【跟我学OSKinetis】第2课-固件库构成详解

洋葱圈 · 发表于 2013-10-13 12:24:15

上节我们已经正确部署并运行了第1个例程，而且也学会了如何快速新建一个工程。相信在部署固件库的同时，有些同学就开始研究OSKinetis固件库的目录结构了，用过V2版固件库的同学可能会发现，最新的V3版固件库和旧版本有了较大的区别，那么本节我们就来具体讲讲V3版固件库的构成到底是怎么样的。
目录结构

当你按照第1课中的方法部署好固件库和例程包后，你会得到一个名为”LPLD_OSKinetis_V3”的根目录，我们的所有驱动文件以及用户的工程都包含在这个文件夹里，无论你将它移动到何处，都可以直接用开发工具打开其中的工程进行编译，不会出任何错误。
以这个文件夹为根目录，其下的目录结构如图所示：

“lib”和“project”两个文件夹把所有代码和文件分成了两大阵营，前者是OSKinetis的固件库阵营，后者是OSKinetis的用户工程阵营。两个阵营虽然同在根目录下，但是并不是同级关系，用户工程阵营能否正确编译全仰仗于前者固件库阵营！因为固件库包含了所有底层文件，相当于地基。而用户工程相当于地基上的房子，它所实现的各种功能，都是由固件库里的函数打包封装好的。这就是为什么有部分用户只下载了例程包（用户工程阵营），确不能正确编译工程的缘故了！
有些同学可能又会问了，如果我们自己写程序的话，都会把底层驱动和我的main文件放在一个目录下，这样我只要把他们全部打包便可以移动到任何地方使用了，而有些库也是基于这个思路的。这里拉普兰德要告诉大家，该方法虽然适用于一些小的应用，但是一旦我们的工程多了起来，管理底层驱动是一件非常麻烦的事情，试想你如果有10个关于K60的工程，每个工程地下都分别包含了K60的底层驱动，一旦一个驱动出现BUG，那么你需要全部修复每个工程下的该BUG。而且随着驱动文件的增多，你的复制粘贴操作会变得越来越多，单个工程的大小也会越来越臃肿。
采用拉普兰德OSKinetis固件库的阵营分类方法，可以使开发者们不必再关心每个工程下需要包含哪些驱动文件了，因为大家只要把自己的应用文件放在里面即可。所有工程都是共用固件库阵营里的驱动的！这样的话，固件库驱动归拉普兰德的工程师管理，用户工程归开发者自己管理。固件库中的驱动有任何BUG，我们都会进行统一修复，并发布更新包，大家只需要覆盖固件库（lib）阵营即可。
lib固件库文件夹

上节最后说了，lib是由拉普兰德管理的固件库阵营，开发者们不必对该目录下的任何文件做修改。除非个别特殊文件，下面会做提到，开发者可能会需要做点小改动。
Lib文件夹下的结构在上图已经展示出来了，下面我们具体介绍下：
–common文件夹 此文件夹内的所有代码都是与硬件无关的通用函数代码，例如通用输入输出函数、内存管理函数、断言函数等等。
–CPU文件夹
与上一个文件夹相反，这里的所有代码都是与硬件相关的函数代码，尤其是与CPU类型相关的。我们的固件库是基于MK60D系列单片机开发的，因此这里的代码和函数都是该款单片机限定的。其中MK60DZ10.h*文件，是MK60D单片机的寄存器结构头文件；startup_K60.s*是单片机的启动文件，用汇编语言编写，里面除了有相关的启动命令，还定义了K60的中断向量表；system_MK60DZ10.c*和system_MK60DZ10.h*是K60的系统初始化代码，里面对系统时钟、调试信息输出串口等基本模块进行初始化。以上代码均基于CMSIS规范编写，如果开发者要移植OSKinetis固件库到其他Kinetis单片机，需要根据需求修改这几个文件。
–LPLD文件夹
该文件夹是OSKinetis的核心所在，这里几乎实现了K60单片机的所有外设模块驱动，该文件夹下又包含如下文件夹和文件：
LPLD
|_ HW
|_ DEV
|_ LPLD_Drivers.h
其中LPLD_Drivers.h*头文件定义了OSKinetis固件库的版本信息、固件库所支持单片机的引脚枚举定义（PortPinsEnum）、并包含了所有底层模块驱动的头文件。
HW文件夹包含了所有底层驱动模块的代码文件，例如：GPIO.h和GPIO.c等等。
DEV文件夹包含了常用的外设器件驱动，该驱动是基于HW内的硬件驱动编写的，同时由于不同的用户应用，所用到的器件引脚、参数可能不同，用户在调用DEV中的驱动时，需要根据实际硬件修改.h中的相关定义，这也是lib中唯一可能需要用户自定义修改的地方。
–iar_config_files 该文件夹下的文件全部为icf格式文件，即IAR开发工具所用到的连接文件，如果用户需要把程序下载到单片机的RAM运行，就要选择xxKB_Ram.icf文件，如果是要下载到ROM运行，就要选择xxKB_FLASH.icf的文件，当然在模板工程中，我们都为开发者配置好了，大家不必关心。
–USB、FatFs、uCOS-II等文件夹
这些文件夹包含了非拉普兰德编写的第三方通用驱动、系统文件，例如USB协议栈、FatFs文件系统、uCos操作系统等，我们只是在某些工程中需要用到这些代码，因此统一都归类到lib文件夹中了，随着固件库的更新更多好用的第三方驱动。
Project用户工程文件夹

