一、概述

（一）RT-Thread設(shè)備驅(qū)動

RT-Thread設(shè)備驅(qū)動開發(fā)指南》書籍是RT-thread官方出品撰寫，系統(tǒng)講解RT-thread IO設(shè)備驅(qū)動開發(fā)方法，從三方面進行講解。

基礎(chǔ)篇：對RT-thread以及設(shè)備框架進行介紹，再分別介紹基于IO框架中常用的外設(shè)設(shè)備，分別是UART、PIN、SPI/QSPI、HWTIMER、PWM、RTC、ADC、DAC、WDT。

進階篇：介紹基于IO框架中稍比基礎(chǔ)篇復(fù)雜的外設(shè)設(shè)備，分別是SDIO、Touch、LCD、sensor、MTD nor、MTD nand、脈沖編碼器、加解密設(shè)備、PM設(shè)備。

高級篇：介紹更為復(fù)雜的外設(shè)設(shè)備，分別是WLAN、ETH、audio mic、audio sound、USB、CAN。

（二）先楫hpmicro bsp

為了深入了解本書的內(nèi)容，得有一個單片機平臺進行案例剖析，除了本書籍以STM32的arm平臺進行介紹，還可以以先楫hpmicro單片機系列的riscv平臺進行講解。

剛好先楫在rtthread的bsp貢獻上，也是十分豐富。無論是在rtthread studio的bsp包上，還是rtthread倉庫的bsp支持上，都有提供了對應(yīng)的支持。

rtthread studio的SDK支持，包括了先楫目前所有的MCU系列。

而在RT-Thread上，bsp包的驅(qū)動支持上，也包括了rtthread大部分設(shè)備驅(qū)動。

二、開發(fā)方法

（一）層級結(jié)構(gòu)

RT-Thread 提供了一套簡單的 I/O 設(shè)備模型框架，如下圖所示，它位于硬件和應(yīng)用程序之間，共分成三層，從上到下分別是 I/O 設(shè)備管理層、設(shè)備驅(qū)動框架層、設(shè)備驅(qū)動層。

而作為單片機的定時器外設(shè)hwtimer功能，要對接到該IO設(shè)備框架，需要實現(xiàn)hwtimer設(shè)備的操作方法、設(shè)備的注冊、以及驅(qū)動的配置和驅(qū)動驗證。本文也是基于該開發(fā)方法進行闡述。

上述對應(yīng)的三層驅(qū)動層，在源碼上，可以device->hwtimer->drv_hwtimer，其中drv_hwtimer是先楫官方實現(xiàn)的對接框架的驅(qū)動層。

而設(shè)備驅(qū)動框架層，提供了ops操作接口，分別以下的接口需要驅(qū)動開發(fā)者實現(xiàn)注冊。

（二）創(chuàng)建hwtimer設(shè)備

對hwtimer設(shè)備來說，在驅(qū)動開發(fā)時，需要先從rt_hwtimer_t結(jié)構(gòu)中派生出新的hwtimer設(shè)備模型，然后根據(jù)自己的設(shè)備類型定義私有數(shù)據(jù)域。

同樣先楫的hwtimer drivers也定義了自己的由rt_hwtimer_t派生出來的hwtimer設(shè)備。

當(dāng)然一個MCU也支持多個hwtimer，一個hwtimer驅(qū)動可以支持多個hwtimer設(shè)備，可以通過使能BSP_USING_GPTMRx進行開啟

（三）實現(xiàn)hwtimer設(shè)備的操作方法

該操作方法就是上述所說的ops操作結(jié)構(gòu)，屬于驅(qū)動共用部分，也就是多個hwtimer設(shè)備可以共用一個ops操作。同樣先楫也實現(xiàn)了該操作方法，并且注冊到自身的hwtimer的父類hwtimer的ops中。

簡單舉例個操作方法的實現(xiàn)，比如獲取設(shè)備當(dāng)前值count_get，原型如下：

rt_uint32_t (*count_get)(struct rt_hwtimer_device *timer);

而先楫實現(xiàn)的count_get是以上的hpm_hwtimer_count_get，可以看到，內(nèi)部是先從timer獲取廠家自身定義的hwtimer設(shè)備，再從里面獲取硬件定時器的基地址控制句柄，然后使用先楫自身的驅(qū)動API獲取定時器的計數(shù)值進行返回。

