Hi3861_WiFi IoT工程:理解IoT外设控制模块 原创 精华

发布于 2021-4-26 12:46
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Hi3861_WiFi IoT工程的一点理解

liangkz 2021.04.25 v1.5

目录

1.关于工程本身 

2.ohos_bundles 

3.工程的目录结构 

4.理解IoT外设控制模块 

      4.1  BUILD.gn 的展开 

      4.2  led_example.c 的展开 

      4.3  IoT外设控制模块的整体理解 

 

更新记录:

2021.04.23 v1.0 初始版本,前3节。
2021.04.25 v1.5 增加第4节,理解IoT外设控制模块。


说明:本文是 "Hi3861_WiFi IoT工程的一点理解" 的新增章节,版本升级到v1.5.

 

4.理解IoT外设控制模块
Hi3861开发板,最主要的功能,就是利用IoT外设控制模块提供对外围设备的操作能力,对外围设备操作接口包括了GPIO, I2C, I2S等等,详情见README。

这一节我们就从上到下看一下是怎么实现这些控制的。

 

我们先看一下官方提供的应用示例程序:

applications\sample\wifi-iot\app\iothardware\ BUILD.gn + led_example.c

 

4.1  BUILD.gn 的展开
.c 文件等下再看,先看BUILD.gn:

    include_dirs = [

        "//utils/native/lite/include",                                    # A

        "//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0",           # B

        "//base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite",  # C

    ]

 

  • #A:进到 //utils/native/lite目录,先看readme。

公共基础库存放OpenHarmony通用的基础组件。这些基础组件可被OpenHarmony各业务子系统及上层应用所使用。

公共基础库在不同平台上提供的能力:

LiteOS-M内核(Hi3861平台):KV存储、文件操作、IoT外设控制、Dump系统属性。

LiteOS-A内核(Hi3516、Hi3518平台):KV存储、定时器、数据和文件存储的JS API、Dump系统属性。

Hi3861_WiFi IoT工程:理解IoT外设控制模块-开源基础软件社区

include目录包含了很重要的头文件,应用开发或者鸿蒙系统内部其他模块,要调用这个公用基础库提供的功能时,都需要包含这个路径的头文件,其中:

1. hos_init.h/ohos_init.h 就定义了 SYS_RUN() 这一组宏,也就是下面led_example.c中使用到的SYS_RUN(LedExampleEntry); 按这里的定义一路展开,最终会在通过.zinitcall.run2.init 段中的 __zinitcall_run_app_entry 去执行 LedExampleEntry()。

 

唐佐林老师的《SYS_RUN()和MODULE_INIT()之间的那些事》有非常详细的分析,请去看原文。

 

2. utils_file.h 定义了经过Utils封装的文件操作接口,UtilsFileXxx() 的实现,就在上一级的file/ 目录下,

UtilsFileXxx()
{
    return HalFileXxx();  
}

 而这个HalFileXxx() 硬件抽象层的接口,就是下图的 KAL 这个位置,也见 #B 的截图:

Hi3861_WiFi IoT工程:理解IoT外设控制模块-开源基础软件社区

HalFileXxx() 再下去就到了LiteOS_M内核提供的文件操作接口hi_xxx()了见 #B的截图。

 

3. utils_list.h 定义和实现了一个双向链表结构,这个结构非常重要。

刚好我这两天看到《v01.10鸿蒙内核源码分析(双向链表篇)》,也推荐去看原文。

 

公用基础库的目录结构如上图,细节就不继续展开了,请自行阅读理解。

 

  • #B:进入//kernel/liteos_m/目录,先看readme。

下面这张“LiteOS-M核内核架构图”,结合 #A上面的截图(或者完整的鸿蒙系统架构图),要深入理解一下:Hi3861_WiFi IoT工程:理解IoT外设控制模块-开源基础软件社区

KAL(Kernel Abstract Layer,内核抽象层),是鸿蒙系统框架层(Framework)与内核(LiteOS_M、LiteOS_A、Linux内核) 之间的接口,鸿蒙系统框架层与内核层是通过KAL接口进行隔离和解耦的。

KAL可以按照cmsis标准或者posix标准来实现Framework和kernel的对接,目前代码看到的是按cmsis-rtos v2 标准来实现的。

 

【这里要注意,鸿蒙系统完整代码下的kernel/liteos_m/ 与本项目的kernel/liteos_m/ 目录,结构上存在一些差异,但基本上不影响理解,我是两者同时对比着看的,鸿蒙系统完整代码的目录结构(如下)明显更加合理:Hi3861_WiFi IoT工程:理解IoT外设控制模块-开源基础软件社区

详见 README。

但在本工程Hi3861_Wifiiot里,还是按照工程的实际目录来分析。】

 

进入components目录:

kal 子目录,看上去实现了一组KalXxx()接口,主要是timer相关的,都是调用了内核的 LOS_Xxx()来实现的。

cmsis子目录,这就是按照cmsis-rtos v2标准来实现的一组接口,进去看一下,主要是获取内核信息、线程管理、timer管理的。我们在led_example.c中调用的创建线程的接口osThreadNew()就是在这里实现的。

