从零介绍risc-v开发的高速可靠的网络版daplink仿真下载器 (一)

只看该作者 · 2022-12-15 14:47

本帖最后由 zhifeng 于 2022-12-16 17:44 编辑

#申请原创#
简介

使用集成开发环境RISC5IDE开发的一款高速，高可靠的仿真下载器。主控芯片使用risc-v内核的ch32v208。可以直接使用progisp烧录，也可以通过progisp代理，keil中使用仿真功能。
项目管理网址 https://gitee.com/mcu598/network-daplink

硬件，使用wch的208v开发板

集成开发环境使用 RISC5IDE

固件下载

netdap.rar (53.55 KB)

只看该作者 · 2022-12-15 15:10

本帖最后由 zhifeng 于 2022-12-16 08:21 编辑

CH32V208系列是基于32位RISC-V设计的无线型微控制器，配备了硬件堆栈区、快速中断入口，在标准RISC-V基础上大大提高了中断响应速度。搭载V4C内核，加入内存保护单元，同时降低硬件除法周期。片上集成2Mbps低功耗蓝牙BLE 通讯模块、10M以太网MAC+PHY模块、USB2.0全速设备+主机/设备接口、CAN控制器等。

1、我们这里主要用到的外设就是网络接口与普通的io口。由于原先开发板的网络指示灯均没有与任何io相连。我们需要将其与io关联起来，我只用到GPIOA.3
与GPIOA.4。分别用杜邦线插上连好。
2、作为仿真下载器我们肯定需要指示灯用来指示工作状态，恰好开发板子上面预留有两个led未与任何端口相连。一个做连接指示，一个做运行指示。我选用的
是GPIOA.0与GPOIOA.1与别用杜邦线将io与led相连
3、作为编程接口的我们需要3个端口，分别是 reset ，swdio，swdclk 另外烧录还需要电源与地线。在开发板上面找了下恰好GPIOD.4 与GPIOD.2位置有3v电源还有地线。正好作为编程接口使用。（最主要原因是我喜欢用idc线，这个远比杜邦线可靠。而我的板子接口都是2x5或2x3的统一接口）我焊接一根专门用于烧录的线与目标板连接。
4、那需要一个网线与电脑网口，或者与路由相连。5、仿真器 wch-link 或者wch-linke
至此，整个硬件环境就搭好了。

只看该作者 · 2022-12-15 15:27

软件基础部分1、我们需要先到wch官方下载ch32v208的官方开发固件包。
2、到网上下载一份 daplink 软件包。这个可以不下。看我的工程里面包含修改后的源码。毕竟原先是arm内核的源码要转到risc-v上面还是需要花很多功夫的。还有就是我使用的daplink的版本可能会与您下载的版本有差异，给移植带来困难。
这些软件包的下载各显神通了就不用过多描述了。

将ch32v208的固件包下载解压。我们只需要拷贝出我们需要的部分，外设驱动库，与官方的网络支持库部分。余下的。我们用不大。

至此需要的原始资源我们已经准备齐全

只看该作者 · 2022-12-15 15:41

集成开发环境我这里使用的是 RISC5IDE 下载地址：https://pan.baidu.com/s/1QhasNaaT44axrOf7TVZ-Xg
RISC5IDE 使用习惯与keil 相似。解压就用，无需安装，但是功能该有的都有了。
1、创建工程简单快捷。鼠标点动期间就完成了工程的创建。
2、编译速度快，有独创的库源码保护分类，不常用的源码放到保护类里面。
3、编辑源码可以直接查看芯片的外设寄存器定义。
4、一键编程，擦除，复位，读保护开，读保护关闭。
5、调试简单，不会提示出现不到bin之类的错误。
6、可以直接查看修改外设寄存器内容。比如常用的GPIO，timer之类的。
7、可以查看cpu寄存器，监视变量，内存地址查看
8、运行速度快。

只看该作者 · 2022-12-15 15:50

前面讲过源码准备齐全了，我们将他们放到一个目录下面

前面，没有提到的 app 是我们需要开发程序放置的目录。ld 是链接需要的目录，注意：没有特殊要求的情况下可以直接使用官方的ld文件。

我这里的按这个模式规划的，可以按自己喜欢搞

只看该作者 · 2022-12-15 16:10

本帖最后由 zhifeng 于 2022-12-15 16:13 编辑

下面使用RISC5IDE 创建一个netdap的工程。我们使用目录方式创建工程会将不需要的源码也会包含进来，启动文件，我们需要的是startup_ch32v20x_D8.S 余下的删除。也可以按照 keil的方式将源码添加进来，并设置包含目录，但是那样操作显然麻烦的多。
ld文件也是如此。

