From a37ec9bae6b076c5ca94b9d84278198369286b54 Mon Sep 17 00:00:00 2001 From: Wang Fang Date: Tue, 11 Jun 2019 01:48:36 +0800 Subject: [PATCH] add translation for ulp cmake fix formatting update translation update translation formatting --- docs/en/api-guides/ulp-cmake.rst | 2 + docs/zh_CN/api-guides/index.rst | 2 +- docs/zh_CN/api-guides/ulp-cmake.rst | 168 +++++++++++++++++++++++++++- 3 files changed, 170 insertions(+), 2 deletions(-) diff --git a/docs/en/api-guides/ulp-cmake.rst b/docs/en/api-guides/ulp-cmake.rst index eb9826597c..0391ab73d1 100644 --- a/docs/en/api-guides/ulp-cmake.rst +++ b/docs/en/api-guides/ulp-cmake.rst @@ -1,6 +1,8 @@ ULP coprocessor programming (CMake) =================================== +:link_to_translation:`zh_CN:[中文]` + .. toctree:: :maxdepth: 1 diff --git a/docs/zh_CN/api-guides/index.rst b/docs/zh_CN/api-guides/index.rst index 18e1a51a80..c6f9690c2a 100644 --- a/docs/zh_CN/api-guides/index.rst +++ b/docs/zh_CN/api-guides/index.rst @@ -22,7 +22,7 @@ API 指南 分区表 Secure Boot <../security/secure-boot> ULP Coprocessor - ULP Coprocessor (CMake) + ULP 协处理器 (CMake) 单元测试 单元测试 (CMake) 应用层跟踪 diff --git a/docs/zh_CN/api-guides/ulp-cmake.rst b/docs/zh_CN/api-guides/ulp-cmake.rst index 2004933da9..3450425884 100644 --- a/docs/zh_CN/api-guides/ulp-cmake.rst +++ b/docs/zh_CN/api-guides/ulp-cmake.rst @@ -1 +1,167 @@ -.. include:: ../../en/api-guides/ulp-cmake.rst +ULP 协处理器编程 (CMake) +=================================== + +:link_to_translation:`en:[English]` + +.. toctree:: + :maxdepth: 1 + + 指令集参考 + 使用宏进行编程(遗留) + + +ULP(Ultra Low Power 超低功耗)协处理器是一种简单的有限状态机 (FSM),可以在主处理器处于深度睡眠模式时,使用 ADC、温度传感器和外部 I2C 传感器执行测量操作。ULP 协处理器可以访问 RTC_SLOW_MEM 内存区域及 RTC_CNTL、RTC_IO、SARADC 等外设寄存器。ULP 协处理器使用 32 位固定宽度的指令,32 位内存寻址,配备 4 个 16 位通用寄存器。 + +安装工具链 +------------------------ + +ULP 协处理器代码是用汇编语言编写的,并使用 `binutils-esp32ulp 工具链`_ 进行编译。 + +1. 从提供的网址中下载最新工具链的预编译二进制文件:https://github.com/espressif/binutils-esp32ulp/releases. + +2. 将工具链解压缩到一个目录中,并将工具链的 ``bin/`` 目录路径添加到 ``PATH`` 环境变量中。 + +编译 ULP 代码 +------------------ + +若需要将 ULP 代码编译为某组件的一部分,则必须执行以下步骤: + +1. 用汇编语言编写的 ULP 代码必须导入到一个或多个 .S 扩展文件中,且这些文件必须放在组件目录中一个独立的目录中,例如 `ulp/`。 + +.. note: + 该目录不要添加到 ``COMPONENT_SRCDIRS`` 环境变量中。因为 ESP-IDF 构建系统将基于文件扩展名编译在 ``COMPONENT_SRCDIRS`` 中搜索到的文件。对于 ``.S`` 文件,使用的是 ``xtensa-esp32-elf-as`` 汇编器。但这并不适用于 ULP 程序集文件,因此体现这种区别的最简单方法就是将 ULP 程序集文件放到单独的目录中。