From 2c08f8d273e8861a0caa4041730c9f5e5d415903 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Xingyu Wang Date: Tue, 24 Sep 2019 21:05:49 +0800 Subject: [PATCH 1/2] PRF @wenwensnow --- ...180330 Go on very small hardware Part 1.md | 164 +++++++----------- 1 file changed, 67 insertions(+), 97 deletions(-) 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 index cff72cade7..e4759907fc 100644 --- a/translated/tech/20180330 Go on very small hardware Part 1.md +++ b/translated/tech/20180330 Go on very small hardware Part 1.md @@ -1,46 +1,40 @@ -Go语言在极小硬件上的运用（第一部分） -============================================================ +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？ +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。 +![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), +* 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 -* 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。 +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。 +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。 +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。 +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 +如果你想接着本文的步骤做下去，需要先安装 Emgo ``` cd $HOME git clone https://github.com/ziutek/emgo/ cd emgo/egc go install - ``` 然后设置一下环境变量 @@ -56,32 +50,29 @@ export EGPATH=$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。 +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 _$HOME/bin_ 或 _/usr/local/bin_ 中。 +要确保 `egc` 在你的 `PATH` 中。 你可以使用 `go build` 来代替 `go install`，然后把 `egc` 复制到你的 `$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： +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： +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： @@ -91,12 +82,11 @@ $ 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。 +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： +不妨试试传统的 “Hello, World!” 程序： ``` package main @@ -106,7 +96,6 @@ import "fmt" func main() { fmt.Println("Hello, World!") } - ``` 不幸的是，这次结果有些糟糕： @@ -116,17 +105,15 @@ $ 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。 + “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： +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 @@ -160,33 +147,32 @@ func main() { delay.Millisec(900) } } - ``` -按照惯例， _init_ 函数用来初始化和配置外设。 +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. +`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）。 +`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。 +`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.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.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. +`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。 +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： @@ -211,17 +197,15 @@ 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。 +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!” +### 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: @@ -265,9 +249,9 @@ func main() { ``` -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。 +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: +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; @@ -278,27 +262,24 @@ 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. +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) -### Channels +### 通道 -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. +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 @@ -379,32 +360,26 @@ func timerISR() { 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） +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。 -2. 时钟（TIM3）作为中断源. +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）。 -3. 新函数 _timerISR_ 用来处理 _irq.TIM3_ 的中断. +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`。 -4. 新增容量为1 的缓冲channel 是为了 _timerISR_ 和 _blinky_ goroutines 之间的通信. +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。 -5. _ISRs_ 数组作为 _中断向量表_，是 更大的_异常向量表_ 的一部分. +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。 -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。 +`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： @@ -415,14 +390,13 @@ case ch <- 0: 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。 +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 section 中。 +`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’s for_ 循环的新写法： +`blinky` 的 `for` 循环的新写法： ``` for range ch { @@ -431,10 +405,9 @@ for range ch { led.Set() delay.Millisec(period - 100) } - ``` -等价于: +等价于： ``` for { @@ -447,10 +420,9 @@ for { 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。 +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: @@ -459,37 +431,35 @@ $ 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。 +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. +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。 +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 channel 上已经没有剩余空间了。 +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_. +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. +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. +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) +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 From 04a391b6d20f60b0b1e6889c4f9a6a54706f6fec Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Xingyu Wang Date: Tue, 24 Sep 2019 21:06:17 +0800 Subject: [PATCH 2/2] PUB @wenwensnow https://linux.cn/article-11383-1.html --- .../20180330 Go on very small hardware Part 1.md | 0 1 file changed, 0 insertions(+), 0 deletions(-) rename {translated/tech => published}/20180330 Go on very small hardware Part 1.md (100%) diff --git a/translated/tech/20180330 Go on very small hardware Part 1.md b/published/20180330 Go on very small hardware Part 1.md similarity index 100% rename from translated/tech/20180330 Go on very small hardware Part 1.md rename to published/20180330 Go on very small hardware Part 1.md