LPC541xx Cortex-M4 / M0 +多核应用程序

阿哲

简介

LPC541xx系列MCU包含一个主Cortex M4内核，以及一个可选的从Cortex M0 +内核。 写这篇文章时，现有的器件型号是：

●    仅具有Cortex M4的MCU：

     ○    LPC54101J256

     ○    LPC54101J512

     ○    LPC54113J256

     ○    LPC54114J256

●    具有Cortex M4主控控制器和Cortex M0 +协处理器的MCU：

     ○    LPC54102J256

     ○    LPC54102J512

     ○    LPC54113J128

上电或复位后，主机和从机内核都会启动，但从机内核立即进入休眠状态。 然后主机内核负责唤醒从机内核；因此命名为主机和从机。 实际上主机和从机只适用于启动过程；启动后，应用程序可以将任何内核视为主机或从机。

LPCXpresso IDE为单核和多核系统提供高度灵活的支持，用于创建和调试LPC541xx应用。 本文详细介绍了创建和调试此类多核应用程序的过程。

创建一个主/从项目对概述

LPCXpresso中的多核应用程序包含两个相关联的项目 - 一个项目包含从机代码，另一个项目包含主机代码。 “Master”项目还将包含一个指向“Slave”项目的链接，它将“Slave”的输出镜像包含在“Master”镜像中。 以下步骤详细介绍了如何创建和链接这样一对项目。

注意：建议将创建和构建的LPC541xx多核项目链接到LPCOpen。 因此，在您按照以下顺序操作之前，请确保已从LPC5410x系列或LPC5411x系列（取决于您的目标器件）的LPCOpen软件包中导入芯片和（可选）开发板库项目（针对M4和M0 +） 。

步骤1 - 创建Slave项目

转到下面两项之一：

●    Quickstart -> New project -> LPC5410x -> LPC5410x Multicore (M0+ slave)

●    Quickstart -> New project -> LPC5411x -> LPC5411x Multicore (M0+ slave)

●    选择所需的项目类型（例如LPCOpen - C项目），然后单击Next。

●    输入项目名称（例如，mc_slave），然后单击Next。

●    选择所需的目标MCU，如LPC54102J512-M0，然后单击Next。

●    在LPCOpen库项目选择页面上，为M0 +选择适当的芯片库，例如lpc_chip_5410x_m0，然后选择适当的开发板库，例如lpc_board_lpcxpresso_54102_m0，然后单击Next。

●    在CMSIS DSP库选择单击Next。

●    在“其他选项”上，确保代码读保护（CRP）未被选中

●    在“内存配置编辑器”页面上，您应该看到默认为目标MCU定义的各种内存块：

我们需要修改默认的内存映射，只使用Cortex-M0+（而不是Cortex-M4）使用的内存。

●    突出显示表中的“MFlash512 / Flash”行，然后单击“Delete”按钮。

●    突出显示表中的“Ram0_64 / RAM”行，然后单击“Delete”按钮。

●    突出显示表中的“Ram2_8 / RAM2”行，然后单击“Delete”按钮。

应该只剩下“Ram1_32 / RAM2”行。Cortex-M0+从机镜像将要从该内存块执行。

然后单击直到您可以单击“Finish”。

步骤2 - 创建master项目

转到下面两项之一：

●    Quickstart -> New project -> LPC5410x -> LPC5410x Multicore (M4 master):

●    Quickstart -> New project -> LPC5411x -> LPC5411x Multicore (M4 master):

●    选择所需的项目类型（例如LPCOpen - C项目），然后单击Next。

●    输入项目名称，如mc_master，然后单击Next。

●    选择所需的目标MCU，例如LPC54102J512，然后单击Next。

●    在LPCOpen库项目选择页面上，选择M4的LPC5410x芯片库（例如lpc_chip_5410x），然后选择相应的开发板库（例如lpc_board_lpcxpresso_54102），然后单击Next。

●    单击Next通过CMSIS DSP库选择和特定部分的选项页。在“其他选项”，确保代码读保护（CRP）被选中。

●    在“内存配置编辑器”上按照默认值保留内存定义。

●    在“多核项目设置”页面上，使用多核从项目选择框中的“Browse”按钮选择先前创建的多核M0 +项目：

●    然后单击Next，然后单击Finish。

如果现在在“项目属性”视图中选择master项目，则在“快速启动”视图中选择“生成”选项，这将触发slave项目的构建，然后是master项目（如果必要还可以触发LPCOpen库项目）。

