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Infineon-PSOC6 系列 BSP 制作教程

为了让广大开发者更好、更方便地使用 BSP 进行开发，RT-Thread 开发团队为 Infineon-PSOC6 系列推出了 BSP 框架。

BSP 文件夹中不会包含固件库、外设驱动等可以被多个 BSP 引用的代码文件。而是将这些通用的文件统一存放在 Library 文件夹中，通过在特定 BSP 中引用这些文件的方式，来包含 BSP 中所需的库文件或者驱动文件。这种方式不仅大大提高了代码复用率，降低了 BSP 的维护成本，而且可以更方便地给开发者提供更丰富的驱动文件，让开发者可以更容易地找到自己需要的资源。

1.BSP 框架介绍

每一个 PSOC6 系列的 BSP 由三部分组成，分别是通用库、BSP 模板和特定开发板 BSP，下面的表格以 PSOC62 系列 BSP 为例介绍这三个部分：

项目 文件夹 说明
通用库 Infineon/libraries 用于存放 HAL 库以及基于 HAL 库的多系列通用外设驱动文件
PSOC6 系列 BSP 工程模板 Infineon/libraries/templates/PSOC6X PSOC6 系列 BSP 模板，可以通过修改该模板制作更多 PSOC6 系列 BSP
特定开发板 BSP Infineon/psoc6-cy8ckit-062S2-43012 在 BSP 模板的基础上修改而成

2. 知识准备

制作一个 BSP 的过程就是构建一个新系统的过程，因此想要制作出好用的 BSP，要对 RT-Thread 系统的构建过程有一定了解，需要的知识准备如下所示：

  • 掌握 PSOC6 系列 BSP 的使用方法

    了解 BSP 的使用方法，可以阅读 BSP 说明文档 中使用教程表格内的文档。了解外设驱动的添加方法可以参考《外设驱动添加指南》。

  • 了解 Scons 工程构建方法

    RT-Thread 使用 Scons 作为系统的构建工具，因此了解 Scons 的常用命令对制作新 BSP 是基本要求。

  • 了解设备驱动框架

    在 RT-Thread 系统中，应用程序通过设备驱动框架来操作硬件，因此了解设备驱动框架，对添加 BSP 驱动是很重要的。

  • 了解 Kconfig 语法

    RT-Thread 系统通过 menuconfig 的方式进行配置，而 menuconfig 中的选项是由 Kconfig 文件决定的，因此想要对 RT-Thread 系统进行配置，需要对 kconfig 语法有一定了解。

3. BSP 制作方法

本节以制作 psoc6-cy8ckit-062S2-43012 开发板的 BSP 为例，讲解如何为一个新的开发板添加 BSP。

BSP 的制作过程分为如下四个步骤：

  1. 复制通用模板
  2. 修改芯片基本配置文件
  3. 修改 BSP 中的 Kconfig 文件
  4. 修改构建工程相关文件
  5. 重新生成工程

在接下来的章节中将会详细介绍这四个步骤，帮助开发者快速创建所需要的 BSP。

3.1 复制通用模板

制作新 BSP 的第一步是复制一份同系列的 BSP 模板作为基础，通过对 BSP 模板的修改来获得新 BSP。目前提供的 BSP 模板系列如下表所示：

工程模板 说明
libraries/templates/PSOC62 PSOC62 系列 BSP 模板

本次示例所用的 PSOC62 系列 BSP 模板文件夹结构如下所示：

在接下来的 BSP 的制作过程中，将会修改 board 文件夹内的配置文件，将 PSOC62 系列的 BSP 模板变成一个适用于 psoc6-cy8ckit-062S2-43012 开发板的 BSP ，下表总结了 board 文件夹中需要修改的内容：

项目 需要修改的内容说明
linker_scripts （文件夹） BSP 特定的链接脚本
board.c/h 系统时钟、GPIO 初始化函数、芯片存储器大小
Kconfig 芯片型号、系列、外设资源
SConscript 芯片启动文件、目标芯片型号

