diff --git a/published/20180330 Go on very small hardware Part 1.md b/published/20180330 Go on very small hardware Part 1.md new file mode 100644 index 0000000000..e4759907fc --- /dev/null +++ b/published/20180330 Go on very small hardware Part 1.md @@ -0,0 +1,480 @@ +Go 语言在极小硬件上的运用（一） +========= + +Go 语言，能在多低下的配置上运行并发挥作用呢？ + +我最近购买了一个特别便宜的开发板： + +![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/board.jpg) + +我购买它的理由有三个。首先，我（作为程序员）从未接触过 STM320 系列的开发板。其次，STM32F10x 系列使用也有点少了。STM320 系列的 MCU 很便宜，有更新一些的外设，对系列产品进行了改进，问题修复也做得更好了。最后，为了这篇文章，我选用了这一系列中最低配置的开发板，整件事情就变得有趣起来了。 + +### 硬件部分 + +[STM32F030F4P6][3] 给人留下了很深的印象： + +* CPU: [Cortex M0][1] 48 MHz（最低配置，只有 12000 个逻辑门电路） +* RAM: 4 KB， +* Flash: 16 KB， +* ADC、SPI、I2C、USART 和几个定时器 + +以上这些采用了 TSSOP20 封装。正如你所见，这是一个很小的 32 位系统。 + +### 软件部分 + +如果你想知道如何在这块开发板上使用 [Go][4] 编程，你需要反复阅读硬件规范手册。你必须面对这样的真实情况：在 Go 编译器中给 Cortex-M0 提供支持的可能性很小。而且，这还仅仅只是第一个要解决的问题。 + +我会使用 [Emgo][5]，但别担心，之后你会看到，它如何让 Go 在如此小的系统上尽可能发挥作用。 + +在我拿到这块开发板之前，对 [stm32/hal][6] 系列下的 F0 MCU 没有任何支持。在简单研究[参考手册][7]后，我发现 STM32F0 系列是 STM32F3 削减版，这让在新端口上开发的工作变得容易了一些。 + +如果你想接着本文的步骤做下去，需要先安装 Emgo + +``` +cd $HOME +git clone https://github.com/ziutek/emgo/ +cd emgo/egc +go install +``` + +然后设置一下环境变量 + +``` +export EGCC=path_to_arm_gcc # eg. /usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-gcc +export EGLD=path_to_arm_linker # eg. /usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ld +export EGAR=path_to_arm_archiver # eg. /usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ar + +export EGROOT=$HOME/emgo/egroot +export EGPATH=$HOME/emgo/egpath + +export EGARCH=cortexm0 +export EGOS=noos +export EGTARGET=f030x6 +``` + +更详细的说明可以在 [Emgo][8] 官网上找到。 + +要确保 `egc` 在你的 `PATH` 中。 你可以使用 `go build` 来代替 `go install`，然后把 `egc` 复制到你的 `$HOME/bin` 或 `/usr/local/bin` 中。 + +现在，为你的第一个 Emgo 程序创建一个新文件夹，随后把示例中链接器脚本复制过来： + +``` +mkdir $HOME/firstemgo +cd $HOME/firstemgo +cp $EGPATH/src/stm32/examples/f030-demo-board/blinky/script.ld . +``` + +### 最基本程序 + +在 `main.go` 文件中创建一个最基本的程序： + +``` +package main + +func main() { +} +``` + +文件编译没有出现任何问题： + +``` +$ egc +$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf + text data bss dec hex filename + 7452 172 104 7728 1e30 cortexm0.elf +``` + +第一次编译可能会花点时间。编译后产生的二进制占用了 7624 个字节的 Flash 空间（文本 + 数据）。对于一个什么都没做的程序来说，占用的空间有些大。还剩下 8760 字节，可以用来做些有用的事。 + +不妨试试传统的 “Hello, World!” 程序： + +``` +package main + +import "fmt" + +func main() { + fmt.Println("Hello, World!") +} +``` + +不幸的是，这次结果有些糟糕： + +``` +$ egc +/usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ld: /home/michal/P/go/src/github.com/ziutek/emgo/egpath/src/stm32/examples/f030-demo-board/blog/cortexm0.elf section `.text' will not fit in region `Flash' +/usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ld: region `Flash' overflowed by 10880 bytes +exit status 1 +``` + + “Hello, World!” 需要 STM32F030x6 上至少 32KB 的 Flash 空间。 + +`fmt` 包强制包含整个 `strconv` 和 `reflect` 包。这三个包，即使在精简版本中的 Emgo 中，占用空间也很大。