GD32VF103 開(kāi)發(fā)板

去年九月份的時(shí)候 RT-Thread 的 Andy Chen 組織定做了一塊 GD32V 開(kāi)發(fā)板，托 Andy 的福，我也搭車買了一塊。

這塊開(kāi)發(fā)板小巧精美，供電、燒錄、調(diào)試信息打印都是通過(guò)一個(gè) Type-C USB 接口進(jìn)行，更重要的是它所搭載的主控芯片 GD32VF103 是一顆采用 RISC-V 內(nèi)核設(shè)計(jì)的 MCU，這對(duì)于對(duì) RISC-V 感興趣的同學(xué)來(lái)說(shuō)，具有十足的吸引力。

GD32VF103 系列 SOC 是兆易創(chuàng)新與芯來(lái)科技合作，基于 RISC-V 架構(gòu)設(shè)計(jì)的一款面向 IOT 領(lǐng)域的 MCU，主頻最高 108 MHZ，根據(jù)定位差異，片內(nèi) Flash 16~128 KB，片上 SRAM 8~32 KB。

在定制這塊板子的時(shí)候，陳老大為我們選了 Flash 和 SRAM 容量最大的那顆，所以在選擇上大家不用糾結(jié)。

更加難能可貴的是兆易開(kāi)放了完整的用戶手冊(cè)，有 500 多頁(yè)。這顆芯片采用的 RISC-V 內(nèi)核是芯來(lái)科技設(shè)計(jì)的，代號(hào) Bumblebee，芯來(lái)科技也開(kāi)放了一份關(guān)于 Bumblebee 的指令架構(gòu)手冊(cè)，詳細(xì)描述了這顆芯片采用的 RISC-V 指令集、內(nèi)核特權(quán)架構(gòu)、中斷異常、Timer 以及低功耗相關(guān)的機(jī)制，總的來(lái)說(shuō)，用這顆芯片來(lái)做 RISC-V 相關(guān)的研究學(xué)習(xí)，還是很合適的。

SDK

隨開(kāi)發(fā)板配套了一份 RT-Thread Nano SDK，里面還包含有開(kāi)發(fā)板的原理圖和簡(jiǎn)單的使用手冊(cè)以及代碼燒寫(xiě)工具 GigaDevice MCU ISP Programmer ，整套 SDK 可以在 https://realthread.cowtransfer.com/s/8350a2c039b740 下載。

由于當(dāng)時(shí)為了讓大家盡快拿到開(kāi)發(fā)板，所以倉(cāng)促中板子上的 JTAG 口留下了一點(diǎn)小瑕疵——如果要連 JTAG 的話，需要做一點(diǎn)小修改，這個(gè)在開(kāi)發(fā)板原理圖《GD32VF_EVB_V1_20190901》中有說(shuō)明。

參考配套文檔《GD32VF使用說(shuō)明_20190919》 即可完成 RT-Thread 代碼的編譯，然后根據(jù)該文檔描述的固件燒錄方法，按著板子的 BOOT0 按鍵，再按 RESET 按鍵使板子進(jìn)入燒寫(xiě)模式，然后通過(guò)GigaDevice MCU ISP Programmer 燒錄固件到板子上。

需要注意的是，板子燒錄固件是通過(guò)板子上的 UART 轉(zhuǎn) USB 燒寫(xiě)的，燒錄時(shí)串口波特率需要設(shè)置為 256000，系統(tǒng)啟動(dòng)后，RT-Thread 也通過(guò)這個(gè) UART 打印調(diào)試信息，打印調(diào)試信息的波特率為 115200，注意不要搞錯(cuò)了。

另外，同一時(shí)刻，串口調(diào)試工具和 GigaDevice MCU ISP Programmer 燒錄軟件，只有一個(gè)能占用串口，所以在燒錄固件之前要記得關(guān)閉串口調(diào)試工具，否則有可能會(huì)無(wú)法正常進(jìn)入燒錄模式。

運(yùn)行 RT-Thread mainline

如果是做產(chǎn)品的話，使用芯片供應(yīng)商提供的 SDK 是最靠譜的，如果是學(xué)習(xí)研究的話，我一向喜歡嘗試最新的代碼，所以 RT-Thread mainline 是一定要試一試的。

安裝 ENV 工具 和 risc-v toolchain

RT-Thread 支持 Windows 和 Linux 兩種編譯開(kāi)發(fā)環(huán)境，這里我打算在 Windows 下編譯開(kāi)發(fā)，所以需要先去 RT-Thread 官網(wǎng)下載一個(gè) ENV 工具：https://www.rt-thread.org/page/download.html

工具下載下來(lái)后解壓到任何你喜歡的地方，但是記住路徑里面不要有中文字符，雙擊 env.exe 可執(zhí)行程序就可以啟動(dòng)進(jìn)入命令行模式，還可以通過(guò)右鍵把它添加到 Windows 的開(kāi)始工具欄。

關(guān)于 ENV 的詳細(xì)使用說(shuō)明可以參考《Env用戶手冊(cè)》和 《RT-Thread 編程指南》，這兩份文檔在 RT-Thread 官網(wǎng)都可以下載：https://www.rt-thread.org/document/site/