工程创建完毕，并且编译成功。

只看该作者 · 2022-12-15 16:36

daplink的  修改部分大多数是包含在DAP_config.h中。我这里做了调整，将与硬件相关的 io定义新建一个IO_config.h用于定义所以用到的硬件配置
#ifndef __IO_CONFIG_H__
#define __IO_CONFIG_H__

#include "ch32v20x.h"

typedef  struct
{
unsigned gpio0:
4;
unsigned gpio1:
4;
unsigned gpio2:
4;
unsigned gpio3:
4;
unsigned gpio4:
4;
unsigned gpio5:
4;
unsigned gpio6:
4;
unsigned gpio7:
4;
}
_gpiol_bit_t;

typedef  struct
{
unsigned gpio8:
4;
unsigned gpio9:
4;
unsigned gpio10:
4;
unsigned gpio11:
4;
unsigned gpio12:
4;
unsigned gpio13:
4;
unsigned gpio14:
4;
unsigned gpio15:
4;
}
_gpioh_bit_t;

extern _gpiol_bit_t* GPIOAlo;
extern _gpiol_bit_t* GPIOBlo;
extern _gpiol_bit_t* GPIOClo;
extern _gpiol_bit_t* GPIODlo;
extern _gpioh_bit_t* GPIOAhi;
extern _gpioh_bit_t* GPIOBhi;
extern _gpioh_bit_t* GPIOChi;
extern _gpioh_bit_t* GPIODhi;

#define KEYDELAY 500

typedef struct
{
uint16_t cnt;
uint8_t ok;
uint8_t dat;
uint8_t press;
}
tKEY;

typedef struct
{
volatile unsigned int Count;    //计数器
volatile unsigned char Flag;    //计数器工作标志
volatile unsigned char TimeOut;    //计数器溢出标志
}
TimerStruct;

// Debug Unit LEDs
#define NET_OK_PORT          GPIOA             //BLUE
#define NET_OK_PIN          GPIO_Pin_3
#define NET_OK(x)          ((x)?(NET_OK_PORT->BCR = NET_OK_PIN):(NET_OK_PORT->BSHR = NET_OK_PIN))

#define NET_LINK_PORT          GPIOA             //BLUE
#define NET_LINK_PIN          GPIO_Pin_4
#define NET_LINK(x)          ((x)?(NET_LINK_PORT->BCR = NET_LINK_PIN):(NET_LINK_PORT->BSHR = NET_LINK_PIN))

// Connected LED (GREEN)
#define LED_CONNECTED_PORT          GPIOA          //GREEN
#define LED_CONNECTED_PIN                GPIO_Pin_0
// Target Running LED (RED)
#define LED_RUNNING_PORT       GPIOA          //RED
#define LED_RUNNING_PIN                GPIO_Pin_1

#define LED_OK_PORT                GPIOA             //BLUE
#define LED_OK_PIN                      GPIO_Pin_2

#define LED_RUNNING(x)          ((x)?(LED_RUNNING_PORT->BCR = LED_RUNNING_PIN):(LED_RUNNING_PORT->BSHR = LED_RUNNING_PIN))
#define LED_CONNECTED(x)          ((x)?(LED_CONNECTED_PORT->BCR = LED_CONNECTED_PIN):(LED_CONNECTED_PORT->BSHR = LED_CONNECTED_PIN))
#define LED_OK(x)                ((x)?(LED_OK_PORT->BCR = LED_OK_PIN):(LED_OK_PORT->BSHR = LED_OK_PIN))

#define PIN_SWCLK_TCK_PORT          GPIOD
#define PIN_SWCLK_TCK             GPIO_Pin_2
#define  PIN_SWCLK_TCK_D(x)          GPIODlo->gpio2=(x)
#define PIN_SWDCLK_I                   (PIN_SWCLK_TCK_PORT->INDR & PIN_SWCLK_TCK)

#define PIN_SWDIO_TMS_PORT             GPIOD
#define PIN_SWDIO_TMS                GPIO_Pin_4
#define PIN_SWDIO_TMS_D(x)             GPIODlo->gpio4=(x)
#define PIN_SWDIO_I                   (PIN_SWDIO_TMS_PORT->INDR & PIN_SWDIO_TMS)
// TDO/SWO Pin (input)
#define PIN_TDO_PORT                   GPIOD
#define PIN_TDO          GPIO_Pin_3
#define PIN_TDO_D(x)                   GPIODlo->gpio3=(x)
#define PIN_TDO_I                      (PIN_TDO_PORT->INDR & PIN_TDO)
// TDI Pin (output)
#define PIN_TDI_PORT          GPIOD
#define PIN_TDI          GPIO_Pin_1
#define PIN_TDI_D(x)                   GPIODlo->gpio1=(x)
#define PIN_TDI_I                      (PIN_TDI_PORT->INDR & PIN_TDI)
// nRESET Pin
#define PIN_nRESET_PORT          GPIOD
#define PIN_nRESET             GPIO_Pin_0
#define PIN_nRESET_D(x)                GPIOBlo->gpio0=(x)
#define PIN_nRESET_I                   (PIN_nRESET_PORT->INDR & PIN_nRESET)
#endif

