沁恒 CH32V208(五): CH32V208 运行FreeRTOS示例的说明

硬件部分

WCH-LinkE 或 WCH-Link

软件部分

示例代码位于 CH32V20xEVT 压缩包的 EVT/EXAM/FreeRTOS 目录。

青稞V4的手册下载地址 https://www.wch.cn/downloads/QingKeV4_Processor_Manual_PDF.html

编译和烧录

USE_FREERTOS

USE_FREERTOS ?= y

修改 Makefile 中的 AFILES := Libraries/Startup/startup_ch32v20x_D8W.S, 将其替换为 AFILES := Libraries/Startup/startup_ch32v20x_D8W_RTOS.S 后者禁用了硬件堆栈, 禁用了机器模式下的中断, 如果不禁用, FreeRTOS 无法正常工作
清空 User 目录, 将 FreeRTOS/Task/Blink 目录下的文件复制到 User 目录, 运行 make 编译项目
连接好 WCH-Link 和 CH32V208 评估板, 运行 make flash 烧录

运行示例

将 PA0, PA1 分别连接到 LED1 和 LED2, 观察两个GPIO任务的输出。

运行时, 除了 LED1 间隔半秒和 LED2 间隔一秒闪烁外, 串口会打印以下内容(忽略其中的时间戳部分

SystemClk:96000000
FreeRTOS Kernel Version:V10.4.6
task2 entry
task1 entry
32:33.611 task1 entry
32:34.611 task2 entry
task1 entry
32:35.611 task1 entry
32:36.610 task2 entry
task1 entry
32:37.611 task1 entry
32:38.611 task2 entry
task1 entry
32:39.611 task1 entry

涉及的代码改动

中断处理变动

CH32V20x 运行 FreeRTOS 时不支持硬件压栈, 中断只能使用软件压栈

void NMI_Handler(void __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast";
void HardFault_Handler(void __attribute__((interrupt("WCH-Interrupt-fast";

就要换成不带WCH-Interrupt-fast的中断处理

void NMI_Handler(void __attribute__((interrupt(;
void HardFault_Handler(void __attribute__((interrupt(;

Startup 文件变动

在 startup 文件中需要禁用硬件堆栈, 并在机器模式下禁用中断,

/* Enable nested and hardware stack */
li t0, 0x3
csrw 0x804, t0

/* Enable interrupt */
li t0, 0x88           
csrs mstatus, t0

就要替换为下面的设置

/* Enable nested stack, no hardware stack */
li t0, 0x2
csrw 0x804, t0

/* Machine mode, no interrupt */
li t0, 0x1800
csrs mstatus, t0

804寄存器

CSR 0x804地址对应的是 INTSYSCR, 中断系统控制寄存器. 青稞V4手册第13页。

位	名称	读写	描述	复位值
1	INESTEN	RW	中断嵌套使能, 0:关闭, 1:开启	0
0	HWSTKEN	RW	硬件压栈使能, 0:关闭, 1:开启	0

mstatus寄存器

mstatus 是机器模式状态寄存器, 青稞V4手册第30页, 每一位的定义为

位	名称	读写	描述	复位值
[31:15]	--
[14:13]	FS	RW	浮点单元状态, 00:OFF, 01:Initial, 10:Clean, 11:Dirty	00
[12:11]	MPP	RW	进中断前特权模式	00
[10:8]	--
[7]	MPIE	RW	进中断之前中断使能状态	00
[6:4]	--
[3]	MIE	RW	机器模式中断使能	00
[2:0]	--

MPP
用于保存进入异常或中断前的特权模式, 用于退出异常或中断后的特权模式恢复
MPIE
用于保存进入异常或中断前的中断使能状态(MIE的值, 用于退出异常或中断后中断使能状态恢复
MIE
全局中断使能位, 当进入异常或中断时, MPIE 的值被更新为 MIE 值, 需要注意的是青稞 V4 在最后一级嵌套中断前 MIE 不会被更新为 0, 以保证机器模式下的中断嵌套继续执行.
当退出异常或中断后, 处理器恢复为 MPP 保存的机器模式, MIE 恢复为 MPIE 保存的使能状态.

在机器模式禁用中断使能, MIE (对应[3] 设为 0

LD 脚本

需要增加 __freertos_irq_stack_top 锚定栈顶地址

  .stack ORIGIN(RAM + LENGTH(RAM - __stack_size :
  {
    PROVIDE( _heap_end = . ;
    . = ALIGN(4;
    PROVIDE(_susrstack = . ;
    . = . + __stack_size;
    PROVIDE( _eusrstack = .;
    __freertos_irq_stack_top = .;
  } >RAM

运行 FreeRTOS 任务

这部分就是正常的 FreeRTOS 调用了

    xTaskCreate((TaskFunction_t task2_task,
                        (const char*    "task2",
                        (uint16_t       TASK2_STK_SIZE,
                        (void*          NULL,
                        (UBaseType_t    TASK2_TASK_PRIO,
                        (TaskHandle_t*  &Task2Task_Handler;

    xTaskCreate((TaskFunction_t task1_task,
                    (const char*    "task1",
                    (uint16_t       TASK1_STK_SIZE,
                    (void*          NULL,
                    (UBaseType_t    TASK1_TASK_PRIO,
                    (TaskHandle_t*  &Task1Task_Handler;
    vTaskStartScheduler(;

参考

https://www.eevblog.com/forum/microcontrollers/wch-0-10-risc-v-mcu/100/

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