Tutorial: Compilación de una aplicación compatible en tiempo real

• Instale CMake y Ninja para Windows o para Linux.

• Instale Visual Studio Code para Windows o para Linux.
• Instale CMake y Ninja para Windows o para Linux.

• Instale Visual Studio y la extensión Azure Sphere .

Si usa la Visual Studio, vaya a Set up hardware to display output (Configurar hardware para mostrar la salida). La cadena de herramientas se instala con la extensión Azure Sphere para Visual Studio. Sin embargo, si ha instalado la cadena de herramientas de GNU ARM Embedded manualmente, Visual Studio usará la versión instalada.

Configuración del hardware para mostrar la salida

Actualmente, cada núcleo en tiempo real es compatible con un UART solo TX. Las aplicaciones con respuesta en tiempo real pueden usar este UART para enviar la salida del registro desde el dispositivo. Durante el desarrollo y la depuración de las aplicaciones, por lo general necesitará una manera de leer y mostrar la salida. El ejemplo HelloWorld_RTApp_MT3620_BareMetal muestra cómo una aplicación puede escribir en el UART.

Use un adaptador de USB a serie como FTDI Friend para conectar el UART del núcleo en tiempo real a un puerto USB de la máquina. También necesitará un emulador de terminal para establecer una conexión serie con la configuración de terminal 115200-8-N-1 (115200 bps, 8 bits, sin bits de paridad, un bit de parada) para mostrar el resultado.

Haga lo siguiente para configurar el hardware de forma que muestre la salida de una aplicación con capacidad en tiempo real. Hay que consultar la documentación del fabricante del hardware para saber dónde están las ubicaciones de las conexiones. Si usa hardware que sigue el diseño de la placa de referencia (RDB) MT3620, como el kit de desarrollo para MT3620 de Seeed Studios, el examen de los conectores de la interfaz de RDB puede ayudarle a determinar las ubicaciones de los pines.

1. Conecte el GND del adaptador de USB a serie al GND del kit de desarrollo. En el hardware MT3620, GND es el encabezado 3, conexión 2.
2. Conecte la toma RX del adaptador de USB a serie a la toma IOM4-0 TX del kit de desarrollo. En el hardware de diseño de placa de referencia MT3620, la toma IOM4-0 TX es el encabezado 3, conexión 6.
3. Conecte el adaptador de USB a serie a un puerto USB libre en el equipo de desarrollo y determine a qué puerto está conectado el dispositivo serie. En Windows, inicie Administrador de dispositivos, seleccione Ver > dispositivos por contenedor y busque "USB UART". Por ejemplo, FT232R USB UART indica el adaptador de FTDI Friend.
4. Inicie un programa de emulador de terminal y abra un terminal 115200-8-N-1 en el puerto COM que utiliza el adaptador. Consulte la documentación del emulador de terminal para averiguar cómo especificar el puerto y la velocidad.

Para instalar la cadena de herramientas:

• En el sitio web para desarrolladores de Arm,busque la cadena de herramientas de GNU Arm Embedded que incluye el compilador para el procesador Arm Cortex-M4. Siga las instrucciones para descargar e instalar el compilador para la plataforma del sistema operativo.

De forma predeterminada, Visual Studio Code busca la cadena de herramientas y debe encontrar la versión instalada. Si encuentra problemas de compilación relacionados con la cadena de herramientas, escriba la ruta de acceso como se muestra a continuación:

1. Seleccione > Preferencias de > Configuración extensiones > de > AzureSphere.
2. Escriba el directorio de instalación de la cadena de herramientas de GNU Arm Embedded Azure Sphere: Arm Gnu Path.

Configuración del hardware para mostrar la salida

Actualmente, cada núcleo en tiempo real es compatible con un UART solo TX. Las aplicaciones con respuesta en tiempo real pueden usar este UART para enviar la salida del registro desde el dispositivo. Durante el desarrollo y la depuración de las aplicaciones, por lo general necesitará una manera de leer y mostrar la salida. El ejemplo HelloWorld_RTApp_MT3620_BareMetal muestra cómo una aplicación puede escribir en el UART.

Use un adaptador de USB a serie como FTDI Friend para conectar el UART del núcleo en tiempo real a un puerto USB de la máquina. También necesitará un emulador de terminal para establecer una conexión serie con la configuración de terminal 115200-8-N-1 (115200 bps, 8 bits, sin bits de paridad, un bit de detenerse) para mostrar la salida.