3.2 修改芯片基本配置

在 board.h 文件中配置了 FLASH 和 RAM 的相关参数，IFX_SRAM_SIZE 这个宏控制的参数。本次制作的 BSP 所用的 CY8CKIT-062S2-43012 芯片 RAM 的大小为 1M，因此对该文件作出如下的修改：

3.2.1 堆内存配置讲解

通常情况下，系统 RAM 中的一部分内存空间会被用作堆内存。下面代码的作用是，在不同编译器下规定堆内存的起始地址 HEAP_BEGIN 和结束地址 HEAP_END。这里 HEAP_BEGIN 和 HEAP_END 的值需要和后面 [3.5.1 修改链接脚本](# 3.5.1 修改链接脚本) 章节所修改的配置相一致。

在某些系列的芯片中，芯片 RAM 可能分布在不连续的多块内存区域上。此时堆内存的位置可以和系统内存在同一片连续的内存区域，也可以存放在一片独立的内存区域中。

3.3 修改 Kconfig 选项

在本小节中修改 board/Kconfig 文件的内容有如下两点：

  • 芯片型号和系列
  • BSP 上的外设支持选项

芯片型号和系列的修改如下表所示：

宏定义 意义 格式
SOC_CY8C624ABZI_S2D44 芯片型号 SOC_CY8C6xxx_xxxx
SOC_SERIES_IFX_PSOC62 芯片系列 SOC_SERIES_IFX_PSOC6x

关于 BSP 上的外设支持选项，一个初次提交的 BSP 仅仅需要支持串口驱动即可，因此在配置选项中只需保留这两个驱动配置项，如下图所示：

3.4 添加外设相关文件

3.4.1 添加底层外设库

接下来为 BSP 添加底层外设库文件，下图的文件是从 Modus 生成的文件夹中拷贝而来。（只有移植新的系列才需要做此步骤，同 PSOC6 系列无需此步骤）

Modus 生成的源库文件路径如下图，在 Modus 工作空间下的 mtb_shared 文件夹下：（只有移植新的系列才需要做此步骤，同 PSOC6 系列无需此步骤）

将以上文件拷贝至 BSP 的 libraries/IFX_PSOC6_HAL 文件夹下。（只有移植新的系列才需要做此步骤，同 PSOC6 系列无需此步骤）

接下来需要添加板级配置文件，接下来介绍使用英飞凌官方以及非官方开发板的添加步骤：

1、英飞凌官方开发板步骤

打开 ModusToolbox 软件(版本需 >=V3.0.0)，点击新建项目：

输入开发板型号信息，然后选择下一步：

选择 Hello World 模板工程，接下来点击创建该工程：

值得注意的是，APP_CY8CKIT-062S2-43012 这个 bsp 需要为 4.1.0 版本：

等待下载完成后，打开对应的 BSP 文件夹，找到 bsps 下生成的文件：

拷贝其中的内容到 RT-Thread 具体 BSP 的 libs文件夹下，例如下图：

同时按照具体路径配置 SConscript 脚本文件。

2、非英飞凌官方开发板步骤

首先找到 ModusToolbox 安装路径下 BSP Assistant 这个软件：

点击 File->New 进行新建项目，按照下图选择目标芯片等：

点击 Device Configurator 4.0 后进入图形化配置界面进行外设配置：

引脚部分，swd 的引脚配置是必须的，保持默认即可

时钟相关配置，最初保持默认即可：

全部都配置好后，在界面中按 ctrl+s 即可自动生成配置文件，然后拷贝其中的内容到 RT-Thread 具体 BSP 的 libs文件夹下，例如下图：

同时按照具体路径配置 SConscript 脚本文件。

3.5 修改工程构建相关文件

接下来需要修改用于构建工程相关的文件。

3.5.1 修改链接脚本

linker_scripts 链接文件如下图所示：

以 GCC 工具链使用的链接脚本 link.ld 为例，演示如何修改链接脚本：

方式一（推荐）：

FLASH 和 RAM 大小信息可以参考上述拷贝的 TARGET_CY8CKIT-062S2-43012 文件夹下的链接脚本，进行修改，其路径在 TARGET_CY8CKIT-062S2-43012/COMPONENT_CM4/TOOLCHAIN_ARM（TOOLCHAIN_GCC_ARM）/cy8c6xxa_cm4_dual.sct（.ld）：