我發(fā)現(xiàn)工具里面默認(rèn)只帶了 arm_gcc 的 toolchain，這里要編譯 RISC-V，所以還需要下載 RISC-V 的 toolchain，RISC-V 官方的 toolchain 在 Github 上，地址如下：https://github.com/xpack-dev-tools/riscv-none-embed-gcc-xpack/releases ：

選擇對(duì)應(yīng)的版本，下載后解壓到 ENV 工具的 /tools/gnu_gcc/risc-v/目錄下。

為了能在 ENV 命令行里面認(rèn)到 riscv-none-embed-gcc 相關(guān)的命令，還需要做如下修改:

即在 env 的 tools/ConEmu/ConEmu/CmdInit.cmd 文件里重新設(shè)置 RTT_EXEC_PATH 環(huán)境變量，把原來(lái)的 arm_gcc 路徑替換成剛才下載的 risc-v toolchain 的安裝路徑。

我查閱了前面提到的兩份RT-Thread 文檔和官網(wǎng)論壇上關(guān)于 ENV 的常見(jiàn)問(wèn)題問(wèn)答貼，沒(méi)找到關(guān)于在 ENV 里面添加 命令的修改說(shuō)明，所以上面這個(gè)修改方法是我嘗試出來(lái)的，不一定科學(xué)，如果有人知道更科學(xué)的修改方法，請(qǐng)告訴我。

當(dāng)然，前面的 SDK 包里也提供了 env 和 risc-v toolchain，但是在這里我想用最新的工具和代碼從頭開(kāi)始嘗試下整個(gè)過(guò)程。

修改 RT-Thread mainline 代碼

RT-Thread 的官方代碼托管在 Github 上，可以通過(guò) git 下載：

git clone https://github.com/RT-Thread/rt-thread.git

其實(shí) RT-Thread mainline 已經(jīng)支持了 GD32VF103 ，不過(guò)對(duì)應(yīng)的開(kāi)發(fā)板是 GigaDevice 官方的 gd32vf103-eval。

這塊開(kāi)發(fā)板和我手上的開(kāi)發(fā)板有個(gè)很重要的區(qū)別——這塊開(kāi)發(fā)板上面有貼一顆外部高速晶振，而我手上的板子沒(méi)有貼，芯片是依靠?jī)?nèi)部的 8M RC 振蕩時(shí)鐘工作的，內(nèi)部振蕩時(shí)鐘的精度要低一些，但是對(duì)于不使用以太網(wǎng)的場(chǎng)合，基本是夠用的。

所以在系統(tǒng)時(shí)鐘配置部分需要做如下修改：

即把 __SYSTEM_CLOCK_108M_PLL_IRC8M 這個(gè)宏打開(kāi), __SYSTEM_CLOCK_108M_PLL_HXTAL 這個(gè)宏屏蔽。

我們板子上有帶 三個(gè) LED、所以流水燈這種經(jīng)典項(xiàng)目必須加上：

在 bsp/gd32vf103v-eval/applications/main.c 文件的 main 函數(shù)中加入如下內(nèi)容：

rt_kprintf('Hello GD32VF103VBT6! build %s %s ', __DATE__, __TIME__); // gpio clk rcu_periph_clock_enable(RCU_GPIOE); // gpio init gpio_init(GPIOE, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, GPIO_PIN_3); gpio_init(GPIOE, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, GPIO_PIN_4); gpio_init(GPIOE, GPIO_MODE_OUT_PP, GPIO_OSPEED_2MHZ, GPIO_PIN_5); while (1) { gpio_bit_reset(GPIOE, GPIO_PIN_3);rt_thread_mdelay(300); gpio_bit_reset(GPIOE, GPIO_PIN_4);rt_thread_mdelay(300); gpio_bit_reset(GPIOE, GPIO_PIN_5);rt_thread_mdelay(300); gpio_bit_set(GPIOE, GPIO_PIN_3);rt_thread_mdelay(30); gpio_bit_set(GPIOE, GPIO_PIN_4);rt_thread_mdelay(30); gpio_bit_set(GPIOE, GPIO_PIN_5);rt_thread_mdelay(30); }

修改后的代碼我推送到了Gitee 上，如果有同學(xué)感興趣，可以直接 clone 下來(lái) have a try：

git clone https://gitee.com/andyshrk/rt-thread.git

編譯

打開(kāi) ENV 工具，進(jìn)入 RT-Thread 源碼的 /bsp/gd32vf103v-eva/ 目錄下運(yùn)行 scons 命令進(jìn)行編譯：

編譯成功會(huì)生成 rtthread.bin 文件，參考提到的文檔使用 GigaDevice MCU ISP Programmer 燒寫(xiě)到開(kāi)發(fā)板上。

系統(tǒng)成功啟動(dòng)后在串口中會(huì)看到如下打印，并且板子上的 3 個(gè) LED 燈會(huì)輪流閃爍：

這個(gè) warning 似乎是因?yàn)槟硞€(gè)堆棧設(shè)置的太小了，等我后面具體看下代碼再處理掉。