Haga lo siguiente para configurar el hardware de forma que muestre la salida de una aplicación con capacidad en tiempo real. Hay que consultar la documentación del fabricante del hardware para saber dónde están las ubicaciones de las conexiones. Si usa hardware que sigue el diseño de la placa de referencia (RDB) MT3620, como el kit de desarrollo para MT3620 de Seeed Studios, el examen de los conectores de la interfaz de RDB puede ayudarle a determinar las ubicaciones de los pines.

1. Conecte el GND del adaptador de USB a serie al GND del kit de desarrollo. En el hardware MT3620, GND es el encabezado 3, conexión 2.

2. Conecte la toma RX del adaptador de USB a serie a la toma IOM4-0 TX del kit de desarrollo. En el hardware de diseño de placa de referencia MT3620, la toma IOM4-0 TX es el encabezado 3, conexión 6.

3. Conecte el adaptador de USB a serie a un puerto USB gratuito en la máquina de desarrollo y determine a qué puerto está conectado el dispositivo serie.

   • En Windows, inicie Administrador de dispositivos, seleccione Ver > dispositivos por contenedor y busque "UART USB". Por ejemplo, UART USB FT232R indica el adaptador FTDI Friend.

   • En Linux, escriba el siguiente comando:

     dmesg | grep ttyUSB
     

     El puerto se llamará ttyUSB n, donde n indica el número de puerto. Si el comando enumera varios puertos USB, el que está conectado al que suele ser el último notificado dmesg como conectado. Por ejemplo, en el ejemplo siguiente, usaría ttyUSB4:

   ~$ dmesg | grep ttyUSB
   [  144.564350] usb 1-1.1.2: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB0
   [  144.564768] usb 1-1.1.2: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB1
   [  144.565118] usb 1-1.1.2: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB2
   [  144.565593] usb 1-1.1.2: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB3
   [  144.570429] usb 1-1.1.3: FTDI USB Serial Device converter now attached to ttyUSB4
   [  254.171871] ftdi_sio ttyUSB1: FTDI USB Serial Device converter now disconnected from ttyUSB1
   

4. Inicie un programa de emulador de terminal y abra un terminal 115200-8-N-1 en el puerto COM que usa el adaptador. Consulte la documentación del emulador de terminal para averiguar cómo especificar el puerto y la velocidad.

Compile y ejecute la aplicación HelloWorld RTApp con Visual Studio

1. Inicie Visual Studio. Seleccione Abrir una carpeta local, vaya a la carpeta donde extrajo el archivo Azure_Sphere___Hello_World.zip descargado y, a continuación, seleccione HelloWorld_RTApp_MT3620_Baremetal carpeta.

2. Si no usa una RDB MT3620, actualice elapp_manifest.jsen el archivo y el código de ejemplo para especificar el UART correcto, por ejemplo ISU1.

3. Si la generación de CMake no se inicia automáticamente, seleccione el archivo CMakeLists.txt.

4. En la ventana de salida de Visual Studio, el resultado de CMake debe mostrar los mensajes CMake generation started. y CMake generation finished..

5. Seleccione Compilar > compilar todo. Si el menú no está presente, abra el Explorador de soluciones, haga clic en el archivo CMakeLists.txt y seleccione Compilar. La ubicación de salida de la aplicación HelloWorld_RTApp_MT3620_Baremetal aparece en la ventana de salida.

6. En el menú Seleccionar elemento de inicio, seleccione HelloWorld_RTApp_MT3620_Baremetal (RTCore).

7. Pulse F5 para implementar la aplicación.

8. El emulador de terminal conectado debe mostrar la salida del programa HelloWorld_RTApp_MT3620_Baremetal. El programa envía las siguientes palabras a intervalos de un segundo:

   Tick

   Tock

9. Use el depurador para establecer puntos de interrupción, inspeccionar variables y probar otras tareas de depuración.

Compile y ejecute la aplicación HelloWorld RTApp con Visual Studio Code

1. En Visual Studio Code, abra la carpeta HelloWorld_RTApp_MT3620_BareMetal en la carpeta donde extrajo el archivo Azure_Sphere___Hello_World.zip descargado. Si se le pide que seleccione un kit, elija "No usar ningún kit".

2. Si no usa un hardware de RDB MT3620, actualice el archivo app_manifest.json y el código de ejemplo para especificar el UART correcto, como ISU1.

3. Presione F5 para iniciar el depurador. Si el proyecto no se ha compilado previamente, o si los archivos han cambiado y es necesario recompilar, Visual Studio Code compilará el proyecto antes de que se inicie la depuración.

