возможно после физической сброса.

Normal. Все прерывания источники включены, доступны API-интерфейсы , потоки выполняются.

Suspended. В этом состоянии включены быстрые источники прерываний , регулярные источники прерываний отключены. В этом состоянии не представляется возможным использовать системой любых API, исключением являются chSysDisable () или chSysEnable (), для того чтобы с помощью них изменить состояние системы..

Disabled. Когда система находится в этом состоянии, регулярные и быстрые источники прерываний отключены. В этом состоянии не представляется возможным использовать системой любых API, исключением являются chSysSuspend () или chSysEnable (), для того чтобы с помощью них изменить состояние системы.

Sleep. Архитектурно-зависимый режим пониженного энергопотребления, в этом состоянии находятся простаивающие потоки и ждут(ожидают) прерывания. После обслуживания прерывания восстанавливается нормальное состояние.

S-Locked. Ядро заблокировано и регулярные источники прерываний отключены. Быстрые источники прерываний включены. API-интерфейсы S-класса, и I-класса являются нерегулярными в этом состоянии.

I-Locked. Ядро заблокировано и регулярные источники прерываний отключены. API-интерфейсы I-класса являются нерегулярными из этого состояния.

Обслуживание регулярных прерываний. API не доступны, но можно переключиться на состояние I-Locked, используя chSysLockFromIsr (), а затем вызвать любой API I-Class. Обработчики прерываний могут быть вытесняемыми на некоторых архитектурах, для того чтобы перейти к I-Locked состоянию до вызова API.
Обслуживание быстрых прерывание. Системные интерфейсы недоступны.
Обслуживание не маскируемых прерываний. Системные интерфейсы недоступны.

Halted. Все источники прерываний отключены и система переходит в бесконечный цикл. Это состояние может быть достигнуто, если режим отладки активируется и обнаруживается ошибка или после явно вызова функции chSysHalt ().

На следующей диаграмме показаны возможные переходы между состояниями:


рис 1.

рис 2.

* За исключением: Init, Halted, SNMI, неактивных.

Очередность потоков

Потоки которые готовы и имеют наивысший приоритет выполняется. Если 2 и более потоков имеют один и тот же приоритет то они выполняются циклически.

рис 3.

Состояния потоков

Изображение показывает, как потоки могут изменить свое состояние в ChibiOS / RT.

рис 4.

Уровни приоритета

IDLEPRIO, это самый низкий уровень приоритета и зарезервирован для простаивающего потока, другие потоки не должны занимать этот уровень приоритета.

LOWPRIO, самый низкий уровень приоритета, который может быть назначен на пользовательской нити.

NORMALPRIO, это центральный уровень приоритета для пользовательских нитей. Желательно, его назначить для потоков.

HIGHPRIO, самый высокий уровень приоритета, который может быть назначен на пользовательской нити.

ABSPRO, самый максимальный уровень приоритета.

Рабочая зона

Каждый поток имеет свой собственный стек, структуру и некоторые преимущественные зоны. Все структуры выделяются в рабочей области, поток в стеке, как правило в статически объявленном коде. Не используется память за пределами рабочей зоны, за исключением когда есть доступ к общим данным.


рис 5.

Схема HAL:


Подробное описание:

Абстрактное представление аппаратных средств:

ChibiOS / RT имеет множество различных интерфейсов называемых драйверами устройств. Подсистема HAL это абстрактное представление аппаратных средств.

HAL является интерфейсом между ChibiOS / RT и железом.


Архитектура драйверов устройств HAL:

Драйвер устройства состоит из двух уровней:

High Level Device Driver (HLD) - Драйвер высокого уровня устройства. Этот уровень содержит определения интерфейсов драйвера и платформы- самостоятельной части драйвера.

HLD состоит из двух файлов:

<driver>. с, файл реализации HLD. Этот файл должен быть включен в Makefile, для того чтобы можно было использовать драйвер.

<driver>. h, файл заголовка HLD. Этот файл не явно включен в файле заголовка HAL hal.h.