方式二：

本次制作 BSP 使用的芯片为 CY8CKIT-062S2-43012 ，FLASH 为 2M，因此修改 FLASH_SIZE 的参数为 0x00020000。RAM 的大小为 1M， 因此修改 RAM_SIZE 的参数为 0x000FD800。修改链接脚本时，可以参考 [3.2.1 堆内存配置讲解](# 3.2.1 堆内存配置讲解) 章节来确定 BSP 的内存分配。

MDK 编译器使用的 link.sct，修改的方式也是类似的，如下图所示：

  • link.sct 修改内容

3.5.2 修改构建脚本

SConscript 脚本决定 MDK/IAR/RT-Thread Studio 工程的生成以及编译过程中要添加文件。

根据具体的路径添加通用外设配置**（只有移植新的系列才需要做此步骤，同 PSOC6 系列无需此步骤）**

添加专有芯片相关文件，如下图：

首次移植，需要使用串口外设**（只有移植新的系列才需要做此步骤，同 PSOC6 系列无需此步骤）**

添加库所使用到的头文件路径，如下图：

在这一步中需要修改芯片型号以及芯片启动文件的地址，修改内容如下图所示：其中 CPPDEFINES 的参数要根据芯片底层库中定义的芯片型号去填写。

BSP 下的 lib/SConscript 中需要根据不同编译器选择不同的启动文件。

注意：

需要特别注意的是，假如使用的是 GCC 工具链，那么需要对启动文件做如下修改：将原有的 main 改成 entry

3.5.3 修改编译选项

rtconfig.py 用于选择编译工具链，可以自行在 CROSS_TOOL 后面选择修改编译工程所需要的工具链，目前 PSCOC6 支持 GCC 和 ArmClang 两种工具链。

3.5.4 修改工程模板

MDK 为例：

template 文件是生成 MDK/IAR 工程的模板文件，通过修改该文件可以设置工程中使用的芯片型号以及下载方式。MDK4/MDK5/IAR 的工程模板文件，如下图所示：

下面以 MDK5 模板的修改为例，介绍如何修改模板配置：

修改程序下载方式：

RT-Thread Studio 为例，介绍如何导入，修改模板配置：

1、打开 ENV 工具，在工程目录使用 scons --dist 命令将工程打包。（整个过程需要保证没有错误）

打包完成后，可以在 BSP 目录下看到生成的 dist 文件夹：

使用 dist 后生成的工程就可以直接导入到 RT-Thread Studio 中进行开发了。

打开 RT-Thread Studio ，在 IDE 的左上角点击 文件—>导入—>RT-Thread Studio 项目到工作空间中

选择 dist 出来工程的路径：

点击 finsh 即可导入到 Studio 中：

导入成功后，文件资源管理器窗口中会显示如下结构，其中 RT-Thread Settings 为图形化工程配置文件，双击打开即可。

RT-Thread Settings 中硬件相关配置是在 board/Kconfig 中描述的。移植过程如需添加/修改配置，请修改此文件。

3.6 重新生成工程

  • MDK5 ：重新生成工程需要使用 Env 工具。

  • RT-Thread Studio：使用 Env 工具/同步 scons 配置至项目

同步 scons 配置至项目：

3.6.1 重新生成 rtconfig.h 文件

MDK5：

在 Env 界面输入命令 menuconfig 对工程进行配置，并生成新的 rtconfig.h 文件。如下图所示：

RT-Thread Studio：

使用上述方法/点击同步 scons 配置至项目。

3.6.2 重新生成 MDK 工程

以重新生成 MDK 工程为例，介绍如何重新生成 BSP 工程。

使用 env 工具输入命令 scons --target=mdk5 重新生成工程，如下图所示：

到这一步为止，新的 BSP 就可以使用了。

接下来我们可以分别使用命令 scons --target=mdk4 和 scons --target=iar，来更新 MDK4 和 IAR 的工程，使得该 BSP 变成一个完整的，可以提交到 GitHub 的 BSP （MDK4工程的制作为可选）。

