本帖最后由 DKENNY 于 2024-8-16 17:29 编辑
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前言
实时操作系统（RTOS）的分析可能会很复杂，特别是当涉及大量任务和任务间通信时，保持程序的稳定性可能会成为一个挑战。幸运的是，我们有许多工具可以帮助我们分析RTOS的运行情况。比如，SystemView、Tracealyzer和TIRTOS的ROV（Runtime Object Viewer），这些都是常见的分析工具。ROV甚至已经集成在CCS（Code Composer Studio）中了。这篇文章，我会以Segger的SystemView为例，讨论如何在ucos3环境中移植和使用SystemView。
1、什么是SystemView?
SystemView，顾名思义，一种系统层的可视化调试工具，它就像一个放大镜，帮助我们看清和理解复杂的系统。
也可以这么理解，假设我们正在搭建一个大型乐高模型，有成百上千的零件，如果没有说明书，我们可能会感到困惑，不知道如何开始，或者在搭建过程中可能会遇到问题。SystemView就像是乐高模型的说明书，它通过图形和模型的方式，展示系统的各个部分是如何组合在一起的，以及他们是如何互动的。这样，无论我们是乐高新手还是专家，都可以更好地理解和搭建你的乐高模型。同样，无论我们是软件工程师、系统设计师还是其他角色，都可以通过SystemView更好地理解和设计我们的系统。
2、移植前的准备工作
（1）一个jlink，用于调试、下载
（2）APM32F4系列开发板
（3）SystenView的PC端软件（下载地址：https://www.segger.com/downloads/systemview）
注意：我下载最新版的3.54后，实际使用时有点问题，实际trace的时候总是会莫名其妙的闪退，这里推荐用其他的版本，比如我使用的是3.10版本的。
3、移植过程
由于我原来已经在APM32F407上移植过了UCOS3，这里就不在赘述了，没有UCOS3例程的可以去看我发过的这篇帖子《APM32F4 移植ucos-iii》，当然，文章最后我也把这个模板例程弄过来了，可以直接用。
（1）下载完SystemView软件后，双击安装。打开软件后，会弹出以下提示，直接点击Continue即可。
出现以下界面，则说明安装成功。
（2）打开SystemView软件安装目录，把src文件复制到ucos工程的目录下，我这里只是又封装了一层，其内部的内容就是Src文件夹中的内容。
如下是ucos工程目录下SystemView的内容。
（3）打开工程，添加必要的头文件以及源文件。
（4）配置os_cfg.h文件，修改相关宏，开启DEBUG以及TRACE功能。
- #define OS_CFG_DBG_EN 1u
- #define OS_CFG_TRACE_EN 1u
- #define OS_CFG_TRACE_API_ENTER_EN 1u
- #define OS_CFG_TRACE_API_EXIT_EN 1u
（5）配置os_cfg_trace.h
- #define OS_CFG_TRACE_MAX_TASK 32u //可根据创建任务的实际情况修改
- #define OS_CFG_TRACE_MAX_RESOURCES 256u//可根据创建任务的实际情况修改
（6）配置SEGGER_RTT_Conf.h
- #define BUFFER_SIZE_UP 4096u//可根据创建任务的实际情况修改
（7）配置SEGGER_SYSVIEW_Conf.h
- #define SEGGER_SYSVIEW_RTT_BUFFER_SIZE 4096u//可根据创建任务的实际情况修改
（8）修改SEGGER_SYSVIEW_Config_uCOSIII.c
这个文件里面有两个宏函数：
- #define SYSVIEW_TIMESTAMP_FREQ (BSP_ClkFreqGet(BSP_CLK_ID_SYSCLK))
- #define SYSVIEW_CPU_FREQ (BSP_ClkFreqGet(BSP_CLK_ID_SYSCLK))
这两个宏函数需要我们手动实现，不过实际的功能就是获取系统时钟以及时钟戳。
这里面还包含了一个bsp_clock.h文件，这个文件是需要我们自己定义编写的，我们也可以直接注释掉该头文件的包含，或者自定义这个文件，在这个文件中实现这两个宏函数。我采用的就是重新实现这个头文件，并新建了一个同名的源文件添加到了该工程内部。
编写bsp_clock.h
- #include "apm32f4xx.h"
- #include "apm32f4xx_rcm.h"
- #define BSP_CLK_ID_SYSCLK 0
- uint32_t BSP_ClkFreqGet(uint32_t type);
编写bsp_clock.c
- #include "bsp_clock.h"
- uint32_t BSP_ClkFreqGet(uint32_t type)
- {
- (void)type;
- return RCM_ReadSYSCLKFreq();
- }
实现的内容特别简单，就是返回了当前系统时钟频率。
（9）main函数修改。
- #include <os.h>
- #include <app_cfg.h>
- #include "os_trace.h" //包含trace头文件
- ……
- int main(void)
- {
- ……
- OS_TRACE_INIT(); //在OS初始化之前开启TRACE功能
- OS_ERR err;
- OSInit(&err);
- ……
- }
这样，整个工程就移植完成了。
4、SystemView使用
（1）下载代码至开发板，打开SystemView工具，一定要在jlink的连接的前提下，然后按照如下操作开始配置trace的芯片型号。
（2）点击Start Recording，开始trace。
（3）点击Stop Recording，停止trace。
（4）查看记录的任务运行情况。
如上图，在程序中，我们开启了SysTick中断，可以在Timeline窗口看到SysTick中断执行的时间，并且创建了LED和Serail两个Task，我们可以非常直观地看到两个Task的执行时间，以及ucos3在在运行时，具体干了什么事，执行了哪些Task，都是非常直观的。
结语
通过本次对SystemView与uCOS3的移植过程的分享，希望能够为正在进行类似工作的开发者们提供一些参考与借鉴。SystemView的强大功能为实时系统的调试与性能优化提供了有力支持，更好地帮助我们理解系统运行时的状态。虽然移植过程中遇到了一些挑战，但通过合理的配置与调整，我们成功实现了SystemView与uCOS3的结合。
附件
1. APM32移植ucos3例程
APM32F4移植uCOSIII.zip
(2.15 MB, 下载次数: 8)
2.SystemView+ucos3移植工程
SystemView_ucos3.zip
(2.48 MB, 下载次数: 13)
3.SystemView V3.10版本（Windows）
SystemView_V310_Windows_x64.zip
(6.26 MB, 下载次数: 8)
4.SystemView说明文档
UM08027_SystemView.pdf
(1.44 MB, 下载次数: 15)
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