如果你按照第1节的内容，只部署了固件库，而没有部署例程包，那么看到的/project目录下就是空的。当你部署了例程包后，就会发现n都个用户工程在其中。打开每一个用户工程文件夹都会发现里面的布局是一样的，例如打开“01-LPLD_HelloWorld”工程，该工程目录下有两个文件夹，分别是“app”和“iar”：
–app文件夹
这里包含的全部是用户工程的代码文件.c和.h，当然还有每个工程必须包含的k60_card.h头文件，这是一个重要文件，下面会讲到。一般情况下，如果用户是用“K60快速建立工程_Vx.x.x.exe”软件新建的工程，那么这里包含main()函数的文件就是“你的工程名.c”文件，如果你还需要包含其他代码文件，均可以添加到此目录。
–iar文件夹
这里包含的是IAR工具的工程文件，这里所有的文件都是“K60快速建立工程_Vx.x.x.exe”软件自动创建的，用户在打开一个工程时，只需选择他的工作空间文件即可，即“你的工程名.eww”文件。

如果用户想要移植OSKinetis固件库到其他开发环境，也可以照猫画虎，新建一个包含开发环境工作空间文件的文件夹，再在里面新建工程文件。例如CodeWarrior开发环境，你可以在工程文件夹下新建一个与iar平级的cw目录，再在里面新建CW的各种工程文件，最后将app中的相关代码添加到工程中，当然这里只是简略说一下移植思路，我们会在以后的课程中具体讲解。
K60_card.h工程参数定义头文件

也许老用户已经发现了，原来包含在lib中的k60_card.h文件，现在已经包含在每个用户工程的app目录下了。这也是V3库的改进之一，原来的k60_card.h文件定位模糊，例如开发者如果需要修改单片机内核频率的话，那么其他所有工程的内核频率都会改变。现在由于每个工程都包含了自己的k60_card.h文件，那么每个工程都可以有自定义的一些功能。你可以在k60_card.h中修改工程的内核频率、总线频率等各种模块时钟，也可以修改该工程是否允许打印一些调试信息到串口，也可以定义该工程是否调用uCos或FatFs等其他第三方驱动。
一些的参数定义及修改方法我们已经在OSKinetis的在线wiki中有记录，请移步查看：http://wiki.lpld.cn/index.php?title=K60_card.h
IAR工程空间结构

上述说的都是windows目录下的文件夹及文件结构，下面我们说说打开IAR开发工具后，你所看到的的workspace工作空间窗口下的结构。
这里的结构与我们的windows目录结构基本一致，只是多了一个“Output”组，这个是IAR自动生成的组，里面包含的是开发工具编译后生成的.out二进制文件以及.map空间分配映射文件。.out用户不必关心，.map是一个比较有意思的文件，你可以从里面看到用户工程生成了哪些连接文件，有哪些是只读的，有哪些是可读写的，他们分别被分配到了单片机的哪些空间，有兴趣的用户可以自行百度下。
上面我们提到了“Output”组这个概念，与windows目录不同，你在IAR工作空间下看到的类似文件夹的东西叫做“组”（Group），因此在IAR开发环境下我们不管“app”叫app文件夹，而是叫app组。这里看到的app组合lib组下的所有结构都与固件库lib文件夹下的结构一样，因此不用再过多介绍。
还是关注例程“01-LPLD_HelloWorld”，因为它只是一个简单例程，因此它的lib组下只包含common、CPU和LPLD这3个基本组，这是所有OSKinetis工程都必须包含的3个组。如果你的工程需要用到USB或者uCos，那么还需要包含USB组或者uCos组，具体包含情况可以参见例程“31-(USB)LPLD_VirtualSerialComm”或例程“(uCos)LPLD_uCosOSSem”。
注：本文中我们提到了不同Kinetis平台移植固件库的概念，所有带*的文件都是在移植过程中需要用户自己修改的。这里只是简单提及一下移植概念，深入步骤和方法请期待后续课程。
本课中涉及的IAR软件下载、V3固件库及例程包下载地址：https://www.eefocus.com/bbs/article_891_561852.html跟我学OSKinetis系列教程(持续更新)：http://www.lpld.cn/?tag=%e8%b7%9f%e6%88%91%e5%ad%a6oskinetisOSKinetis固件库专业讨论群，有机会和固件库开发者一对一交流。QQ群：184156168（入群请输入“LPLD固件库”）

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