我们不能使用这个例子了。有很多的应用不需要好看的文本输出。通常，一个或多个 LED，或者七段数码管显示就足够了。不过，在第二部分，我会尝试使用 `strconv` 包来格式化，并在 UART 上显示一些数字和文本。 + +### 闪烁 + +我们的开发板上有一个与 PA4 引脚和 VCC 相连的 LED。这次我们的代码稍稍长了一些： + +``` +package main + +import ( + "delay" + + "stm32/hal/gpio" + "stm32/hal/system" + "stm32/hal/system/timer/systick" +) + +var led gpio.Pin + +func init() { + system.SetupPLL(8, 1, 48/8) + systick.Setup(2e6) + + gpio.A.EnableClock(false) + led = gpio.A.Pin(4) + + cfg := &gpio.Config{Mode: gpio.Out, Driver: gpio.OpenDrain} + led.Setup(cfg) +} + +func main() { + for { + led.Clear() + delay.Millisec(100) + led.Set() + delay.Millisec(900) + } +} +``` + +按照惯例，`init` 函数用来初始化和配置外设。 + +`system.SetupPLL(8, 1, 48/8)` 用来配置 RCC，将外部的 8 MHz 振荡器的 PLL 作为系统时钟源。PLL 分频器设置为 1，倍频数设置为 48/8 =6，这样系统时钟频率为 48MHz。 + +`systick.Setup(2e6)` 将 Cortex-M SYSTICK 时钟作为系统时钟，每隔 2e6 次纳秒运行一次（每秒钟 500 次）。 + +`gpio.A.EnableClock(false)` 开启了 GPIO A 口的时钟。`False` 意味着这一时钟在低功耗模式下会被禁用，但在 STM32F0 系列中并未实现这一功能。 + +`led.Setup(cfg)` 设置 PA4 引脚为开漏输出。 + +`led.Clear()` 将 PA4 引脚设为低，在开漏设置中，打开 LED。 + +`led.Set()` 将 PA4 设为高电平状态，关掉LED。 + +编译这个代码： + +``` +$ egc +$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf + text data bss dec hex filename + 9772 172 168 10112 2780 cortexm0.elf +``` + +正如你所看到的，这个闪烁程序占用了 2320 字节，比最基本程序占用空间要大。还有 6440 字节的剩余空间。 + +看看代码是否能运行： + +``` +$ openocd -d0 -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f0x.cfg -c 'init; program cortexm0.elf; reset run; exit' +Open On-Chip Debugger 0.10.0+dev-00319-g8f1f912a (2018-03-07-19:20) +Licensed under GNU GPL v2 +For bug reports, read + http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html +debug_level: 0 +adapter speed: 1000 kHz +adapter_nsrst_delay: 100 +none separate +adapter speed: 950 kHz +target halted due to debug-request, current mode: Thread +xPSR: 0xc1000000 pc: 0x0800119c msp: 0x20000da0 +adapter speed: 4000 kHz +** Programming Started ** +auto erase enabled +target halted due to breakpoint, current mode: Thread +xPSR: 0x61000000 pc: 0x2000003a msp: 0x20000da0 +wrote 10240 bytes from file cortexm0.elf in 0.817425s (12.234 KiB/s) +** Programming Finished ** +adapter speed: 950 kHz +``` + +在这篇文章中，这是我第一次，将一个短视频转换成[动画 PNG][9]。我对此印象很深，再见了 YouTube。 对于 IE 用户，我很抱歉，更多信息请看 [apngasm][10]。我本应该学习 HTML5，但现在，APNG 是我最喜欢的，用来播放循环短视频的方法了。 + +![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/blinky.png) + +### 更多的 Go 语言编程 + +如果你不是一个 Go 程序员，但你已经听说过一些关于 Go 语言的事情，你可能会说：“Go 语法很好，但跟 C 比起来，并没有明显的提升。让我看看 Go 语言的通道和协程！” + +接下来我会一一展示: + +``` +import ( + "delay" + + "stm32/hal/gpio" + "stm32/hal/system" + "stm32/hal/system/timer/systick" +) + +var led1, led2 gpio.Pin + +func init() { + system.SetupPLL(8, 1, 48/8) + systick.Setup(2e6) + + gpio.A.EnableClock(false) + led1 = gpio.A.Pin(4) + led2 = gpio.A.Pin(5) + + cfg := &gpio.Config{Mode: gpio.Out, Driver: gpio.OpenDrain} + led1.Setup(cfg) + led2.Setup(cfg) +} + +func blinky(led gpio.Pin, period int) { + for { + led.Clear() + delay.Millisec(100) + led.Set() + delay.Millisec(period - 100) + } +} + +func main() { + go blinky(led1, 500) + blinky(led2, 1000) +} + +``` + +代码改动很小: 添加了第二个 LED，上一个例子中的 `main` 函数被重命名为 `blinky` 并且需要提供两个参数。 `main` 在新的协程中先调用 `blinky`，所以两个 LED 灯在并行使用。值得一提的是，`gpio.Pin` 可以同时访问同一 GPIO 口的不同引脚。 + +Emgo 还有很多不足。其中之一就是你需要提前规定 `goroutines(tasks)` 的最大执行数量。是时候修改 `script.ld` 了: + +``` +ISRStack = 1024; +MainStack = 1024; +TaskStack = 1024; +MaxTasks = 2; + +INCLUDE stm32/f030x4 +INCLUDE stm32/loadflash +INCLUDE noos-cortexm +``` + +栈的大小需要靠猜，现在还不用关心这一点。 + +``` +$ egc +$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf + text data bss dec hex filename + 10020 172 172 10364 287c cortexm0.elf +``` + +另一个 LED 和协程一共占用了 248 字节的 Flash 空间。 + +![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/goroutines.png) + +### 通道 + +通道是 Go 语言中协程之间相互通信的一种[推荐方式][11]。Emgo 甚至能允许通过*中断处理*来使用缓冲通道。下一个例子就展示了这种情况。 + +``` +package main + +import ( + "delay" + "rtos" + + "stm32/hal/gpio" + "stm32/hal/irq" + "stm32/hal/system" + "stm32/hal/system/timer/systick" + "stm32/hal/tim" +) + +var ( + leds [3]gpio.Pin + timer *tim.Periph + ch = make(chan int, 1) +) + +func init() { + system.SetupPLL(8, 1, 48/8) + systick.Setup(2e6) + + gpio.A.EnableClock(false) + leds[0] = gpio.A.Pin(4) + leds[1] = gpio.A.Pin(5) + leds[2] = gpio.A.Pin(9) + + cfg := &gpio.Config{Mode: gpio.Out, Driver: gpio.OpenDrain} + for _, led := range leds { + led.Set() + led.Setup(cfg) + } + + timer = tim.TIM3 + pclk := timer.Bus().Clock() + if pclk < system.AHB.Clock() { + pclk *= 2 + } + freq := uint(1e3) // Hz + timer.EnableClock(true) + timer.PSC.Store(tim.PSC(pclk/freq - 1)) + timer.ARR.Store(700) // ms + timer.DIER.Store(tim.UIE) + timer.CR1.Store(tim.CEN) + + rtos.IRQ(irq.TIM3).Enable() +} + +func blinky(led gpio.Pin, period int) { + for range ch { + led.Clear() + delay.Millisec(100) + led.Set() + delay.Millisec(period - 100) + } +} + +func main() { + go blinky(leds[1], 500) + blinky(leds[2], 500) +} + +func timerISR() { + timer.SR.Store(0) + leds[0].Set() + select { + case ch <- 0: + // Success + default: + leds[0].Clear() + } +} + +//c:__attribute__((section(".ISRs"))) +var ISRs = [...]func(){ + irq.TIM3: timerISR, +} +``` + +与之前例子相比较下的不同: + +1. 添加了第三个 LED，并连接到 PA9 引脚（UART 头的 TXD 引脚）。 +2. 时钟（`TIM3`）作为中断源。 +3. 新函数 `timerISR` 用来处理 `irq.TIM3` 的中断。 +4. 新增容量为 1 的缓冲通道是为了 `timerISR` 和 `blinky` 协程之间的通信。 +5. `ISRs` 数组作为*中断向量表*，是更大的*异常向量表*的一部分。 +6. `blinky` 中的 `for` 语句被替换成 `range` 语句。 + +为了方便起见，所有的 LED，或者说它们的引脚，都被放在 `leds` 这个数组里。另外，所有引脚在被配置为输出之前，都设置为一种已知的初始状态（高电平状态）。 + +在这个例子里，我们想让时钟以 1 kHz 的频率运行。为了配置 TIM3 预分频器，我们需要知道它的输入时钟频率。通过参考手册我们知道，输入时钟频率在 `APBCLK = AHBCLK` 时，与 `APBCLK` 相同，反之等于 2 倍的 `APBCLK`。 + +如果 CNT 寄存器增加 1 kHz，那么 ARR 寄存器的值等于*更新事件*（重载事件）在毫秒中的计数周期。 为了让更新事件产生中断，必须要设置 DIER 寄存器中的 UIE 位。CEN 位能启动时钟。 + +时钟外设在低功耗模式下必须启用，为了自身能在 CPU 处于休眠时保持运行: `timer.EnableClock(true)`。这在 STM32F0 中无关紧要，但对代码可移植性却十分重要。 + +`timerISR` 函数处理 `irq.TIM3` 的中断请求。`timer.SR.Store(0)` 会清除 SR 寄存器里的所有事件标志，无效化向 [NVIC][12] 发出的所有中断请求。