（四）注冊hwtimer設(shè)備

注冊hwtimer設(shè)備，rtthread的IO設(shè)備框架提供了一個API：rt_device_hwtimer_register

從傳參句柄可知道，注冊時需要提供設(shè)備句柄timer，設(shè)備名稱name，用戶自定義data作為傳參。

在先楫的drv_hwtimer的驅(qū)動中，創(chuàng)建了個全局的hwtimer設(shè)備數(shù)組，里面包含了hwtimer的所有信息，包括設(shè)備名稱。然后在注冊初始化當(dāng)中，輪詢該數(shù)組使能的定時器設(shè)備依次注冊到rtthread的hwtimer設(shè)備當(dāng)中。

在開發(fā)指南當(dāng)中，特別提到了一個注意點，hwtimer設(shè)備句柄需要實現(xiàn)rt_hwtimer_info，定義硬件定時器的特征信息，如計數(shù)的最大最小頻率，最大計數(shù)值以及計數(shù)方向，而先楫也同樣進行了實現(xiàn)。

（五）hwtimer設(shè)備中斷處理

在開發(fā)指南中，該部分也需要實現(xiàn)，目的是將定時時間導(dǎo)致的中斷事件通知到hwtimer設(shè)備驅(qū)動框架，讓驅(qū)動框架完成后續(xù)的處理并通知應(yīng)用層。而該通知事件API則是rt_device_hwtimer_isr，該函數(shù)由rtthread的hwtimer設(shè)備驅(qū)動框架提供。

MCU下的hwtimer驅(qū)動，需要在中斷處理函數(shù)調(diào)用rt_device_hwtimer_isr函數(shù)，以便通知hwtimer設(shè)備驅(qū)動框架對應(yīng)中斷的發(fā)生。

在先楫的hwtimer驅(qū)動中也是基于這個實現(xiàn)通知事件。

從以上代碼可知，hpmicro實現(xiàn)的hwtimer設(shè)備驅(qū)動接管了定時器的通用中斷服務(wù)函數(shù)hpm_hwtmr_isr，然后內(nèi)部調(diào)用了rtthread的hwtimer設(shè)備驅(qū)動框架提供的rt_device_hwtimer_isr中斷處理函數(shù)，通知設(shè)備框架對應(yīng)的定時器定時時間到達。

（六）驅(qū)動配置

1、Kconfig配置

驅(qū)動配置主要通過Kconfig實現(xiàn)，這里使用hpm6750evk2的bsp V1.4.1作為說明。

在board文件夾中，有個Kconfig配置了hpm6750evk2的板載驅(qū)動信息。對于定時器驅(qū)動的相關(guān)選項如下：

RT_USING_HWTIMER：RT-thread的hwtimer設(shè)備驅(qū)動框架下的代碼對應(yīng)的宏定義，控制hwtimer的驅(qū)動框架的相關(guān)代碼是否會添加到工程中

BSP_USING_GPTMR：先楫的hwtimer驅(qū)動下的代碼對應(yīng)的宏定義，控制先楫的hwtimer驅(qū)動是否會添加到工程中

BSP_USING_GPTMR1: 使用先楫的定時器1

2、SConscript配置

libraries/drivers/SConscript文件為hwtimer驅(qū)動添加判斷選項，如果定義了BSP_USING_GPTMR，則對應(yīng)的驅(qū)動文件drv_hwtimer就會被添加到工程的源文件中。

三、驅(qū)動驗證

使用hpm6750evk2的bsp V1.4.1作為說明，新建timer_demo的示例工程。

編譯燒錄代碼，使用list_device查看設(shè)備，可以看到注冊的設(shè)備已經(jīng)包含了hwtimer這個設(shè)備。

運行自帶的shell命令hwtimer_sample，該命令會運行5s的定時，查看readme文檔

四、總結(jié)

1、基礎(chǔ)篇包含UART、PIN、SPI/QSPI、HWTIMER、PWM、RTC、ADC、DAC、WDT這些外設(shè)，本文以先楫適配的HWTIMER驅(qū)動進行說明，能感受到先楫對于rtthread驅(qū)動適配的完整性。

2、除了本文闡述的外設(shè)，其他基礎(chǔ)外設(shè)同樣適配完整。

審核編輯：劉清