4. La ventana de salida de Azure Sphere debe mostrar "Implementando imagen..." seguido de las rutas de acceso al SDK y al compilador.

5. El emulador de terminal conectado debe mostrar la salida del programa HelloWorld_RTApp_MT3620_Baremetal. El programa envía las siguientes palabras a intervalos de un segundo:

   Tick

   Tock

6. Use las características de depuración de Visual Studio Code para establecer puntos de interrupción, inspeccionar variables y probar otras tareas de depuración.

Solución de problemas

Es posible que la aplicación comience a ejecutarse antes de que OpenOCD realice una conexión. Como resultado, es posible que se pierdan los puntos de interrupción establecidos antes en el código. Una sencilla solución para esta situación es retrasar el inicio de la aplicación hasta que se conecte OpenOCD.

1. Inserte el siguiente código al principio del punto de entrada de la aplicación RTCoreMain. Esto hará que la aplicación entre en un bucle while y permanezca en él hasta que la variable f se establezca en true.

    volatile bool f = false;
    while (!f) {
       // empty.
    }
   

2. Presione F5 para iniciar la aplicación con depuración (F5) e interrumpir la ejecución.

3. En el panel de depuración Expresiones locales, cambie el valor de f de cero a uno.

4. Paso a paso por el código como de costumbre.

Compilación del ejemplo

1. Cree o navegue hasta el directorio de compilación del proyecto para la aplicación compatible en tiempo real. Este es el directorio que contendrá los archivos .imagepackage que se generarán durante el proceso de compilación. Por ejemplo, para crear y abrir un nuevo directorio denominado "compilación", debe escribir los siguientes comandos:

   mkdir build
   cd build
   

2. Abra una interfaz de línea de comandos mediante PowerShell, Windows símbolo del sistema o el shell de comandos de Linux. Vaya al directorio de compilación del proyecto.

3. Desde el directorio de compilación del proyecto, en el símbolo del sistema, ejecute CMake con los parámetros siguientes:

   • -G

     Establezca este parámetro en "Ninja" para indicar que CMake debe usar el generador Ninja para crear los archivos de compilación, ya que Ninja se usará para completar la compilación.

   • -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE

     Establezca este parámetro en la ruta de acceso al archivo de cadena de herramientas del compilador en el equipo. Por Windows, el CMAKE_TOOLCHAIN_FILE debe apuntar a C:\Archivos de programa (x86) \ <path to SDK> \CMakeFiles\AzureSphereRTCoreToolchain.cmake. Para Linux, especifique /opt/azurespheresdk/CMakeFiles/AzureSphereRTCoreToolchain.cmake.

   • -DARM_GNU_PATH

     Establezca este parámetro en la ruta de acceso al directorio de la máquina que contiene arm-none-eabi-gcc y no la ruta de acceso al propio compilador. Si usa las herramientas GNU de Visual Studio, la ruta de acceso ARM_GNU_PATH estaría en la subcarpeta \ \Linux\gcc_arm\bin de la edición 2019 de la instalación de Visual Studio, en lugar de la ruta de acceso del ejemplo.

   • -DCMAKE_BUILD_TYPE

     Establezca este parámetro en el tipo de compilación. Los valores posibles son Debug y Release.

   • El parámetro final es la ruta de acceso al directorio de la máquina que contiene los archivos de origen de la aplicación de ejemplo. En el ejemplo, el repositorio de ejemplos de Azure Sphere se descargó en un directorio denominado AzSphere.

     Los parámetros de CMake se separan mediante espacios. El carácter de continuación de línea (^ para Windows línea de comandos, para la línea de comandos de Linux o " para PowerShell) se puede usar para mejorar la legibilidad, pero \ no es necesario.

   En los ejemplos siguientes se muestran los comandos de CMake para una RTApp. Cuando se indique, reemplace por la ruta de instalación de la cadena de herramientas <file-path> insertada GNU Arm en el sistema.