请注意，实际上Slave项目生成的可执行文件的副本将嵌入到Master项目的可执行文件中。

调试主/从项目对概述

注意：LPC541xx调试仅支持LPC-Link2和NXP的CMSIS-DAP固件。

使用快速启动视图中的调试选项启动主项目的调试会话。

出现提示时，选择要连接的SWD目标，在本例中是“Details”列中标记为“Cortex-M4”的目标：

请注意，此设置将存储在项目的调试启动配置中，因此应在调试会话之间记住。

选择合适的内核后，LPCXpresso应该将下载包含主映像和从映像的可执行文件到目标MCU闪存中。

一旦连接已经建立，您可以在主可执行文件中的main（）开头打上默认断点：

此时，在Project Explorer视图中选择Slave项目，然后使用Quickstart视图调试选项启动第二个调试连接。

选择要连接到的SWD目标。 请注意，只要您已经连接到M4，则将会自动选择M0从机。

注意：在LPCXpresso IDE 7.6.2和更高版本中，Cortex-M0将显示为Device 1，而不是Device 16。

LPCXpresso检测到这是一个Slave项目，并使用一个“仅附加”连接（因此不下载代码，并保持从镜像“执行”）。

现在，单步跳过主机映像中的boot_multicore_slave（）函数，从机内核将开始执行，在它的main（）打上默认断点：

您现在可以并行调试两个内核，通过在调试视图中切换它们来选择要单步调试、恢复、挂起哪个内核等。

注意：尽管在两个内核上没有调试逻辑同步的调试操作，但您可以在调试视图中同时选择两个应用程序（通常使用CTRL-Click），然后由调试器并行地在两个内核上执行操作（如单步调试、恢复、挂起等）。

当前选择的内核将是用于显示许多调试相关视图的内核，例如Register和Locals。 还可以创建许多调试相关视图的副本，并将每个副本锁定到特定内核。

例如，要创建两个寄存器视图，一个用于M4，一个用于M0 + ...首先，使用寄存器视图中的“Open New view”按钮创建第二个寄存器视图：

现在使用"Pin to Debug context”按钮将原始视图固定到当前在调试中选择的内核：

现在在Debug视图中选择另一个内核，并转到第二个Register视图。 使用此视图的“Pin to Debug context”按钮将第二个Register视图锁定到所选的内核：

注意，完成调试后，可以使用图标栏上的"Terminate / Disconnect All”按钮同时断开Master和Slave内核的调试连接：

多核项目 - 附加信息

定义

对于LPC5410x项目，会自动创建许多编译器相关的定义，以允许根据特定项目是配置为从站、主站还是两者都不是，来进行某些代码块的条件编译。

●    __MULTICORE_MASTER

     ○    由LPCXpresso自动定义，用于已配置为Master项目的项目

●    __MULTICORE_MASTER_SLAVE_M0SLAVE

     ○    由LPCXpresso自动定义，用于已被配置为主项目并且具有与其关联的从项目（因此向主项目指示从项目所使用的cpu类型）的项目。

●    __MULTICORE_M0SLAVE

     ○    由LPCXpresso自动定义，用于已经配置为从属项目的项目

●    __MULTICORE_NONE

     ○    由LPCXpresso自动定义，用于未配置为从属或主项目的项目

注：LPCXpresso IDE中的多核支持高度灵活，提供超出LPC5410x系列所需的功能。因此，符号__MULTICORE_MASTER_SLAVE_M4SLAVE和__MULTICORE_M4SLAVE也是为了完整性而提供的，但不是任何现有零件所必需的。

slave启动代码

boot_multicore_slave（）是由LPCXpresso项目向导直接创建的主项目代码调用，用于唤醒睡眠中的从机内核。这个函数从LPCOpen软件包中调用LPC5410x，它们是以预构建的库形式提供的。这意味着它目前只能创建和构建链接到LPCOpen的LPC5410x多核项目。

请注意，包含此函数的源文件将包含在所有LPC5410x项目中，但将有条件地编译，以便仅在需要时包括它。这样做是为了允许最初创建的项目（例如，作为从项目）作为主项目重新配置（通过项​​目属性 - 链接器多核选项卡）。

请注意，如果您查看LPC5410x LPCOpen软件包中提供的多核项目，则从引导代码会直接并入主函数。但是，它执行与LPCXpresso向导生成的代码相同的初始化。

Reset Handler 代码

当配置为Master项目时，LPC5410x启动文件将在复位处理程序ResetISR（）开始时使用附加（汇编程序）代码构建，并将“标准”复位处理程序代码移动到ResetISR2（）。

需要此附加代码才能正确引导主机和从机内核。它是用汇编器编写的，以便强制转换成“Thumb1”代码，因此可由两个内核运行。