驱动框架——CMSIS第一部分 RTE驱动框架介绍

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驱动框架——CMSIS第一部分 RTE驱动框架介绍

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CSDN

https://m.blog.csdn.net/hwf1877655/article/details/140492073

本文主要介绍CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）驱动框架，重点讲解其RTE（Run-Time Environment）驱动框架。文章适合有一定嵌入式系统开发经验的读者阅读。

一、CMSIS简介

CMSIS（Cortex Microcontroller Software Interface Standard）是一种软件标准接口，由ARM公司推出，旨在为基于Cortex-M系列的微控制器提供统一的软件接口标准。通过使用CMSIS，开发者可以更容易地在不同厂商的Cortex-M系列微控制器之间移植代码。

CMSIS主要包括以下几个部分：

Core：提供Cortex-M系列处理器的通用功能，如中断处理、异常处理等。
Driver：提供外设驱动的统一接口，便于代码移植。
RTOS：提供实时操作系统（RTOS）的接口标准。
DSP：提供数字信号处理（DSP）的库函数。
NN：提供神经网络（NN）的库函数。

这些源码文件的编写有的是ARM官方编写，有的是半导体厂商编写，标准是ARM联合这些半导体厂商联合制定的。

二、CMSIS-Core部分介绍

一般工程都需要包含CMSIS-Core部分文件，包括启动文件、系统初始化文件和头文件等。

启动文件

启动文件主要负责系统的初始化工作，包括时钟配置、中断向量表的设置等。

系统初始化和一些头文件

系统初始化文件（如system_stm32f10x.c）负责具体的系统初始化工作，包括时钟配置、外设初始化等。

头文件方面，stm32f10x.h是STM32F10x系列单片机寄存器定义的头文件，core_cm3.h是ARM对Cortex-M3系列单片机做出的统一标准等。

三、CMSIS RTE框架介绍

RTE（Run-Time Environment）框架是CMSIS的重要组成部分，它提供了一套统一的驱动接口标准，便于代码的移植和复用。以下是一些重要的头文件：

RTE_Device.h：管理外设驱动
RTE_Components.h：组件管理

驱动源文件有的需要配合标准库或者HAL库来使用。

SPI驱动框架示例

以SPI驱动为例，Driver_SPI.h中定义了SPI驱动的访问结构：

/**
\brief Access structure of the SPI Driver.
*/
typedef struct _ARM_DRIVER_SPI {
  ARM_DRIVER_VERSION   (*GetVersion)      (void);                             ///< Pointer to \ref ARM_SPI_GetVersion : Get driver version.
  ARM_SPI_CAPABILITIES (*GetCapabilities) (void);                             ///< Pointer to \ref ARM_SPI_GetCapabilities : Get driver capabilities.
  int32_t              (*Initialize)      (ARM_SPI_SignalEvent_t cb_event);   ///< Pointer to \ref ARM_SPI_Initialize : Initialize SPI Interface.
  int32_t              (*Uninitialize)    (void);                             ///< Pointer to \ref ARM_SPI_Uninitialize : De-initialize SPI Interface.
  int32_t              (*PowerControl)    (ARM_POWER_STATE state);            ///< Pointer to \ref ARM_SPI_PowerControl : Control SPI Interface Power.
  int32_t              (*Send)            (const void *data, uint32_t num);   ///< Pointer to \ref ARM_SPI_Send : Start sending data to SPI Interface.
  int32_t              (*Receive)         (      void *data, uint32_t num);   ///< Pointer to \ref ARM_SPI_Receive : Start receiving data from SPI Interface.
  int32_t              (*Transfer)        (const void *data_out,
                                                 void *data_in,
                                           uint32_t    num);                  ///< Pointer to \ref ARM_SPI_Transfer : Start sending/receiving data to/from SPI.
  uint32_t             (*GetDataCount)    (void);                             ///< Pointer to \ref ARM_SPI_GetDataCount : Get transferred data count.
  int32_t              (*Control)         (uint32_t control, uint32_t arg);   ///< Pointer to \ref ARM_SPI_Control : Control SPI Interface.
  ARM_SPI_STATUS       (*GetStatus)       (void);                             ///< Pointer to \ref ARM_SPI_GetStatus : Get SPI status.
} const ARM_DRIVER_SPI;

在具体的SPI驱动实现中（如SPI_STM32F10x.c），这些接口会被具体实现：

// SPI1
#ifdef MX_SPI1
static int32_t        SPI1_Initialize          (ARM_SPI_SignalEvent_t pSignalEvent)                { return SPI_Initialize (pSignalEvent, &SPI1_Resources); }
static int32_t        SPI1_Uninitialize        (void)                                              { return SPI_Uninitialize (&SPI1_Resources); }
static int32_t        SPI1_PowerControl        (ARM_POWER_STATE state)                             { return SPI_PowerControl (state, &SPI1_Resources); }
static int32_t        SPI1_Send                (const void *data, uint32_t num)                    { return SPI_Send (data, num, &SPI1_Resources); }
static int32_t        SPI1_Receive             (void *data, uint32_t num)                          { return SPI_Receive (data, num, &SPI1_Resources); }
static int32_t        SPI1_Transfer            (const void *data_out, void *data_in, uint32_t num) { return SPI_Transfer (data_out, data_in, num, &SPI1_Resources); }
static uint32_t       SPI1_GetDataCount        (void)                                              { return SPI_GetDataCount (&SPI1_Resources); }
static int32_t        SPI1_Control             (uint32_t control, uint32_t arg)                    { return SPI_Control (control, arg, &SPI1_Resources); }
static ARM_SPI_STATUS SPI1_GetStatus           (void)                                              { return SPI_GetStatus (&SPI1_Resources); }
       void           SPI1_IRQHandler          (void)                                              {        SPI_IRQHandler (&SPI1_Resources); }
#ifdef MX_SPI1_TX_DMA_Instance
      void            SPI1_TX_DMA_Handler      (uint32_t events)                                   {        SPI_TX_DMA_Complete (events, &SPI1_Resources); }
#endif
#ifdef MX_SPI1_RX_DMA_Instance
      void            SPI1_RX_DMA_Handler      (uint32_t events)                                   {        SPI_RX_DMA_Complete (events, &SPI1_Resources); }
#endif
ARM_DRIVER_SPI Driver_SPI1 = {
  SPIX_GetVersion,
  SPIX_GetCapabilities,
  SPI1_Initialize,
  SPI1_Uninitialize,
  SPI1_PowerControl,
  SPI1_Send,
  SPI1_Receive,
  SPI1_Transfer,
  SPI1_GetDataCount,
  SPI1_Control,
  SPI1_GetStatus
};
#endif