RT-Thread Studio： 使用上述方法/点击同步 scons 配置至项目

感谢每一位贡献代码的开发者，RT-Thread 将与你一同成长。

3.7 RT-Thread Studio 下载配置

1、点击 Studio 顶部导航栏中的配置按钮：

2、确保可执行文件选择配置如下图：

3、Debugger 配置项，需按照不同的芯片选择目标文件，OpenOCD 会根据此文件进行烧录：

4. 规范

本章节介绍 RT-Thread PSOC6 系列 BSP 制作与提交时应当遵守的规范 。开发人员在 BSP 制作完成后，可以根据本规范提出的检查点对制作的 BSP 进行检查，确保 BSP 在提交前有较高的质量 。

4.1 BSP 制作规范

PSOC6 BSP 的制作规范主要分为 3 个方面：工程配置，ENV 配置和 IDE 配置。在已有的 PSOC6 系列 BSP 的模板中，已经根据下列规范对模板进行配置。在制作新 BSP 的过程中，拷贝模板进行修改时，需要注意的是不要修改这些默认的配置。BSP 制作完成后，需要对新制作的 BSP 进行功能测试，功能正常后再进行代码提交。

下面将详细介绍 BSP 的制作规范。

4.1.1 工程配置

  • 遵从RT-Thread 编码规范，代码注释风格统一
  • main 函数功能保持一致
    • 如果有 LED 的话，main 函数里只放一个 LED 1HZ 闪烁的程序
  • 在 rt_hw_board_init 中需要完成堆的初始化：调用 rt_system_heap_init
  • 默认只初始化 GPIO 驱动和 FinSH 对应的串口驱动，不使用 DMA
  • 当使能板载外设驱动时，应做到不需要修改代码就能编译下载使用
  • 提交前应检查 GCC/MDK/IAR 三种编译器直接编译或者重新生成后编译是否成功
  • 使用 dist 命令对 BSP 进行发布，检查使用 dist 命令生成的工程是否可以正常使用

4.1.2 ENV 配置

  • 系统心跳统一设置为 1000（宏：RT_TICK_PER_SECOND）
  • BSP 中需要打开调试选项中的断言（宏：RT_USING_DEBUG）
  • 系统空闲线程栈大小统一设置为 256（宏：IDLE_THREAD_STACK_SIZE）
  • 开启组件自动初始化（宏：RT_USING_COMPONENTS_INIT）
  • 需要开启 user main 选项（宏：RT_USING_USER_MAIN）
  • FinSH 默认只使用 MSH 模式（宏：FINSH_USING_MSH_ONLY）

4.2 BSP 提交规范

  • 提交前请认真修改 BSP 的 README.md 文件，README.md 文件的外设支持表单只填写 BSP 支持的外设，可参考其他 BSP 填写。
  • 提交 BSP 分为 2 个阶段提交：
    • 第一阶段：基础 BSP 包括串口驱动和 GPIO 驱动，能运行 FinSH 控制台。完成 MDK5 、IAR 和 GCC 编译器支持，如果芯片不支持某款编译器（比如MDK4）可以不用做。 BSP 的 README.md 文件需要填写第二阶段要完成的驱动。
    • 第二阶段：完成板载外设驱动支持，所有板载外设使用 menuconfig 配置后就能直接使用。若开发板没有板载外设，则此阶段可以不用完成。不同的驱动要分开提交，方便 review 和合并。
  • 只提交 BSP 必要的文件，删除无关的中间文件，能够提交的文件请对照其他 BSP。
  • 提交 PSOC6 不同系列的 Library 库时，请参考 PSOC62 系列的 HAL 库，删除多余库文件
  • 提交前要对 BSP 进行编译测试，确保在不同编译器下编译正常
  • 提交前要对 BSP 进行功能测试，确保 BSP 的在提交前符合工程配置章节中的要求