搭配使用 FreeRTOS 體

重要

此頁面指的是已棄用的亞馬遜 FreeRTOS 存儲庫。建議您在建立新專案時從這裡開始。如果您已經有一個現有的 FreeRTOS 專案以目前已取代的亞馬遜免費伺服器儲存庫為基礎，請參閱亞馬遜自由 Github 存儲庫遷移指南.

您可以使用 CMake 從 FreeRTOS 應用程序源代碼生成項目構建文件，並構建和運行源代碼。

您也可以使用 IDE 在符合 FreeROS 資格的裝置上編輯、偵錯、編譯、快閃記憶體和執行程式碼。每個電路板特定的入門指南都包含了設定 IDE 特定平台的說明。如果您偏好在沒有 IDE 的情況下作業，則可使用第三方的程式碼編輯與除錯工具來開發和除錯程式碼，再接著使用 CMake 建置並執行應用程式。

以下主機板支援使用 CMake：

• 濃縮咖啡 ESP32-DevKit C

• Espressif ESP-WROVER-KIT

• Infineon XMC4800 IoT 連線套件

• Marvell MW320 AWS IoT 入門套件

• Marvell MW322 AWS IoT 入門套件

• Microchip Curiosity PIC32MZEF 套件

• Nordic nRF52840 DK Development kit

• STMicroelectronicsSTM32L4 Discovery Kit IoT Node

• Texas Instruments CC3220SF-LAUNCHXL

• Microsoft Windows 模擬器

請參閱下列主題，以取得有關搭配 FreeRTOS 使用 CMake 的詳細資訊。

先決條件

請確認您的主機機器符合下列先決條件，再繼續操作：

• 您的裝置的編譯工具鏈必須支援該機器的作業系統。且 CMake 需支援 Windows、macOS 和 Linux 的所有版本。

  不支援「適用於 Linux 的 Windows 子系統 (WSL)」。在 Windows 機器上使用原生 CMake。

• 您必須安裝 CMake 3.13 版或更新版本。

  您可以從 CMake.org 下載 CMake 的二進位分發。

  注意

  如果您已下載 CMake 的二進位分發版本，請務必先新增 CMake 可執行檔至 PATH 環境變數，再從命令列使用 CMake。

  您也可以使用套件管理員來下載並安裝 CMake，例如 macOS 上的 homebrew，以及 Windows 上的 scoop 或 chocolatey。

  注意

  在軟件包管理器中為許多 Linux 發行版提供的 CMake 軟件包版本是 out-of-date。如果分發版本的套件管理員未提供 CMake 最新版本，您可以嘗試換成其他套件管理員，例如 linuxbrew 或 nix。

• 您必須有相容的原生建置系統。

  CMake 可以將許多原生建置系統當作目標，包括 GNU Make 或 Ninja。Make 和 Ninja 都可透過套件管理員來安裝在 Linux、macOS 和 Windows 上。如果您在 Windows 上使用 Make，則可從 Equation 安裝獨立版本，或是安裝 Make 隨附的 MinGW。

  注意

  MinGW 中的 Make 可執行檔稱為 mingw32-make.exe，而不是 make.exe。

  我們建議您使用 Ninja，因為它比 Make 更快，且可為所有桌面作業系統提供原生支援。

使用協力廠商程式碼編輯器和偵錯工具開發 FreeRTOS 應用

您可以使用程式碼編輯器和偵錯延伸模組或協力廠商偵錯工具來開發 FreeRTOS 的應用程式。

舉例來說，如果您將 Visual Studio 程式碼做為程式碼編輯器，就能將 Cortex-Debug VS 程式碼擴充功能做為除錯工具進行安裝。應用程式開發完畢後，即可呼叫 CMake 命令列工具從 VS 程式碼內建置專案。如需使用 CMake 建立 FreeRTOS 應用程式的詳細資訊，請參閱使用 CMake 構建 FreeRTOS 務。