Low Level Device Driver (LLD) - Низкий уровень драйверов устройств. Этот уровень содержит платформо-зависимую часть драйвера.

LLD состоит из двух файлов:

<driver> _lld.c, файл реализации LLD. Этот файл должен быть включен в Makefile, для того чтобы можно было использовать драйвер.

<driver> _lld.h, файл заголовка LLD. Этот файл неявно включен файл заголовка HLD.

LLD может и не присутствовать в драйвере, который обращается к оборудованию напрямую, а может присутствовать в других драйверах устройств, как например драйвер MMC_SPI использует SPI и драйверы PAL в целях реализации своих функций.

Перевел не большой отрывок по PAL драйверу ChibiOS...

Драйвер PAL
Схема PAL Driver:


Подробное описание
Абстрактные порты ввода / вывода:
Этот модуль определяет абстрактный интерфейс для портов цифровых входов / выходов. Заметим, что большинство функций I / O портов это макросы.
PAL драйвер имеет независимый доступ к портам ввода / вывода платформы и при этом может быть оптимизирован для конкретных архитектур.
Обратите внимание, что драйвер PAL низкого уровня также может предложить нестандартные макросы и функции для создания специфических возможностей, но использование таких интерфейсов не будут переносимым. Такие интерфейсы должны быть записаны с именем архитектуры внутри имен функций.

Условие:
Для того чтобы использовать драйвер PAL должна быть включена опция HAL_USE_PAL в halconf.h.

Описание функций, структур, макросов:

Data Structures
struct IOBus
Дескриптор шины I/O.

struct PALConfig
Статическая инициализация I/O портов.

Functions
ioportmask_t palReadBus (IOBus *bus)
Чтение I/O линии.

void palWriteBus (IOBus *bus, ioportmask_t bits)
Запись I/O линии.

void palSetBusMode (IOBus *bus, iomode_t mode)
Programs a bus with the specified mode.

void _pal_lld_init (const PALConfig *config)
Конфигурация STM32 I/O портов.

void _pal_lld_setgroupmode (ioportid_t port, ioportmask_t mask, iomode_t mode)
Настройка режима работы пина.

Pads mode constants
#define PAL_MODE_RESET 0
Состояние после сброса.

#define PAL_MODE_UNCONNECTED 1
Безопасное состояние для не подключенного пина.

#define PAL_MODE_INPUT 2
Z состояние пина.

#define PAL_MODE_INPUT_PULLUP 3
Вход с подтяжкой.

#define PAL_MODE_INPUT_PULLDOWN 4
Вход без подтяжки.

#define PAL_MODE_INPUT_ANALOG 5
Аналоговый вход.

#define PAL_MODE_OUTPUT_PUSHPULL 6
Пин в режиме Push-pull выход.

#define PAL_MODE_OUTPUT_OPENDRAIN 7
Пин в режиме Open-drain выход.

Logic level constants
#define PAL_LOW 0
Логическое состояние 0(низкое).

#define PAL_HIGH 1
Логическое состояние 1(единицы).

Macro Functions

#define palInit(config) pal_lld_init(config)
Инициализация модуля PAL.

#define palReadPort(port) ((void)(port), 0)
Чтение состояние I/Oпорта.

#define palReadLatch(port) ((void)(port), 0)
Чтение выходного состояние порта.

#define palWritePort(port, bits) ((void)(port), (void)(bits))
Запись маски битов в I/Oпорт.

#define palSetPort(port, bits) palWritePort(port, palReadLatch(port) | (bits))
Установка маски битов в I/Oпорт.

#define palClearPort(port, bits) palWritePort(port, palReadLatch(port) & ~(bits))
Очистка маски битов в I/Oпорту.

#define palTogglePort(port, bits) palWritePort(port, palReadLatch(port) ^ (bits))
Переключение маски битов на I/Oпорт.

#define palReadGroup(port, mask, offset) ((palReadPort(port) >> (offset)) & (mask))
Считывание группы битов.

#define palWriteGroup(port, mask, offset, bits)
Запись группы битов.