凭借经验，由于中断请求无效的延时性，需要在程序一开始马上清除所有的中断标志。这避免了无意间再次调用处理。为了确保万无一失，需要先清除标志，再读取，但是在我们的例子中，清除标志就已经足够了。 + +下面的这几行代码： + +``` +select { +case ch <- 0: + // Success +default: + leds[0].Clear() +} +``` + +是 Go 语言中，如何在通道上非阻塞地发送消息的方法。中断处理程序无法一直等待通道中的空余空间。如果通道已满，则执行 `default`，开发板上的LED就会开启，直到下一次中断。 + +`ISRs` 数组包含了中断向量表。`//c:__attribute__((section(".ISRs")))` 会导致链接器将数组插入到 `.ISRs` 节中。 + +`blinky` 的 `for` 循环的新写法： + +``` +for range ch { + led.Clear() + delay.Millisec(100) + led.Set() + delay.Millisec(period - 100) +} +``` + +等价于： + +``` +for { + _, ok := <-ch + if !ok { + break // Channel closed. + } + led.Clear() + delay.Millisec(100) + led.Set() + delay.Millisec(period - 100) +} +``` + +注意，在这个例子中，我们不在意通道中收到的值，我们只对其接受到的消息感兴趣。我们可以在声明时，将通道元素类型中的 `int` 用空结构体 `struct{}` 来代替，发送消息时，用 `struct{}{}` 结构体的值代替 0，但这部分对新手来说可能会有些陌生。 + +让我们来编译一下代码: + +``` +$ egc +$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf + text data bss dec hex filename + 11096 228 188 11512 2cf8 cortexm0.elf +``` + +新的例子占用了 11324 字节的 Flash 空间，比上一个例子多占用了 1132 字节。 + +采用现在的时序，两个闪烁协程从通道中获取数据的速度，比 `timerISR` 发送数据的速度要快。所以它们在同时等待新数据，你还能观察到 `select` 的随机性，这也是 [Go 规范][13]所要求的。 + +![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/channels1.png) + +开发板上的 LED 一直没有亮起，说明通道从未出现过溢出。 + +我们可以加快消息发送的速度，将 `timer.ARR.Store(700)` 改为 `timer.ARR.Store(200)`。 现在 `timerISR` 每秒钟发送 5 条消息，但是两个接收者加起来，每秒也只能接受 4 条消息。 + +![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/channels2.png) + +正如你所看到的，`timerISR` 开启黄色 LED 灯，意味着通道上已经没有剩余空间了。 + +第一部分到这里就结束了。你应该知道，这一部分并未展示 Go 中最重要的部分，接口。 + +协程和通道只是一些方便好用的语法。你可以用自己的代码来替换它们，这并不容易，但也可以实现。接口是Go 语言的基础。这是文章中 [第二部分][14]所要提到的. + +在 Flash 上我们还有些剩余空间。 + +-------------------------------------------------------------------------------- + +via: https://ziutek.github.io/2018/03/30/go_on_very_small_hardware.html + +作者：[Michał Derkacz][a] +译者：[wenwensnow](https://github.com/wenwensnow) +校对：[wxy](https://github.com/wxy) + +本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出 + +[a]:https://ziutek.github.io/ +[1]:https://en.wikipedia.org/wiki/ARM_Cortex-M#Cortex-M0 +[2]:https://ziutek.github.io/2018/03/30/go_on_very_small_hardware.html +[3]:http://www.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32-mainstream-mcus/stm32f0-series/stm32f0x0-value-line/stm32f030f4.html +[4]:https://golang.org/ +[5]:https://github.com/ziutek/emgo +[6]:https://github.com/ziutek/emgo/tree/master/egpath/src/stm32/hal +[7]:http://www.st.com/resource/en/reference_manual/dm00091010.pdf +[8]:https://github.com/ziutek/emgo +[9]:https://en.wikipedia.org/wiki/APNG +[10]:http://apngasm.sourceforge.net/ +[11]:https://blog.golang.org/share-memory-by-communicating +[12]:http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0432c/Cihbecee.html +[13]:https://golang.org/ref/spec#Select_statements +[14]:https://ziutek.github.io/2018/04/14/go_on_very_small_hardware2.html diff --git a/translated/tech/20180330 Go on very small hardware Part 1.md b/translated/tech/20180330 Go on very small hardware Part 1.md deleted file mode 100644 index cff72cade7..0000000000 --- a/translated/tech/20180330 Go on very small hardware Part 1.md +++ /dev/null @@ -1,510 +0,0 @@ -Go语言在极小硬件上的运用（第一部分） -============================================================ - - -_Go_ 语言，能在多低下的配置上运行并发挥作用呢？ - -我最近购买了一个特别便宜的开发板： - - [![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/board.jpg)][2] - -我购买它的理由有三个。首先，我（作为程序员）从未接触过STM320系列的开发板。其次， STM32F10x系列使用频率也在降低。STM320系列的MCU很便宜，有更新的外设，对系列产品进行了改进，问题修复也做得更好了。最后，为了这篇文章，我选用了这一系列中最低配置的开发板，整件事情就变得有趣起来了。 - - -### 硬件部分 - -[STM32F030F4P6][3] 给人留下了很深的印象： - -* CPU: [Cortex M0][1] 48 MHz (最低配置，只有12000个逻辑门电路), - -* RAM: 4 KB, - -* Flash: 16 KB, - -* ADC, SPI, I2C, USART 和几个定时器, - -以上这些采用了TSSOP20封装。正如你所见，这是一个很小的32位系统。 - -### 软件部分 - -如果你想知道如何在这块开发板上使用 [Go][4] 编程，你需要反复阅读硬件手册。真实情况是：有人在Go 编译器中给Cortex-M0提供支持，可能性很小。而且，这还仅仅只是第一个要解决的问题。 - -我会使用[Emgo][5]，但别担心，之后你会看到，它如何让Go在如此小的系统上尽可能发挥作用。 - -在我拿到这块开发板之前，对 [stm32/hal][6] 系列下的F0 MCU 没有任何支持。在简单研究 [参考手册][7]后，我发现 STM32F0系列是STM32F3的一个基础，这让在新端口上开发的工作变得容易了一些。 - -如果你想接着本文的步骤做下去，需要先安装Emgo - -``` -cd $HOME -git clone https://github.com/ziutek/emgo/ -cd emgo/egc -go install - -``` - -然后设置一下环境变量 - -``` -export EGCC=path_to_arm_gcc # eg. /usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-gcc -export EGLD=path_to_arm_linker # eg. /usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ld -export EGAR=path_to_arm_archiver # eg. /usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ar - -export EGROOT=$HOME/emgo/egroot -export EGPATH=$HOME/emgo/egpath - -export EGARCH=cortexm0 -export EGOS=noos -export EGTARGET=f030x6 - -``` - -更详细的说明可以在 [Emgo][8]官网上找到。 - -要确保 egc 在你的PATH 中。 你可以使用 `go build` 来代替 `go install`,然后把 egc 复制到你的 _$HOME/bin_ 或 _/usr/local/bin_ 中。 - -现在，为你的第一个Emgo程序创建一个新文件夹，随后把示例中链接器脚本复制过来： - -``` -mkdir $HOME/firstemgo -cd $HOME/firstemgo -cp $EGPATH/src/stm32/examples/f030-demo-board/blinky/script.ld . - -``` - -### 最基本程序 - -在 _main.go_ 文件中创建一个最基本的程序： - -``` -package main - -func main() { -} - -``` - -文件编译没有出现任何问题： - -``` -$ egc -$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf - text data bss dec hex filename - 7452 172 104 7728 1e30 cortexm0.elf - -``` - -第一次编译可能会花点时间。编译后产生的二进制占用了7624个字节的Flash空间（文本+数据）。对于一个什么都没做的程序来说，占用的空间有些大。还剩下8760字节，可以用来做些有用的事。 - -不妨试试传统的 _Hello, World!_ 程序： - -``` -package main - -import "fmt" - -func main() { - fmt.Println("Hello, World!") -} - -``` - -不幸的是，这次结果有些糟糕： - -``` -$ egc -/usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ld: /home/michal/P/go/src/github.com/ziutek/emgo/egpath/src/stm32/examples/f030-demo-board/blog/cortexm0.elf section `.text' will not fit in region `Flash' -/usr/local/arm/bin/arm-none-eabi-ld: region `Flash' overflowed by 10880 bytes -exit status 1 - -``` - - _Hello, World!_ 需要 STM32F030x6 上至少32KB的Flash空间. - -_fmt_ 包强制包含整个 _strconv_ 和 _reflect_ 包。这三个包，即使在精简版本中的Emgo中，占用空间也很大。我们不能使用这个例子了。有很多的应用不需要好看的文本输出。通常，一个或多个LED，或者七段数码管显示就足够了。