 

关于cmsis-rtos v2标准及相关接口,建议看官网的Reference:

https://www.keil.com/pack/doc/cmsis/rtos2/html/group__CMSIS__RTOS.html

CSDN上XinLiBK将其翻译成中文了:

https://blog.csdn.net/u012325601/category_9274156.html

 

我在《鸿蒙系统的启动流程v3.0》一文中提到,我验证确认了Hi3861_Wifiiot\kernel\liteos_m\目录下的kernel 虽然没有编译,但是components是有编译的,可以在里面加log,跑起来可以打印log。

 

  • #C:进入//base/iot_hardware/目录,先看readme。

IoT外设控制模块提供对外围设备的操作能力。

本模块提供如下外围设备操作接口:ADC, AT, FLASH, GPIO, I2C, I2S, PARTITION, PWM, SDIO, UART, WATCHDOG等。

IoT外设控制模块使用C语言编写,目前仅支持Hi3861开发板。

源代码目录结构不够详细,看我再来个稍微完整的表格,再理一下他们之间的调用关系:Hi3861_WiFi IoT工程:理解IoT外设控制模块-开源基础软件社区

这里 include 的 //base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite 就是上表中“B的声明”,上下层之间的调用关系见最右边一列。

 

4.2  led_example.c 的展开
好像把上面 4.1 小结理解透了,led_example.c 也就自然理解了,这里就一笔带过。

 

开始:

#include 公用基础库头文件

#include  KAL层提供的cmsis线程管理相关头文件

#include 框架层封装的IoT控制模块头文件

 

1. 通过公用基础库提供的宏SYS_RUN(LedExampleEntry)引导进入LedExampleEntry;

2. LedExampleEntry不能做堵塞类事情,因为会影响其他应用的启动,调用cmsis接口创建一个线程LedTask,专门处理控制Led灯开关的事情。

3. LedTask调用框架层IoT控制相关接口(上图中最右列的调用B这一步),然后逐层向下调用,最终实现LED灯的开关控制。

结束。

 

4.3  IoT外设控制模块的整体理解
官方提供的上述示例程序,仅仅展示了如何通过GPIO去控制Hi3861 WLAN主板上的一颗LED灯。

整套开发板还有其他的扩展板,包括通用底板、显示屏板、NFC板、智能三色灯板等等(官方资料包中还提供了更多的扩展硬件功能的指导说明),板子上不同的硬件分别可以通过不同的接口去进行控制。

要调试某个板子的硬件,需要先去 //vendor/hisi/hi3861/hi3861/build/config/usr_config.mk 打开对应的SUPPORT宏:

# BSP Settings
#
# CONFIG_I2C_SUPPORT is not set
# CONFIG_I2S_SUPPORT is not set
# CONFIG_SPI_SUPPORT is not set
# CONFIG_DMA_SUPPORT is not set
# CONFIG_SDIO_SUPPORT is not set
# CONFIG_SPI_DMA_SUPPORT is not set
# CONFIG_UART_DMA_SUPPORT is not set
# CONFIG_PWM_SUPPORT is not set
# CONFIG_PWM_HOLD_AFTER_REBOOT is not set
CONFIG_AT_SUPPORT=y
CONFIG_FILE_SYSTEM_SUPPORT=y
CONFIG_UART0_SUPPORT=y
CONFIG_UART1_SUPPORT=y
# CONFIG_UART2_SUPPORT is not set
# end of BSP Settings

这些宏会在系统启动app_main()的peripheral_init()外围设备初始化阶段,对相关控制接口和数据接口做初始化,之后就可以进行调试了,调试套路和相关控制流程,与上面LED灯的控制大同小异。

 

整套开发板的的详细资料,可以去润和官网去下载:

http://www.hihope.org/download/download.aspx?mtt=8

资料中包含了硬件的数据手册、原理图、demo code以及更多的扩展说明,看起来可玩性还是蛮高的。

 

 

总结:

        总的来说,Hi3861_WiFiIot开发板+工程项目,还是非常适合新手入门学习鸿蒙系统的设备开发的,从简单的东西入手,可以逐步渐进,把系统架构图中的:上下层次关系、模块组件关系等各种流程都理一遍,不至于一步踏进完整鸿蒙系统的汪洋大海中,举足难进。

        下一步的学习,还是先以这个工程为主,结合完整鸿蒙的代码,其他还没有涉足的模块/组件都去了解一下,把板子玩熟,把设备开发的整体通路打通,形成自己的理解体系,多做总结进行分享,为鸿蒙生态贡献微薄之力。

        以上,也算是我对前一阶段自己学习的所得的一点总结吧。

 

        写到这里,我想喊一句口号,类似“迈出第一小步,梦想是星辰大海”之类的,突然想起hb set的产品类别名称:wifiiot_hispark_pegasus,说的不就是这个意思吗,从spark到pegasus,从星星之火到星辰大海。

 

 

【本文还未结束,未来会继续添加对工程的新的理解。】

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