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## 移植RT-Thread到Microsemi SmartFusion2系列FPGA芯片
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### 1. BSP简介
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移植 RT-Thread 操作系统到 一款 **FPGA 芯片——M2S010** 上，该芯片属于 [Microsemi](https://www.microsemi.com/)（现Microchip）SmartFusion2系列，是一款**智能混合型FPGA**，片上除了 FPGA Fabric 逻辑部分，还包括一个 ARM® Cortex™-M3 内核的 MCU，主频最高 166MHz ，256KB eNVM，64KB eSRAM，集成GPIO、UART、I2C、SPI、CAN、USB等基本外设。
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> 关于 Microsemi，第三大 FPGA 厂商，原 Actel 半导体，2010 年，Microsemi 收购 Actel，2018 年， Microchip 收购 Microsemi。
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SmartFusion2 内部框图
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### 2. 使用说明
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#### 2.1 FPGA 工程设计
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FPGA 部分使用 SmartDesign 图形化设计，不需要写 HDL 代码，时钟来自外部 50M 晶体输入，PLL 倍频 100M 提供给 MCU 使用，顶层配置如下图所示：
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MSS 部分仅使用到了GPIO 和UART0，其他外设未启用，两个 GPIO 配置成输出模式：
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配置完成的 FPGA 工程文件下载：[fpga_project.rar](https://wcc-blog.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Libero/RT-Thread/fpga_project.rar)
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#### 2.2 ARM 程序设计
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ARM 程序使用 Keil MDK 5.26 开发，需要安装 M2S 系列芯片支持包：[Microsemi.M2Sxxx.1.0.64.pack](http://www.actel-ip.com/repositories/CMSIS-Pack/Microsemi.M2Sxxx.1.0.64.pack)
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如果官网下载失败，可以到以下地址下载：[Microsemi.M2Sxxx.1.0.64.pack](https://wcc-blog.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Libero/RT-Thread/Microsemi.M2Sxxx.1.0.64.pack)
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在官方生成的示例工程目录下，添加 RT-Thread 相关组件，并实现一些对接函数，最终的文件结构：
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### 3. 下载和运行
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为了能使用 ARM 调试器连接到 ARM 内核，而不是 FPGA，需要把 JTAG_SEL 引脚置为低电平。使用 ARM 调试器，如 JLink，对应连接 JTAG 口的 TMS、TCK、GND 引脚，如果连接正常，可以检测到 ARM 芯片，如下图所示：
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配置对应的 Flash 编程算法：
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下载完成：
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如果编译 & 烧写无误，下载完成或者按下复位按键之后，会在串口上看到 RT-Thread 的启动 LOG 信息：
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```c
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- RT - Thread Operating System
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/ | \ 4.0.3 build Jun 2 2020
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2006 - 2020 Copyright by rt-thread team
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msh >
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### 4. 外设支持
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目前仅移植了 RT-Thread 内核，支持线程调度、线程间同步和通信等，支持 Finsh 组件，PIN、Serial 等设备驱动将会在以后添加。
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### 5. 资料下载
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独立的工程文件下载：
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- FPGA 工程下载：[fpga_project.rar](https://wcc-blog.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Libero/RT-Thread/fpga_project.rar)
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- ARM 工程下载：[smartfusion_rtt-master-4.0.3.rar](https://wcc-blog.oss-cn-beijing.aliyuncs.com/Libero/RT-Thread/smartfusion_rtt-master-4.0.3.rar)
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### 6. 注意事项
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- FPGA 开发环境基于 Libero V11.8.2.4，向上兼容，不支持低版本 IDE。
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- ARM 开发环境基于 Keil MDK 5.26，如果使用SoftConsole IDE ，需要修改 `libcpu` 内的文件。
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- 调试内部 ARM 核，需要把 JTAG_SEL 拉低，否则调试器连接不上。
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- 使用 SoftConsole 开发环境可以直接使用官方的 Flash Pro 调试器进行 ARM 程序的调试。
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- 内核时钟需要和 FPGA 中 MSS 配置的对应，Libero 自动生成的时钟文件，可以直接替换`bsp\smartfusion2\libraries\sys_config`文件夹下的文件 。
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### 7. 参考资料
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- [学习路线 - RT-Thread 文档中心](https://www.rt-thread.org/document/site/)
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- [Microsemi Libero系列中文教程](https://blog.csdn.net/whik1194/article/details/102901710)
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### 8. 联系我
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- 邮箱：wangchao149@foxmail.com
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- 主页：www.wangchaochao.top
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- 微信：wcc149
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