不过，在第二部分，我会尝试使用 _strconv_ 包来格式化，并在UART 上显示一些数字和文本。 - - -### 闪烁 - -我们的开发板上有一个与PA4引脚和 VCC 相连的LED。这次我们的代码稍稍长了一些： - -``` -package main - -import ( - "delay" - - "stm32/hal/gpio" - "stm32/hal/system" - "stm32/hal/system/timer/systick" -) - -var led gpio.Pin - -func init() { - system.SetupPLL(8, 1, 48/8) - systick.Setup(2e6) - - gpio.A.EnableClock(false) - led = gpio.A.Pin(4) - - cfg := &gpio.Config{Mode: gpio.Out, Driver: gpio.OpenDrain} - led.Setup(cfg) -} - -func main() { - for { - led.Clear() - delay.Millisec(100) - led.Set() - delay.Millisec(900) - } -} - -``` - -按照惯例， _init_ 函数用来初始化和配置外设。 - -`system.SetupPLL(8, 1, 48/8)` 用来配置RCC，将外部的8 MHz振荡器的PLL作为系统时钟源。PLL 分频器设置为1，倍频数设置为 48/8 =6，这样系统时钟频率为48MHz. - -`systick.Setup(2e6)` 将 Cortex-M SYSTICK 时钟作为系统时钟，每隔 2e6次纳秒运行一次（每秒钟500次）。 - -`gpio.A.EnableClock(false)` 开启了 GPIO A 口的时钟。_False_ 意味着这一时钟在低功耗模式下会被禁用，但在STM32F0系列中并未实现这一功能。 - -`led.Setup(cfg)` 设置 PA4 引脚为开漏输出. - -`led.Clear()` 将 PA4引脚设为低, 在开漏设置中，打开LED. - -`led.Set()` 将 PA4 设为高电平状态 , 关掉LED. - -编译这个代码： -``` -$ egc -$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf - text data bss dec hex filename - 9772 172 168 10112 2780 cortexm0.elf - -``` - -正如你所看到的，闪烁占用了2320 字节，比最基本程序占用空间要大。还有6440字节的剩余空间。 - -看看代码是否能运行： - -``` -$ openocd -d0 -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f0x.cfg -c 'init; program cortexm0.elf; reset run; exit' -Open On-Chip Debugger 0.10.0+dev-00319-g8f1f912a (2018-03-07-19:20) -Licensed under GNU GPL v2 -For bug reports, read - http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html -debug_level: 0 -adapter speed: 1000 kHz -adapter_nsrst_delay: 100 -none separate -adapter speed: 950 kHz -target halted due to debug-request, current mode: Thread -xPSR: 0xc1000000 pc: 0x0800119c msp: 0x20000da0 -adapter speed: 4000 kHz -** Programming Started ** -auto erase enabled -target halted due to breakpoint, current mode: Thread -xPSR: 0x61000000 pc: 0x2000003a msp: 0x20000da0 -wrote 10240 bytes from file cortexm0.elf in 0.817425s (12.234 KiB/s) -** Programming Finished ** -adapter speed: 950 kHz - -``` - -在这篇文章中，这是我第一次，将一个短视频转换成[动画PNG][9]。我对此印象很深，再见了 YouTube. 对于IE用户，我很抱歉，更多信息请看[apngasm][10].我本应该学习 HTML5，但现在，APNG是我最喜欢的，用来播放循环短视频的方法了。 - -![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/blinky.png) - -### 更多的Go语言编程 - -如果你不是一个Go 程序员，但你已经听说过一些关于Go 语言的事情，你可能会说：“Go语法很好，但跟C比起来，并没有明显的提升.让我看看 _Go 语言_ 的 _channels_ 和 _goroutines!” - - -接下来我会一一展示: - -``` -import ( - "delay" - - "stm32/hal/gpio" - "stm32/hal/system" - "stm32/hal/system/timer/systick" -) - -var led1, led2 gpio.Pin - -func init() { - system.SetupPLL(8, 1, 48/8) - systick.Setup(2e6) - - gpio.A.EnableClock(false) - led1 = gpio.A.Pin(4) - led2 = gpio.A.Pin(5) - - cfg := &gpio.Config{Mode: gpio.Out, Driver: gpio.OpenDrain} - led1.Setup(cfg) - led2.Setup(cfg) -} - -func blinky(led gpio.Pin, period int) { - for { - led.Clear() - delay.Millisec(100) - led.Set() - delay.Millisec(period - 100) - } -} - -func main() { - go blinky(led1, 500) - blinky(led2, 1000) -} - -``` - -代码改动很小: 添加了第二个LED，上一个例子中的 _main_ 函数被重命名为 _blinky_ 并且需要提供两个参数. _Main_ 在新的goroutine 中先调用 _blinky_, 所以两个LED灯在并行使用. 