同样,ULP 程序集源文件也不应该添加到 ``COMPONENT_SRCS`` 中。请参考如下步骤,查看如何正确添加 ULP 程序集源文件。 + +2. 修改组件 CMakeLists.txt,添加必要的 ULP CMake 定义,示例如下:: + + set(ULP_APP_NAME ulp_${COMPONENT_NAME}) + set(ULP_S_SOURCES ulp/ulp_assembly_source_file.S) + set(ULP_EXP_DEP_SRCS "ulp_c_source_file.c") + include(${IDF_PATH}/components/ulp/component_ulp_common.cmake) + +代码解释如下: + +``set(ULP_APP_NAME ulp_${COMPONENT_NAME})`` + 为生成的 ULP 应用程序设置名称,不带扩展名。此名称用于 ULP 应用程序的构建输出:ELF 文件、.map 文件、二进制文件、生成的头文件和链接器导出文件。 + +``set(ULP_S_SOURCES "ulp/ulp_assembly_source_file_1.S ulp/ulp_assembly_source_file_2.S")`` + 设置要传递给 ULP 汇编器的程序集文件列表,用空格隔开,路径可以是绝对路径,也可以是组件 CMakeLists.txt 的相对路径。 + +``set(ULP_EXP_DEP_SRCS "ulp_c_source_file_1.c ulp_c_source_file_2.c")`` + 设置组件中源文件名称的列表。所有包含被生成的头文件的原文件都必须在列表里。此列表建立正确构建依赖项,并确保在构建过程会先生成才编译包含头文件的原文件。请参考下文,查看为 ULP 应用程序生成的头文件等相关概念。此列表需要用空格隔开,路径可以是组件 CMakeLists.txt 文件的相对路径,也可以是绝对路径。 + +``include(${IDF_PATH}/components/ulp/component_ulp_common.cmake)`` + 包含 ULP 编译步骤的通用定义。使用 ULP 工具链为 ULP 目标文件、ELF 文件、二进制文件等设置编译规则。 + +3. 使用常规方法(例如 `idf.py app`)编译应用程序 + + 在内部,编译系统将按照以下步骤编译 ULP 程序: + + 1. **通过 C 预处理器运行每个程序集文件 (foo.S)。** 此步骤在组件编译目录中生成预处理的程序集文件 (foo.ulp.S),同时生成依赖文件 (foo.ulp.d)。 + + 2. **通过汇编器运行预处理过的汇编源码。** 此步骤会生成目标文件 (foo.ulp.o) 和清单 (foo.ulp.lst)。清单文件仅用于调试,不用于编译进程的后续步骤。 + + 3. **通过 C 预处理器运行链接器脚本模板。** 模板位于 components/ulp/ld 目录中。 + + 4. **将目标文件链接到 ELF 输出文件** (ulp_app_name.elf)。此步骤生成的.map 文件 (ulp_app_name.map) 默认用于调试。 + + 5. **将 ELF 文件中的内容转储为二进制文件** (ulp_app_name.bin),以便嵌入到应用程序中。 + + 6. **使用 esp32ulp-elf-nm 在 ELF 文件中生成全局符号列表** (ulp_app_name.sym)。 + + 7. **创建 LD 导出脚本和头文件** (ulp_app_name.ld 和 ulp_app_name.h),包含来自 ulp_app_name.sym 的符号。此步骤可借助 esp32ulp_mapgen.py 工具来完成。 + + 8. **将生成的二进制文件添加到要嵌入应用程序的二进制文件列表中。** + +访问 ULP 程序变量 +------------------------------- + +在 ULP 程序中定义的全局符号也可以在主程序中使用。 + +例如,ULP 程序可以定义 ``measurement_count`` 变量,此变量可以定义程序从深度睡眠中唤醒芯片之前需要进行的 ADC 测量的次数:: + + .global measurement_count + measurement_count: .long 0 + + /* later, use measurement_count */ + move r3, measurement_count + ld r3, r3, 0 + +主程序需要在启动 ULP 程序之前初始化 ``measurement_count`` 变量,编译系统生成 ``${ULP_APP_NAME}.h`` 和 ``${ULP_APP_NAME}.ld`` 文件可以实现上述操作,这些文件在 ULP 编程中定义了全局符号,包含了在 ULP 程序中定义的所有全局符号,前缀为 ``ulp_``。 + +头文件包含对此类符号的声明:: + + extern uint32_t ulp_measurement_count; + +注意,所有符号(包括变量、数组、函数)均被声明为 ``uint32_t``。对于函数和数组,先获取符号地址,然后转换为适当的类型。 + +生成的链接器脚本文件定义了 RTC_SLOW_MEM 中的符号位置:: + + PROVIDE ( ulp_measurement_count = 0x50000060 ); + +如果要从主程序访问 ULP 程序变量,先包含生成的头文件,并使用上述变量,操作如下:: + + #include "ulp_app_name.h" + + // later + void init_ulp_vars() { + ulp_measurement_count = 64; + } + +注意,ULP 程序在 RTC 内存中只能使用 32 位字的低 16 位,因为寄存器是 16 位的,并且不具备从字的高位加载的指令。 + +同样,ULP 储存指令将寄存器值写入 32 位字的低 16 位中。高 16 位写入的值取决于储存指令的地址,因此在读取 ULP 写的变量时,主应用程序需要屏蔽高 16 位,例如:: + + printf("Last measurement value: %d\n", ulp_last_measurement & UINT16_MAX); + +启动 ULP 程序 +------------------------ + +要运行 ULP 程序,主应用程序需要调用 ``ulp_load_binary`` 函数将 ULP 程序加载到 RTC 内存中,然后调用 ``ulp_run`` 函数,启动 ULP 程序。 + +注意,在 menuconfig 中必须启用 "Enable Ultra Low Power (ULP) Coprocessor" 选项,以便为 ULP 预留内存。"RTC slow memory reserved for coprocessor" 选项设置的值必须足够储存 ULP 代码和数据。如果应用程序组件包含多个 ULP 程序,则 RTC 内存必须足以容纳最大的程序。 + +每个 ULP 程序均以二进制 BLOB 的形式嵌入到 ESP-IDF 应用程序中。应用程序可以引用此 BLOB,并以下面的方式加载此 BLOB (假设 ULP_APP_NAME 已被定义为 ``ulp_app_name``):: + + extern const uint8_t bin_start[] asm("_binary_ulp_app_name_bin_start"); + extern const uint8_t bin_end[] asm("_binary_ulp_app_name_bin_end"); + + void start_ulp_program() { + ESP_ERROR_CHECK( ulp_load_binary( + 0 /* load address, set to 0 when using default linker scripts */, + bin_start, + (bin_end - bin_start) / sizeof(uint32_t)) ); + } + +.. doxygenfunction:: ulp_load_binary + +一旦上述程序加载到 RTC 内存后,应用程序即可启动此程序,并将入口点的地址传递给 ``ulp_run`` 函数:: + + ESP_ERROR_CHECK( ulp_run(&ulp_entry - RTC_SLOW_MEM) ); + +.. doxygenfunction:: ulp_run + +上述生成的头文件 ``${ULP_APP_NAME}.h`` 声明了入口点符号。在 ULP 应用程序的汇编源代码中,此符号必须标记为 ``.global``:: + + + .global entry + entry: + /* code starts here */ + + +ULP 程序流 +---------------- + +ULP 协处理器由定时器启动,而调用 ``ulp_run`` 则可启动此定时器。定时器为 RTC_SLOW_CLK 的 Tick 事件计数(默认情况下,Tick 由内部 150 KHz 晶振器生成)。使用 ``SENS_ULP_CP_SLEEP_CYCx_REG`` 寄存器 (x = 0..4) 设置 Tick 数值。第一次启动 ULP 时,使用 ``SENS_ULP_CP_SLEEP_CYC0_REG`` 设置定时器 Tick 数值,之后,ULP 程序可以使用 ``sleep`` 指令来另外选择 ``SENS_ULP_CP_SLEEP_CYCx_REG`` 寄存器。 + +此应用程序可以调用 ``ulp_set_wakeup_period`` 函数来设置 ULP 定时器周期值 (SENS_ULP_CP_SLEEP_CYCx_REG, x = 0..4)。 + +.. doxygenfunction:: ulp_set_wakeup_period + +一旦定时器达到在所选的 ``SENS_ULP_CP_SLEEP_CYCx_REG`` 寄存器中设置的数值,ULP 协处理器就会启动,并调用 ``ulp_run`` 的入口点开始运行程序。 + +程序保持运行,直到遇到 ``halt`` 指令或非法指令。一旦程序停止,ULP 协处理器电源关闭,定时器再次启动。 + +如果想禁用定时器(有效防止 ULP 程序再次运行),请清除 ``RTC_CNTL_STATE0_REG`` 寄存器中的 ``RTC_CNTL_ULP_CP_SLP_TIMER_EN`` 位,可在 ULP 代码或主程序中进行以上操作。 + + +.. _binutils-esp32ulp 工具链: https://github.com/espressif/binutils-esp32ulp -- 2.40.0