若要進行除錯，您可提供具備除錯組態的 VS 程式碼，該組態類似如下：

"configurations": [
    {
        "name": "Cortex Debug",
        "cwd": "${workspaceRoot}",
        "executable": "./build/st/stm32l475_discovery/aws_demos.elf",
        "request": "launch",
        "type": "cortex-debug",
        "servertype": "stutil"
    }
]

使用 CMake 構建 FreeRTOS 務

根據預設，CMake 以您的主機作業系統作為目標系統。若要將它用於跨編譯，CMake 需要指定您想使用之編譯器的工具鏈檔案。在 FreeRTOS 中，我們在中提供預設的工具鏈檔案freertos/tools/cmake/toolchains。提供此檔案到 CMake 的方法取決於您是否使用 CMake 命令列界面或 GUI。有關更多詳細資訊，請參閱下面的 產生建置檔案 (CMake 命令行工具) 指示。有關 CMake 中交叉編譯的更多信息，請參閱 CrossCompilingCMake 官方維基。

建置以 CMake 為基礎的專案

1. 執行 CMake 來產生原生建置系統的建置檔案，例如 Make 或 Ninja。

   您可以使用 CMake 命令列工具或 CMake GUI，為您的原生建置系統產生建置檔案。

   如需有關產生 FreeRTOS 組建檔案的資訊，請參閱產生建置檔案 (CMake 命令行工具)和產生建置檔案 (CMake GUI)。

2. 叫用原生建置系統將專案製成可執行檔。

   如需建立 FreeRTOS 建置檔案的詳細資訊，請參閱從生成的構建文件構建 FreeRTOS。

產生建置檔案 (CMake 命令行工具)

您可以使用 CMake 命令列工具 (cmake) 來產生 FreeRTOS 的組建檔案。若要產生建置檔案，您需要指定一個目標電路板、編譯器和原始程式碼的位置並建立目錄。

您可將下列選項用於 cmake：

• -DVENDOR— 指定目標電路板。

• -DCOMPILER— 指定編譯器。

• -S— 指定原始程式碼的儲存庫存庫的位置。

• -B— 指定產生之建置檔案的位置。

注意

編譯器必須在系統的 PATH 變數中，否則您必須指定編譯器的位置。

例如，如果廠商是 Texas Instruments，電路板是 CC3220 Launchpad，而編譯器是 GCC for ARM，您可以發出以下命令，從目前的目錄將下列原始檔案建置到名為 build-directory 的目錄中：

cmake -DVENDOR=ti -DBOARD=cc3220_launchpad -DCOMPILER=arm-ti -S . -B build-directory

注意

如果您使用 Windows，則必須指定原生建置系統，因為 CMake 預設會使用 Visual Studio。例如：

cmake -DVENDOR=ti -DBOARD=cc3220_launchpad -DCOMPILER=arm-ti -S . -B build-directory -G Ninja

或者：

cmake -DVENDOR=ti -DBOARD=cc3220_launchpad -DCOMPILER=arm-ti -S . -B build-directory -G "MinGW Makefiles"

規則表達式 ${VENDOR}.* 和 ${BOARD}.* 用來搜尋相符的電路板，因此，您在 VENDOR 和 BOARD 選項中不需要使用廠商和電路板的全名。部分名稱假如只有單一相符項，亦可使用。例如，以下命令從相同的來源產生相同的建置檔案：

cmake -DVENDOR=ti -DCOMPILER=arm-ti -S . -B build-directory

cmake -DBOARD=cc3220 -DCOMPILER=arm-ti -S . -B build-directory

cmake -DVENDOR=t -DBOARD=cc -DCOMPILER=arm-ti -S . -B build-directory

如果您想要使用的工具鏈檔案不是位於預設目錄 cmake/toolchains，您可以使用 CMAKE_TOOLCHAIN_FILE 選項。例如：

cmake -DBOARD=cc3220 -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE='/path/to/toolchain_file.cmake' -S . -B build-directory

如果工具鏈檔案不使用絕對路徑來尋找您的編譯器，而且您未將您的編譯器新增到 PATH 環境變數，則 CMake 可能找不到它。為了確保 CMake 可找到您的工具鏈檔案，您可以使用 AFR_TOOLCHAIN_PATH 選項。此選項會搜尋指定的工具鏈目錄路徑和 bin 下的工具鏈子資料夾。例如：

cmake -DBOARD=cc3220 -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE='/path/to/toolchain_file.cmake' -DAFR_TOOLCHAIN_PATH='/path/to/toolchain/' -S . -B build-directory