值得一提的是， _gpio.Pin_ 可以同时访问同一GPIO口的不同引脚。 - -Emgo 还有很多不足。其中之一就是你需要提前规定goroutines(tasks)的最大执行数量.是时候修改 _script.ld_ 了: - -``` -ISRStack = 1024; -MainStack = 1024; -TaskStack = 1024; -MaxTasks = 2; - -INCLUDE stm32/f030x4 -INCLUDE stm32/loadflash -INCLUDE noos-cortexm - -``` - -栈的大小需要靠猜，现在还不用关心这一点。 - - -``` -$ egc -$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf - text data bss dec hex filename - 10020 172 172 10364 287c cortexm0.elf - -``` -另一个LED 和 goroutine 一共占用了248字节的Flash空间. - - -![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/goroutines.png) - -### Channels - -Channels 是Go语言中goroutines之间相互通信的一种[推荐方式][11].Emgo 甚至能允许通过 _中断处理_ 来使用缓冲channel. 下一个例子就展示了这种情况. - -``` -package main - -import ( - "delay" - "rtos" - - "stm32/hal/gpio" - "stm32/hal/irq" - "stm32/hal/system" - "stm32/hal/system/timer/systick" - "stm32/hal/tim" -) - -var ( - leds [3]gpio.Pin - timer *tim.Periph - ch = make(chan int, 1) -) - -func init() { - system.SetupPLL(8, 1, 48/8) - systick.Setup(2e6) - - gpio.A.EnableClock(false) - leds[0] = gpio.A.Pin(4) - leds[1] = gpio.A.Pin(5) - leds[2] = gpio.A.Pin(9) - - cfg := &gpio.Config{Mode: gpio.Out, Driver: gpio.OpenDrain} - for _, led := range leds { - led.Set() - led.Setup(cfg) - } - - timer = tim.TIM3 - pclk := timer.Bus().Clock() - if pclk < system.AHB.Clock() { - pclk *= 2 - } - freq := uint(1e3) // Hz - timer.EnableClock(true) - timer.PSC.Store(tim.PSC(pclk/freq - 1)) - timer.ARR.Store(700) // ms - timer.DIER.Store(tim.UIE) - timer.CR1.Store(tim.CEN) - - rtos.IRQ(irq.TIM3).Enable() -} - -func blinky(led gpio.Pin, period int) { - for range ch { - led.Clear() - delay.Millisec(100) - led.Set() - delay.Millisec(period - 100) - } -} - -func main() { - go blinky(leds[1], 500) - blinky(leds[2], 500) -} - -func timerISR() { - timer.SR.Store(0) - leds[0].Set() - select { - case ch <- 0: - // Success - default: - leds[0].Clear() - } -} - -//c:__attribute__((section(".ISRs"))) -var ISRs = [...]func(){ - irq.TIM3: timerISR, -} - -``` - -与之前例子相比较下的不同: - -1. 添加了第三个LED，并连接到 PA9 引脚.（UART头的TXD引脚） - -2. 时钟（TIM3）作为中断源. - -3. 新函数 _timerISR_ 用来处理 _irq.TIM3_ 的中断. - -4. 新增容量为1 的缓冲channel 是为了 _timerISR_ 和 _blinky_ goroutines 之间的通信. - -5. _ISRs_ 数组作为 _中断向量表_，是 更大的_异常向量表_ 的一部分. - -6. _blinky中的for语句_ 被替换成 _range语句_ . - -为了方便起见，所有的LED，或者说他们的引脚，都被放在 _leds_ 这个数组里. 另外， 所有引脚在被配置为输出之前，都设置为一种已知的初始状态（高电平状态）. - -在这个例子里，我们想让时钟以1 kHz的频率运行。为了配置预分频器，我们需要知道它的输入时钟频率。通过参考手册我们知道，输入时钟频率在APBCLK = AHBCLK时,与APBCLK 相同，反之等于2倍的APBCLK。 - -如果CNT寄存器增加 1kHz,那么ARR寄存器的值等于 _更新事件_ （重载事件）在毫秒中的计数周期。 为了让更新事件产生中断，必须要设置DIER 寄存器中的UIE位。CEN位能启动时钟。 - -时钟外设在低功耗模式下必须启用，为了自身能在CPU处于休眠时保持运行: `timer.EnableClock(true)`。这在STM32F0中无关紧要，但对代码可移植性却十分重要。 - -_timerISR_ 函数处理 _irq.TIM3_ 的中断请求。 `timer.SR.Store(0)` 会清除SR寄存器里的所有事件标志，无效化向[NVIC][12]发出的所有中断请求。