mars4zhu 发表于 2022-4-10 21:08

【平头哥Sipeed LicheeRV 86 Panel测评】D1作为单片机裸奔编程点灯——LED-Blinky

<p>网上有大牛开发了D1的baremetal裸金属编程，此时D1是一个名副其实的单片机。开源项目在此：https://github.com/bigmagic123/d1-nezha-baremeta</p>

<p>借鉴如此，也学习一下D1内部各个组件的寄存器编程。先从点灯开始&mdash;&mdash;LED-Blinky</p>

<p>&nbsp;</p>

<hr />
<p>暂时没有搭建JTAG调试环境，只能采取编译-下载-运行，通过运行效果来确定是否正常工作。下载是采用xfel工具：https://github.com/xboot/xfel/，下载windows版本即可。</p>

<p>需要取下SD卡，或者上电的时候按住核心板上的FEL按钮。才能进入FEL下载模式。</p>

<p>进入FEL模式后，电脑检测到USB设备，通过Zadig安装USB通用驱动，然后才能使用xfel检测是否连接正确并且进入了FEL模式：</p>

<p>xfel version<br />
AWUSBFEX ID=0x00185900(D1/F133) dflag=0x44 dlength=0x08 scratchpad=0x00045000</p>

<p>xfel sid<br />
d20011005c00481448000505093f760b</p>

<p>&nbsp;</p>

<hr />
<p>前提确定已经安装好了riscv64工具链，可以采用elf，也可以采用linux-gnu工具链。（本人是在WSL环境下安装，跟虚拟机或者Linux主机应该都一样）</p>

<p>通过查看D1-H_User Mannual.pdf，找到GPIO的文档，然后对照开发板原理图，可以发现，Lichee RV 86Panel的LED是连接在PC1上（86Panel底板的BT_WAKE_AP信号也接在PC1上，但在裸机编程环境下，BT没有启用，可以忽略。不放心可以拔下来，单独运行核心板）；</p>

<p></p>

<p>首先通过XFEL的读写命令，来测试操作读写GPIO的寄存器，看看是否能够闪烁LED：</p>

<p>首先读取PC的配置寄存器PC_CFG0（0x02000060），其中PC1应当从上电默认的Disable模式，修改为OUTPUT模式。</p>

<p><br />
// led-blinky: PC1 to output<br />
xfel hexdump 0x02000060 100<br />
xfel write32 0x02000060 0xFFFFFF1F<br />
// Toggle PC1<br />
xfel write32 0x02000070 0x00000002<br />
xfel write32 0x02000070 0x00000000</p>

<p></p>

<p>每次往PC_DAT寄存器的PC1对应的位置写入0/1，则LED相应的熄灭/点亮，因此LED-Blinky程序只需要按照相同的步骤，即可实现；</p>

<p>led-blinky.c</p>

<pre>
<code class="language-cpp">void delay(int);

static int k = 23;

int main(int argc, char argv) {
        int GPIO_BASE_ADDR = 0x02000000;
        int PC_CFG0 = 0x0060;
        int PC_DAT = 0x0070;
       
        unsigned int *PC_CFG0_Addr = (unsigned int *)(GPIO_BASE_ADDR + PC_CFG0);
        unsigned int *PC_DAT_Addr= (unsigned int *)(GPIO_BASE_ADDR + PC_DAT);
       
      unsigned int PC_CFG0_Value = *PC_CFG0_Addr;
        PC_CFG0_Value &amp;= 0xFFFFFF0F;
        PC_CFG0_Value |= 0x00000010;
        *PC_CFG0_Addr = PC_CFG0_Value;
       

        while(1) {
                delay(1000);
                *PC_DAT_Addr ^= 0x00000002;
        }

        k++;
       
        return k;       
}

void delay(int count)
{
       
        volatile int x = count;
        while(1) {
                volatile int y = 2000;
                for(; y &gt;0; y--)
                        __asm__("nop");

                if(x &gt; 0) x--;
                else break;
        }

        return ;
}

</code></pre>

<p>led-blinky.ld</p>

<pre>
<code>OUTPUT_ARCH( "riscv" )
OUTPUT_FORMAT("elf64-littleriscv")
ENTRY( main )
SECTIONS
{
/* text: test code section */
. = 0x00020000;
.text : { *(.text) }
/* data: Initialized data segment */
.gnu_build_id : { *(.note.gnu.build-id) }
.data : { *(.data) }
.rodata : { *(.rodata) }
.sdata : { *(.sdata) }
.debug : { *(.debug) }
. += 0x8000;
stack_top = .;

/* End of uninitalized data segement */
_end = .;
}
</code></pre>

<p>Makefile</p>

<pre>
<code class="language-makefile">
PROJECT ?= led-blinky

CROSS_COMPILE ?= riscv64-unknown-linux-gnu

CFLAGS += -fPIC



.PHONY:        ${PROJECT}.bin


${PROJECT}.bin:        ${PROJECT}.elf
        ${CROSS_COMPILE}-objcopy -O binary $&lt; $@

${PROJECT}.elf:        ${PROJECT}.o
        ${CROSS_COMPILE}-ld -T ${PROJECT}.ld-o $@ $&lt;

${PROJECT}.o:        ${PROJECT}.c
        ${CROSS_COMPILE}-gcc ${CFLAGS}-c -o $@ $&lt;

clean:
        rm *.o *.elf *.bin

</code></pre>

<p>&nbsp;</p>

<p>需要注意的是，链接文件中，指定了0x00020000为起始地址，即D1芯片内部SRAM的地址，之后测试发现，当使用gcc的PIC（位置无关代码）标志后，不管将代码放置到何处，都能正确执行。</p>

<p>&nbsp;</p>

<p>代码以及.ld, Makefile写好后，make 即可完成编译、连接，并且将elf转为bin文件，（需要确保riscv64-unknown-linux-gnu-gcc位于PATH中）</p>

<p>&nbsp;</p>

<p>之后使用xfel将生成的bin文件下载到D1芯片的SRAM中，如图；</p>

<p></p>

<p>此时核心板上的LED正常闪烁。</p>

<p>&nbsp;</p>

nmg 发表于 2022-4-11 10:25

<p>get一个新名词，裸金属，查了查，指的是没有操作系统的编程</p>

<p>城会玩啊，那是不是很多嵌入式开发，不基于操作系统的，都是裸金属啦</p>

<p>&nbsp;</p>

freebsder 发表于 2022-4-11 17:07

<p>pic应该是加载时用的，还是得有个基地址才行吧。</p>

我爱下载 发表于 2022-4-14 09:32

<p>这个玩法挺好</p>
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