   • Windows
   • Linux

   Windows Símbolo del sistema

   cmake ^
   -G "Ninja" ^
   -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="C:\Program Files (x86)\Microsoft Azure Sphere SDK\CMakeFiles\AzureSphereRTCoreToolchain.cmake" ^
   -DARM_GNU_PATH:STRING="<file-path>\GNU Arm Embedded Toolchain\9 2020-q2-update\bin" ^
   -DCMAKE_BUILD_TYPE="Debug" ^
   "C:\AzSphere\azure-sphere-samples\Samples\HelloWorld\HelloWorld_RTApp_MT3620_BareMetal"
   

   Windows PowerShell

   cmake `
   -G "Ninja" `
   -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE="C:\Program Files (x86)\Microsoft Azure Sphere SDK\CMakeFiles\AzureSphereRTCoreToolchain.cmake" `
   -DARM_GNU_PATH:STRING="<file-path>\GNU Arm Embedded Toolchain\9 2020-q2-update\bin" `
   -DCMAKE_BUILD_TYPE="Debug" `
   "C:\AzSphere\azure-sphere-samples\Samples\HelloWorld\HelloWorld_RTApp_MT3620_BareMetal"
   

4. Desde el directorio de compilación del proyecto, en el símbolo del sistema, ejecute ninja para compilar la aplicación y crear el archivo de paquete de imagen.

Para solucionar problemas, especialmente después de realizar cambios en los comandos de CMake, elimine la compilación completa e inténtelo de nuevo.

Ejecución del ejemplo

1. Elimine las aplicaciones que ya están implementadas en el dispositivo:

   azsphere device sideload delete
   

2. Desde el directorio del proyecto, en el símbolo del sistema, cargue el paquete de imagen que ninja creó:

   • CLI de Azure Sphere
   • Azure Sphere CLI clásica

   azsphere device sideload deploy --image-package <path-to-imagepackage>
   

3. Get the component ID for the image:

   • Azure Sphere CLI
   • Azure Sphere CLI clásica

   azsphere image-package show --image-package <path-to-imagepackage>
   

   El comando devuelve todos los metadatos del paquete de imágenes. El identificador de componente de la aplicación aparece en la sección Identidad del tipo de imagen de aplicación. Por ejemplo:

   Image package metadata:
   Section: Identity
   Image Type:           Application
   Component ID:         <component id>
   Image ID:             <image id>
   

   Puede usar los siguientes comandos para detener, iniciar y obtener el estado de la aplicación:

   • CLI de Azure Sphere
   • Azure Sphere CLI clásica

   azsphere device app stop --component-id <component id>
   

   azsphere device app start --component-id <component id>
   

   azsphere device app show-status --component-id <component id>
   

Depuración del ejemplo

1. Detenga la aplicación si se está ejecutando.

   • CLI de Azure Sphere
   • Azure Sphere CLI clásica

   azsphere device app stop --component-id <component id>
   

2. Vuelva a iniciar la aplicación para la depuración.

   • CLI de Azure Sphere
   • Azure Sphere CLI clásica

   azsphere device app start --component-id <component id>
   

   Este comando devuelve el núcleo en el que se ejecuta la aplicación.

   <component id>
   App state   : running
   Core        : Real-time 0
   

3. Vaya a la carpeta Openocd para el sysroot con que se compiló la aplicación. Los sysroot se instalan en la carpeta de instalación del SDK de Azure Sphere. Por ejemplo, en Windows, la carpeta se instala de manera predeterminada en C:\Program Files (x86)\Microsoft Azure Sphere SDK\Sysroots\*sysroot*\tools\openocd y en Linux, en /opt/azurespheresdk/Sysroots/*sysroot*/tools/sysroots/x86_64-pokysdk-linux.

4. Ejecute openocd como se muestra en el ejemplo siguiente. En el ejemplo se da por supuesto que la aplicación se ejecuta en el núcleo 0. Si la aplicación se ejecuta en el núcleo 1, reemplace "targets io0" por "targets io1".

   • Windows
   • Linux

   openocd -f mt3620-rdb-ftdi.cfg -f mt3620-io0.cfg -c "gdb_memory_map disable" -c "gdb_breakpoint_override hard" -c init -c "targets io0" -c halt -c "targets"
   

5. Vaya a la carpeta que contiene el archivo .out de la aplicación e inicie , que forma arm-none-eabi-gdb parte de la cadena de herramientas de GNU Arm Embedded:

   • Windows
   • Linux

   Windows Símbolo del sistema

   "C:\Program Files (x86)\GNU Arm Embedded Toolchain\9 2020-q2-update\bin\arm-none-eabi-gdb" HelloWorld_RTApp_MT3620_BareMetal.out
   

   Windows PowerShell

   & "C:\Program Files (x86)\GNU Arm Embedded Toolchain\9 2020-q2-update\bin\arm-none-eabi-gdb" HelloWorld_RTApp_MT3620_BareMetal.out
   

6. El servidor OpenOCD proporciona una interfaz de servidor GDB en :4444. Establezca el destino para la depuración.

   target remote :4444

7. Ahora puede emitir comandos gdb.

8. El emulador de terminal conectado debe mostrar la salida de la aplicación.