Hi3861_WiFi IoT工程：理解IoT外設(shè)控制模塊

作者：liangkz 2021-04-29 09:52:25

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Hi3861_WiFi IoT工程的一點(diǎn)理解

4.理解IoT外設(shè)控制模塊

Hi3861開發(fā)板，最主要的功能，就是利用IoT外設(shè)控制模塊提供對外圍設(shè)備的操作能力，對外圍設(shè)備操作接口包括了GPIO， I2C， I2S等等，詳情見README。

這一節(jié)我們就從上到下看一下是怎么實(shí)現(xiàn)這些控制的。

我們先看一下官方提供的應(yīng)用示例程序：

applications\sample\wifi-iot\app\iothardware\ BUILD.gn + led_example.c

4.1 BUILD.gn 的展開

.c 文件等下再看，先看BUILD.gn：

include_dirs = [ 
 
     "//utils/native/lite/include",                                    # A 
 
     "//kernel/liteos_m/components/cmsis/2.0",           # B 
 
     "//base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite",  # C 
 
 ]

#A：進(jìn)到 //utils/native/lite目錄，先看readme。

公共基礎(chǔ)庫存放OpenHarmony通用的基礎(chǔ)組件。這些基礎(chǔ)組件可被OpenHarmony各業(yè)務(wù)子系統(tǒng)及上層應(yīng)用所使用。 
 
公共基礎(chǔ)庫在不同平臺上提供的能力： 
 
LiteOS-M內(nèi)核(Hi3861平臺)：KV存儲(chǔ)、文件操作、IoT外設(shè)控制、Dump系統(tǒng)屬性。 
 
LiteOS-A內(nèi)核(Hi3516、Hi3518平臺)：KV存儲(chǔ)、定時(shí)器、數(shù)據(jù)和文件存儲(chǔ)的JS API、Dump系統(tǒng)屬性。

include目錄包含了很重要的頭文件，應(yīng)用開發(fā)或者鴻蒙系統(tǒng)內(nèi)部其他模塊，要調(diào)用這個(gè)公用基礎(chǔ)庫提供的功能時(shí)，都需要包含這個(gè)路徑的頭文件，其中：

1. hos_init.h/ohos_init.h 就定義了 SYS_RUN() 這一組宏，也就是下面led_example.c中使用到的SYS_RUN(LedExampleEntry); 按這里的定義一路展開，最終會(huì)在通過.zinitcall.run2.init 段中的 __zinitcall_run_app_entry 去執(zhí)行 LedExampleEntry()。

唐佐林老師的《SYS_RUN()和MODULE_INIT()之間的那些事》有非常詳細(xì)的分析，請去看原文。

2. utils_file.h 定義了經(jīng)過Utils封裝的文件操作接口，UtilsFileXxx() 的實(shí)現(xiàn)，就在上一級的file/ 目錄下，

UtilsFileXxx() 
{ 
    return HalFileXxx();   
}

而這個(gè)HalFileXxx() 硬件抽象層的接口，就是下圖的 KAL 這個(gè)位置，也見 #B 的截圖：

HalFileXxx() 再下去就到了LiteOS_M內(nèi)核提供的文件操作接口hi_xxx()了見 #B的截圖。

3. utils_list.h 定義和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)雙向鏈表結(jié)構(gòu)，這個(gè)結(jié)構(gòu)非常重要。

剛好我這兩天看到《v01.10鴻蒙內(nèi)核源碼分析(雙向鏈表篇)》，也推薦去看原文。

公用基礎(chǔ)庫的目錄結(jié)構(gòu)如上圖，細(xì)節(jié)就不繼續(xù)展開了，請自行閱讀理解。

#B：進(jìn)入//kernel/liteos_m/目錄，先看readme。

下面這張“LiteOS-M核內(nèi)核架構(gòu)圖”，結(jié)合 #A上面的截圖(或者完整的鴻蒙系統(tǒng)架構(gòu)圖)，要深入理解一下：

KAL(Kernel Abstract Layer，內(nèi)核抽象層)，是鴻蒙系統(tǒng)框架層(Framework)與內(nèi)核(LiteOS_M、LiteOS_A、Linux內(nèi)核) 之間的接口，鴻蒙系統(tǒng)框架層與內(nèi)核層是通過KAL接口進(jìn)行隔離和解耦的。