若要啟用除錯，請將 CMAKE_BUILD_TYPE 設為 debug。啟用此選項後，CMake 將調試標誌添加到編譯選項中，並使用調試符號構建 FreeRTOS。

# Build with debug symbols
cmake -DBOARD=cc3220 -DCOMPILER=arm-ti -DCMAKE_BUILD_TYPE=debug -S . -B build-directory

您也可以將 CMAKE_BUILD_TYPE 設為 release，以將最佳化旗標新增到編譯選項。

產生建置檔案 (CMake GUI)

您可以使用 CMake 圖形用戶界面來生成 FreeRTOS 構建文件。

使用 CMake GUI 產生建置檔案

1. 從命令列發出 cmake-gui，以啟動 GUI。

2. 選擇 Browse Source (瀏覽來源) 並指定來源輸入，然後選擇 Browse Build (瀏覽建置) 並指定建置輸出。

   

3. 選擇 Configure (設定)，然後在 Specify the build generator for this project (指定此專案的建置產生器) 下方，尋找和選擇您要用來建置所產生的建置檔案的建置系統。如果您沒有看到彈出式視窗，則您可能正在重複使用現有的建置目錄。在這種情況下，請從「檔案」功能表中選擇「刪除快取」來刪除 CMake 快取。

   

4. 選擇 Specify toolchain file for cross-compiling (指定跨編譯的工具鏈檔案)，然後選擇 Next (下一步)。

5. 選擇工具鏈檔案 (例如，freertos/tools/cmake/toolchains/arm-ti.cmake)，然後選擇 Finish (完成)。

   FreeRTOS 的預設組態為範本主機板，不提供任何可攜式圖層目標。因此，將出現含有訊息 的視窗。

   注意

   如果您看到以下錯誤：

   CMake Error at tools/cmake/toolchains/find_compiler.cmake:23 (message):
   Compiler not found, you can specify search path with AFR_TOOLCHAIN_PATH.

   表示該編譯器不在您的 PATH 環境變數中。您可以在 GUI 中設定 AFR_TOOLCHAIN_PATH 變數，以告訴 CMake 您安裝編譯器的位置。如果您沒有看到 AFR_TOOLCHAIN_PATH 變數，請選擇 Add Entry (新增項目)。在彈出視窗中的 Name (名稱) 下輸入 AFR_TOOLCHAIN_PATH。在 Compiler Path (編譯器路徑) 輸入編譯器路徑。例如，C:/toolchains/arm-none-eabi-gcc。

6. GUI 現在應該看起來像這樣：

   

   選擇 AFR_BOARD，選擇您的電路板，然後再次選擇 Configure (設定)。

7. 選擇 Generate (產生)。CMake 會產生建置系統檔案 (例如，makefiles 或 ninja 檔案)，這些檔案會出現在您在第一個步驟中指定的建置目錄中。請按照下一節的指示來產生二進位影像。

從生成的構建文件構建 FreeRTOS

使用原生建置系統進行建置

您可以從輸出二進位檔目錄呼叫建置系統命令，以原生建置系統來建置 FreeRTOS。

例如，如果您的建置檔案輸出目錄是 <build_dir>，而且您使用 Make 作為原生建置系統，請執行下列命令：

cd <build_dir>
make -j4

使用 CMake 建置

您也可以使用 CMake 命令列工具來建置 FreeRTOS。CMake 提供抽象層來呼叫原生建置系統。例如：

cmake --build build_dir

以下是 CMake 命令列工具建置模式的一些其他常見用法：

# Take advantage of CPU cores.
cmake --build build_dir --parallel 8

# Build specific targets.
cmake --build build_dir --target afr_kernel

# Clean first, then build.
cmake --build build_dir --clean-first

如需 CMake 建置模式的詳細資訊，請參閱 CMake 文件。