Платформа
В этой лекции мы поговорим об аппаратном и программном обеспечении. Что касается аппаратного обеспечения, то мы познакомимся с Red-V Thing Plus. И, что касается программного обеспечения, мы узнаем, как использовать Freedom Studio, которая является программной средой от SiFive. Мы узнаем, как создать проект, как загрузить ваши приложения на плате и как отлаживать ваши приложения. Мы будем делать это шаг за шагом, чтобы вы могли легко ознакомиться с этими инструментами.
К концу этой лекции вы должны:
- Иметь представление об аппаратном и программном обеспечении, с которым мы будем работать на протяжении всего курса.
- Уметь создавать проект для платы Red-V Thing Plus в Freedom Studio.
- Уметь загружать приложения на свою плату Red-V Thing Plus.
- Уметь отлаживать свой код с помощью Freedom Studio.
Платформа разработки
Приступая к работе
В этой последовательности вы познакомитесь с аппаратной и программной платформой, которую мы будем использовать на протяжении всего курса. SiFive Freedom Studio, отличная среда IDE, поддерживающая микроконтроллер Red-V Thing Plus.
Если вы решили пройти этот курс, не изучая вместе с кодом на физической плате, вы можете расслабиться и плавно пройти материал курса. Пожалуйста, не стесняйтесь бегло просматривать все предстоящие практические разделы, всегда обращая особое внимание на то, как и почему мы предпринимаем каждый шаг.
Если вы следите за ходом работы, не стесняйтесь вносить изменения в код и экспериментировать со своими идеями. Если вы не уверены в какой-то идее или вам нужен совет, пожалуйста, свяжитесь с форумом курса.
Пожалуйста, просмотрите ссылки в каждом разделе и добавьте полезные из них в закладки для дальнейшего использования. Вы также можете найти ссылки и ресурсы в загружаемом PDF-документе здесь, а также в разделе раздаточных материалов курса.
Плата RISC-V
Первый элемент, который нам нужно обсудить, - это плата разработки Red-V Thing Plus, оснащенная микроконтроллером SiFive, или MCU. Вот подробно изображено на рисунке 1.1 Red-V Thing Plus.
Одной из главных особенностей этой платы является то, что она не содержит большого количества аппаратных средств вокруг микроконтроллера, поэтому вы можете сосредоточиться на создании собственных приложений, используя то оборудование, которое вы выберете для подключения к плате. Это идеальный тип микроконтроллерной платформы для обучения. Ознакомьтесь с принципиальной схемой чтобы увидеть, насколько проста эта плата.
Давайте посмотрим, что на ней находится ( рис.1.2):
Самый большой чип на плате - это не микроконтроллер RISC-V, а микроконтроллер NXP Kinetis ARM Cortex-M4 MCU, используемый в качестве интерфейса программирования для обеспечения бесшовного интерфейса USB для передачи ваших приложений из IDE в микроконтроллер RISC-V.
Микроконтроллер RISC-V - второй по величине чип на плате, с буквой S внутри пятиугольника (это логотип SiFive). Это Freedom E310-G002, который основан на очень популярном процессорном ядре RV32IMAC.
Микросхема в самом верху рисунка - это флэш-память QSPI с 4 Мбайт для хранения ваших программ. Такого объема памяти достаточно даже для больших приложений, работающих на микроконтроллере.
На плате есть две кнопки специального назначения: одна для сброса настроек микроконтроллера и одна для вывода микроконтроллера из режима глубокого сна с низким энергопотреблением.
Также, прямо над кнопкой Запуска, на плате есть разъем qwiic, позволяющий легко подключать ваши qwiic-устройства. Qwiic - это соединительная система, разработанная SparkFun Electronics для создания широкого спектра устройств I2C, таких как датчики и исполнительные механизмы, что устраняет необходимость пайки.
Теперь давайте посмотрим на плату снизу, рисунок 1.3:
Рис. 1.3. Red-V Thing Plus вид снизу, показывающий распиновку панели (Взято с SparkFun Electronics, в рамках CC BY 2.0)
На этой плате имеется 19 выводов ввода-вывода, расположенных в 2 рядах прокладок со сквозными отверстиями, к которым, при желании, можно припаять разъемы.
Среда разработки
IDE, которую мы будем использовать в этом курсе, - это SiFive Freedom Studio. Вы можете загрузить ее на официальном сайте. Просто поищите Freedom Studio (не Freedom E SDK).
На момент создания этого курса последней версией была 2021.04.1. Это программное обеспечение доступно для Windows, macOS и Linux.
В остальной части курса будут показаны скриншоты и процедуры для настройки Windows 10. Пожалуйста, имейте в виду, что Freedom Studio может иметь незначительные изменения в macOS и Linux, поэтому, пожалуйста, свяжитесь с нами на форуме курса, если у вас возникнут какие-либо трудности.
Установка Freedom Studio проста, но SiFive рекомендует вам ознакомиться с руководством по установке в руководстве Freedom Studio. Там вы найдете важные шаги по правильной установке IDE.
Например, если вы используете Windows, загружаемый файл представляет собой большой zip-архив со всеми файлами, необходимыми для запуска Freedom Studio, поэтому классического установщика для Windows не существует. Однако, программное обеспечение содержит файлы с длинными глубокими путями, которые могут превышать максимальное количество символов, поддерживаемых Windows. Рекомендуемый обходной путь - извлечь zip-архив не в папку Program Files, а в короткий путь без пробелов.