KAL可以按照cmsis標(biāo)準(zhǔn)或者posix標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)Framework和kernel的對接，目前代碼看到的是按cmsis-rtos v2 標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)的。

【這里要注意，鴻蒙系統(tǒng)完整代碼下的kernel/liteos_m/ 與本項(xiàng)目的kernel/liteos_m/ 目錄，結(jié)構(gòu)上存在一些差異，但基本上不影響理解，我是兩者同時(shí)對比著看的，鴻蒙系統(tǒng)完整代碼的目錄結(jié)構(gòu)(如下)明顯更加合理：

詳見 README。

但在本工程Hi3861_Wifiiot里，還是按照工程的實(shí)際目錄來分析。】

進(jìn)入components目錄：

kal 子目錄，看上去實(shí)現(xiàn)了一組KalXxx()接口，主要是timer相關(guān)的，都是調(diào)用了內(nèi)核的 LOS_Xxx()來實(shí)現(xiàn)的。

cmsis子目錄，這就是按照cmsis-rtos v2標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)的一組接口，進(jìn)去看一下，主要是獲取內(nèi)核信息、線程管理、timer管理的。我們在led_example.c中調(diào)用的創(chuàng)建線程的接口osThreadNew()就是在這里實(shí)現(xiàn)的。

關(guān)于cmsis-rtos v2標(biāo)準(zhǔn)及相關(guān)接口，建議看官網(wǎng)的Reference：

https://www.keil.com/pack/doc/cmsis/rtos2/html/group__CMSIS__RTOS.html

CSDN上XinLiBK將其翻譯成中文了：

https://blog.csdn.net/u012325601/category_9274156.html

我在《鴻蒙系統(tǒng)的啟動(dòng)流程v3.0》一文中提到，我驗(yàn)證確認(rèn)了Hi3861_Wifiiot\kernel\liteos_m\目錄下的kernel 雖然沒有編譯，但是components是有編譯的，可以在里面加log，跑起來可以打印log。

#C：進(jìn)入//base/iot_hardware/目錄，先看readme。

IoT外設(shè)控制模塊提供對外圍設(shè)備的操作能力。 
 
本模塊提供如下外圍設(shè)備操作接口：ADC, AT, FLASH, GPIO, I2C, I2S, PARTITION, PWM, SDIO, UART, WATCHDOG等。 
 
IoT外設(shè)控制模塊使用C語言編寫，目前僅支持Hi3861開發(fā)板。

源代碼目錄結(jié)構(gòu)不夠詳細(xì)，看我再來個(gè)稍微完整的表格，再理一下他們之間的調(diào)用關(guān)系：

這里 include 的 //base/iot_hardware/interfaces/kits/wifiiot_lite 就是上表中“B的聲明”，上下層之間的調(diào)用關(guān)系見最右邊一列。

4.2 led_example.c 的展開

好像把上面 4.1 小結(jié)理解透了，led_example.c 也就自然理解了，這里就一筆帶過。

開始：

#include 公用基礎(chǔ)庫頭文件

#include KAL層提供的cmsis線程管理相關(guān)頭文件

#include 框架層封裝的IoT控制模塊頭文件

1. 通過公用基礎(chǔ)庫提供的宏SYS_RUN(LedExampleEntry)引導(dǎo)進(jìn)入LedExampleEntry;

2. LedExampleEntry不能做堵塞類事情，因?yàn)闀?huì)影響其他應(yīng)用的啟動(dòng)，調(diào)用cmsis接口創(chuàng)建一個(gè)線程LedTask，專門處理控制Led燈開關(guān)的事情。