凭借经验，由于中断请求无效的延时性，需要在程序一开始马上清除所有的中断标志。这避免了无意间再次调用处理。为了确保万无一失，需要先清除标志，再读取，但是在我们的例子中，清除标志就已经足够了。 - -下面的这几行代码： - -``` -select { -case ch <- 0: - // Success -default: - leds[0].Clear() -} - -``` - -是Go语言中，如何在channel 上非阻塞地发送消息的方法。 中断处理程序无法一直等待channel 中的空余空间。如果channel已满，则执行default,开发板上的LED就会开启，直到下一次中断。 - -_ISRs_ 数组包含了中断向量表。 `//c:__attribute__((section(".ISRs")))` 会导致链接器将数组插入到 .ISRs section 中。 - -_blinky’s for_ 循环的新写法： - -``` -for range ch { - led.Clear() - delay.Millisec(100) - led.Set() - delay.Millisec(period - 100) -} - -``` - -等价于: - -``` -for { - _, ok := <-ch - if !ok { - break // Channel closed. - } - led.Clear() - delay.Millisec(100) - led.Set() - delay.Millisec(period - 100) -} - -``` - -注意，在这个例子中，我们不在意channel中收到的值，我们只对其接受到的消息感兴趣。我们可以在声明时，将channel元素类型中的 _int_ 用空结构体来代替，发送消息时， 用`struct{}{}` 结构体的值代替0，但这部分对新手来说可能会有些陌生。 - -让我们来编译一下代码: - -``` -$ egc -$ arm-none-eabi-size cortexm0.elf - text data bss dec hex filename - 11096 228 188 11512 2cf8 cortexm0.elf - -``` - -新的例子占用了11324字节的Flash 空间，比上一个例子多占用了1132字节。 - -采用现在的时序，两个 _blinky_ goroutines 从channel 中获取数据的速度，比 _timerISR_ 发送数据的速度要快。所以它们在同时等待新数据，你还能观察到 _select_ 的随机性，这也是[Go 规范][13]所要求的. - -![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/channels1.png) - -开发板上的LED一直没有亮起，说明channel 从未出现过溢出。 - -我们可以加快消息发送的速度，将 `timer.ARR.Store(700)` 改为 `timer.ARR.Store(200)`。 现在 _timerISR_ 每秒钟发送5条消息，但是两个接收者加起来，每秒也只能接受4条消息。 - - -![STM32F030F4P6](https://ziutek.github.io/images/mcu/f030-demo-board/channels2.png) - -正如你所看到的， _timerISR_ 开启黄色LED灯，意味着 channel 上已经没有剩余空间了。 - -第一部分到这里就结束了。你应该知道，这一部分并未展示Go中最重要的部分， _接口_. - -Goroutine 和channel 只是一些方便好用的语法。你可以用自己的代码来替换它们，这并不容易，但也可以实现。 接口是Go 语言的基础。这是文章中 [第二部分][14]所要提到的. - -在Flash上我们还有些剩余空间. - --------------------------------------------------------------------------------- - -via: https://ziutek.github.io/2018/03/30/go_on_very_small_hardware.html - -作者：[ Michał Derkacz][a] -译者：[译者ID](https://github.com/译者ID) -校对：[校对者ID](https://github.com/校对者ID) - -本文由 [LCTT](https://github.com/LCTT/TranslateProject) 原创编译，[Linux中国](https://linux.cn/) 荣誉推出 - -[a]:https://ziutek.github.io/ -[1]:https://en.wikipedia.org/wiki/ARM_Cortex-M#Cortex-M0 -[2]:https://ziutek.github.io/2018/03/30/go_on_very_small_hardware.html -[3]:http://www.st.com/content/st_com/en/products/microcontrollers/stm32-32-bit-arm-cortex-mcus/stm32-mainstream-mcus/stm32f0-series/stm32f0x0-value-line/stm32f030f4.html -[4]:https://golang.org/ -[5]:https://github.com/ziutek/emgo -[6]:https://github.com/ziutek/emgo/tree/master/egpath/src/stm32/hal -[7]:http://www.st.com/resource/en/reference_manual/dm00091010.pdf -[8]:https://github.com/ziutek/emgo -[9]:https://en.wikipedia.org/wiki/APNG -[10]:http://apngasm.sourceforge.net/ -[11]:https://blog.golang.org/share-memory-by-communicating -[12]:http://infocenter.arm.com/help/topic/com.arm.doc.ddi0432c/Cihbecee.html -[13]:https://golang.org/ref/spec#Select_statements -[14]:https://ziutek.github.io/2018/04/14/go_on_very_small_hardware2.html