#define palSetGroupMode(port, mask, offset, mode)
Настройка режима группы пинов.

#define palReadPad(port, pad) ((palReadPort(port) >> (pad)) & 1)
Считывание логического состояния на выходном пине.

#define palWritePad(port, pad, bit)
Запись логического состояния в пин.

#define palSetPad(port, pad) palSetPort(port, PAL_PORT_BIT(pad))
устанавливаетPAL_HIGH.

#define palClearPad(port, pad) palClearPort(port, PAL_PORT_BIT(pad))
ОчищаетPAL_LOW.

#define palTogglePad(port, pad) palTogglePort(port, PAL_PORT_BIT(pad))
Переключает логическое состояние пина.

#define palSetPadMode(port, pad, mode) palSetGroupMode(port, PAL_PORT_BIT(pad), 0, mode)
Установка рабочего состояния пина.

....продолжение следует

Интересная операционка, когда ожидается продолжение.

EXT Driver (драйвер внешних прерываний)

Схема EXT Driver:

Этот драйвер реализует управление внешними прерываниями в ChibiOS.

Для того чтобы использовать драйвер EXT опция HAL_USE_EXT должна быть включена в файле halconf.h.

Не все функциональные возможности драйвера можно использовать в любой момент, любой переход который не показан на следующем рисунке должен рассматриваться как ошибка:

Операции драйвера:
Драйвер абстрагирует обратный вызов общих источников внешних прерываний, когда вызов обнаружен на одном из настроенных каналов. Возможны несколько режимов:

EXT_CH_MODE_DISABLED, канал не используется.
EXT_CH_MODE_RISING_EDGE, обратный вызов по переднему фронту.
EXT_CH_MODE_FALLING_EDGE, обратный вызов по заднему фронту.
EXT_CH_MODE_BOTH_EDGES, обратный вызов на обоих фронтах.

Структуры драйвера:
EXTChannelConfig -конфигурация каналов.
EXTConfig - конфигурация драйвера.
EXTDriver - структура представляющая собой драйвер EXT.

Функции для работы с драйвером:
extInit (void) - инициализация драйвера
extObjectInit (EXTDriver *extp) - инициализация стандартной части структуры драйвера
extStart (EXTDriver *extp, const EXTConfig *config) - настройка и активация EXT периферии драйвера
extStop (EXTDriver *extp) - отключение EXT периферии
extChannelEnable (EXTDriver *extp, expchannel_t channel) - включение канала прерываний
extChannelDisable (EXTDriver *extp, expchannel_t channel) - отключение канала прерываний
extSetChannelModeI (EXTDriver *extp, expchannel_t channel, const EXTChannelConfig *extcp) - изменение режима работы канала
ext_lld_init (void) - низкий уровень драйвера
ext_lld_start (EXTDriver *extp) - настройка и старт периферии драйвера
ext_lld_stop (EXTDriver *extp) - остановка периферии драйвера
ext_lld_channel_enable (EXTDriver *extp, expchannel_t channel) - включение канала
ext_lld_channel_disable (EXTDriver *extp, expchannel_t channel) - отключение канала

Переменные:
EXTD1 - идентификатор драйвера EXT1

Режимы EXT канала:
EXT_CH_MODE_EDGES_MASK 3 - маска полей режима
EXT_CH_MODE_DISABLED 0 - канал отключен
EXT_CH_MODE_RISING_EDGE 1 - нарастающий фронт
EXT_CH_MODE_FALLING_EDGE 2 -задний фронт
EXT_CH_MODE_BOTH_EDGES 3 - оба поля по заднему фронту
EXT_CH_MODE_AUTOSTART 4 -канал автоматически устанавливаемый при старте драйвера

Добавьте во вложения первого поста исходники проекта для платы HY-Mini STM32V, пожалуйста.
Это довольно известная плата, думаю многим пригодятся и файлы board, и драйвера дисплея, и общая структура проекта в Eclipse и/или Keil для более наглядного представления.

Хорошо бы еще пример вывода строк + десятичные/16-тиричные значения