3. LedTask調(diào)用框架層IoT控制相關(guān)接口(上圖中最右列的調(diào)用B這一步)，然后逐層向下調(diào)用，最終實(shí)現(xiàn)LED燈的開關(guān)控制。

結(jié)束。

4.3 IoT外設(shè)控制模塊的整體理解

官方提供的上述示例程序，僅僅展示了如何通過GPIO去控制Hi3861 WLAN主板上的一顆LED燈。

整套開發(fā)板還有其他的擴(kuò)展板，包括通用底板、顯示屏板、NFC板、智能三色燈板等等(官方資料包中還提供了更多的擴(kuò)展硬件功能的指導(dǎo)說明)，板子上不同的硬件分別可以通過不同的接口去進(jìn)行控制。

要調(diào)試某個(gè)板子的硬件，需要先去 //vendor/hisi/hi3861/hi3861/build/config/usr_config.mk 打開對應(yīng)的SUPPORT宏：

# BSP Settings 
# 
# CONFIG_I2C_SUPPORT is not set 
# CONFIG_I2S_SUPPORT is not set 
# CONFIG_SPI_SUPPORT is not set 
# CONFIG_DMA_SUPPORT is not set 
# CONFIG_SDIO_SUPPORT is not set 
# CONFIG_SPI_DMA_SUPPORT is not set 
# CONFIG_UART_DMA_SUPPORT is not set 
# CONFIG_PWM_SUPPORT is not set 
# CONFIG_PWM_HOLD_AFTER_REBOOT is not set 
CONFIG_AT_SUPPORT=y 
CONFIG_FILE_SYSTEM_SUPPORT=y 
CONFIG_UART0_SUPPORT=y 
CONFIG_UART1_SUPPORT=y 
# CONFIG_UART2_SUPPORT is not set 
# end of BSP Settings

這些宏會(huì)在系統(tǒng)啟動(dòng)app_main()的peripheral_init()外圍設(shè)備初始化階段，對相關(guān)控制接口和數(shù)據(jù)接口做初始化，之后就可以進(jìn)行調(diào)試了，調(diào)試套路和相關(guān)控制流程，與上面LED燈的控制大同小異。

整套開發(fā)板的的詳細(xì)資料，可以去潤和官網(wǎng)去下載：

http://www.hihope.org/download/download.aspx?mtt=8

資料中包含了硬件的數(shù)據(jù)手冊、原理圖、demo code以及更多的擴(kuò)展說明，看起來可玩性還是蠻高的。

總結(jié)：

總的來說，Hi3861_WiFiIot開發(fā)板+工程項(xiàng)目，還是非常適合新手入門學(xué)習(xí)鴻蒙系統(tǒng)的設(shè)備開發(fā)的，從簡單的東西入手，可以逐步漸進(jìn)，把系統(tǒng)架構(gòu)圖中的：上下層次關(guān)系、模塊組件關(guān)系等各種流程都理一遍，不至于一步踏進(jìn)完整鴻蒙系統(tǒng)的汪洋大海中，舉足難進(jìn)。

下一步的學(xué)習(xí)，還是先以這個(gè)工程為主，結(jié)合完整鴻蒙的代碼，其他還沒有涉足的模塊/組件都去了解一下，把板子玩熟，把設(shè)備開發(fā)的整體通路打通，形成自己的理解體系，多做總結(jié)進(jìn)行分享，為鴻蒙生態(tài)貢獻(xiàn)微薄之力。

以上，也算是我對前一階段自己學(xué)習(xí)的所得的一點(diǎn)總結(jié)吧。

寫到這里，我想喊一句口號，類似“邁出第一小步，夢想是星辰大海”之類的，突然想起hb set的產(chǎn)品類別名稱：wifiiot_hispark_pegasus，說的不就是這個(gè)意思嗎，從spark到pegasus，從星星之火到星辰大海。

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