只看该作者 · 2022-12-15 16:40

在 main.c
初始化网络，IO端口等。
调用官方的网络部分函数实现一个tcp server

将 dap部分与 tcp server 挂接

#include "DAP_queue.h"

static uint8_t *ptrDataIn;
static uint16_t DataInReceLen;
static DAP_queue DAP_Cmd_queue;

void WCHNET_Data_Dap(u8 id)
{
  u32 n;
  uint8_t * rbuf;
  uint8_t * sbuf = 0;

  n = WCHNET_SocketRecvLen(id, NULL);                               //query length
//  printf("Receive Len = %02x\n", n);
  if(n>0)
  {
WCHNET_SocketRecv(id, ptrDataIn,&n);                               //Read the data of the receive buffer into MyBuf
ptrDataIn    += n;
DataInReceLen  += n;

if (DAP_queue_execute_buf(&DAP_Cmd_queue, MyBuf, DataInReceLen,&rbuf))
{
   if(DAP_queue_get_send_buf(&DAP_Cmd_queue, &sbuf, &n))
   {
      WCHNET_SocketSend(id, sbuf,&n);                               //Send the data
   }
}
//revert the input pointers
DataInReceLen = 0;
ptrDataIn    = MyBuf;
  }
}

void Dap_data_Init(void)
{
  memset(MyBuf,0xff,RECE_BUF_LEN);
  ptrDataIn    = MyBuf;
  DataInReceLen = 0;
  DAP_queue_init(&DAP_Cmd_queue);
}

只看该作者 · 2022-12-15 16:51

所有的程序修改完毕，我们就可以启动 ide的调试功能进入调试环节了。

我们将运行到 Run to main 打勾让程序直接运行到main 处停止。是不是特熟悉的味道--和keil一样
点击小绿人下载并进入调试（蜘蛛不下载，直接进入调试）

只看该作者 · 2022-12-15 16:57

左边选择 gpioA 外设点击 OUTDR寄存器弹出 gpio详情。点击，单步运行。可以直接看到我们的前面定义用到的 GPIOA 的执行动作

只看该作者 · 2022-12-15 17:00

开发完成，不想进入调试点击左边的 download 可以直接烧录。

至此，整个项目开发完毕，下一步进入测试环节。

只看该作者 · 2022-12-15 20:29

选择risc5ide Tools菜单找到MS-DOS 点击进入命令行模式运行 ipconfig 查看网络配置

我这里使用的是无线连接路由器局域网无线网卡网段是192.168.0.xxx。
有线网卡是网段是 192.168.1.xxx
我们的程序的ip地址需要根据您将板子的网卡连接到路由还是直连网卡实际情况配置
比如我这里使用直连网卡就设置 192.168.1.10 如果连接路由就设置192.168.0.10

如果您的网卡不是上面的网址，请自行查阅相关资料进行配置，这里不做累述。

特别注意，这里设置的网络地址非常有用。我们要靠这个实现通信。

只看该作者 · 2022-12-15 20:46

简单讲下使用接路由与直连网卡的差异。
我们通过无线连接路由，由于无线通信的延时性，速度会受影响。使用有线连接路由模式我没有测试过，速度未知。但是，使用网卡直连模式，速度极快远超市面销售的许多商品级的link。
如果想实现编程让keil 能够识别他工作，我们还需要在免费软件 progisp中进行相应的配置。progisp下载地址https://pan.baidu.com/s/1QhasNaaT44axrOf7TVZ-Xg

选择progisp的设备选项菜单选择net config页面。红色框里面网址设置和源程序中的网址一致。

点击 select 菜单选择keil 的安装目录

点击 install keil，全部设置完毕。网线一头插入电脑，一头插入板子的网卡，可以看到网卡指示灯亮。

只看该作者 · 2022-12-15 20:53

这时候，我们连上待写的目标板子，目标板子的芯片是stm32f103cb

点击联网。下面会显示 wifi dap 这个不用管他。只要有绿色已连接字样就能正常工作了。

只看该作者 · 2022-12-15 21:03

本帖最后由 zhifeng 于 2022-12-15 21:06 编辑

keil 下debug 仿真器选择

仿真烧录演示

1万 · 2022-12-15 21:50

学习学习，谢谢

1万 · 2022-12-16 09:27

你大概什么时候收到的板卡啊，我到现在还没收到

只看该作者 · 2022-12-16 10:47

牛的，看看

从零介绍risc-v开发的高速可靠的网络版daplink仿真下载器 (一)

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