随着市场需求和汽车行业不断推进电动化、网联化、智能化和共享化等“新四化”,工程师将会面对越来越多的软件开发项目,去用高性能的、获得车规级和功能安全认证的MCU开发相关应用。将MCU供应商匹配提供的MCU开发环境,与业内领先的开发工具相结合,将会给开发人员带来开发效率和成果性能的大幅提升。
本文以在汽车行业被广泛使用的S32K系列32位Arm Cortex汽车MCU为例,来介绍通过整合利用其S32DS开发环境和在行业中已被广泛采用的IAR Embedded Workbench for Arm工具链,快速开发高性能汽车MCU应用。
自2017年推出以来,NXP S32K1 MCU在汽车电子市场上被广泛应用。在此基础上,NXP于2020年推出S32K3 MCU,进一步扩展了基于Arm Cortex-M0+/M4F的S32K1 MCU系列产品。全新的S32K3 MCU基于Arm Cortex-M7,并提供了多核和锁步选项,可支持功能安全 ISO 26262 ASIL B/D。S32K3 MCU主要用于汽车车身电子系统、电池管理和新兴的域控制器。
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图1:NXP S32K(来源:NXP)
为了解决与日俱增的软件复杂度问题,NXP推出了实时驱动(RTD),可支持AUTOSAR和非AUTOSAR应用上的实时软件,主要用于Arm Cortex-M内核,使所有软件层均符合ISO 26262要求。从而可以快速完成符合相关认证要求的应用。
图2:NXP 实时驱动(RTD) (来源:NXP)
NXP S32K3 MCU拥有广泛的合作伙伴来帮助客户开发。作为NXP的重要合作伙伴,IAR Systems提供专业的嵌入式软件开发工具。最新推出的IAR Embedded Workbench for Arm V9.20.1已经正式支持NXP S32K3 MCU (见参考材料1)。IAR Embedded Workbench for Arm V8.50.10 功能安全版本可用于基于S32K3实时驱动(RTD)的应用开发。
图3:IAR Systems嵌入式软件开发工具
IAR Embedded Workbench for Arm广泛应用于汽车电子软件开发。其高度优化的编译器可以生成运行效率极高、并且体积小的可执行代码,最大程度释放MCU性能,降低FLASH和RAM的占用。同时IAR Embedded Workbench for Arm具有强大的调试器、代码分析工具可以帮助研发人员提升开发效率,提高代码质量,保障产品的可靠性。
为了方便客户的应用开发,IAR Embedded Workbench for Arm与NXP S32DS工具做了相应的集成,方便客户在IAR Embedded Workbench for Arm工具上快速进行工程初始化。
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在NXP S32DS中安装IAR Eclipse插件
在NXP S32DS中建立工程
在NXP S32DS中建立工程并选择IAR Toolchain for Arm作为对应的工具链:
然后通过Configuration Tools配置对应的引脚、时钟和外设并自动生成相应的代码:
导出S32DS工程到IAR Embedded Workbench for Arm
在S32DS中建立工程时,如果选择了IAR Toolchain for Arm 作为工具链,对应的工程可以导出并导入到IAR Embedded Workbench for Arm,具体步骤可以查阅(参考材料3)。导出工程的操作适用于S32 Design Studio for ARM和S32K1,同样也适用于S32 Design Studio for S32 Platform和S32K3。
但是按照链接中的操作之后,IAR Embedded Workbench for Arm工程文件夹目录和NXP S32DS里面的原有工程文件夹目录不一致:
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下面是在从NXP S32DS导Workbench for Arm中之后的操作:
1. 删除对应的Freescale Processor Expert文件夹(对应的工程文件夹目录都会被删除):
2. 添加新源文件目录并选择对应工程目录(指向NXP S32DS创建工程的目录):
3.对应IAR Embedded Workbench for Arm的工程文件夹目录和NXP S32DS里面的原有工程文件夹目录一致:
4.由于NXP S32DS中的startup代码中的程序入口函数和中断向量表与IAR Embedded Workbench for Arm默认使用的程序入口函数和中断向量表不同,需要做下面的配置(在Linker选项中指定对应的程序入口函数,在Debugger选项中指定对应的中断向量表地址:“--drv_vector_table_base=_ENTRY_VTABLE”):
5. 然后就可以在IAR Embedded Workbench for Arm中进行编译,下载和调试等相关操作了:
总结
本文以NXP最新推出的S32K3 MCU及相关的软件开发资源为例,通过展示如何利用NXP原厂配置的S32DS工具建立基于S32K3 MCU的工程,并选择业内广受欢迎的IAR Toolchain for Arm 作为工具链来提升对代码质量要求很高的项目的开发效率。通过NXP S32DS中的Configuration Tools配置对应的引脚、时钟和外设,并自动生成相应的代码,然后导出NXP S32DS工程到IAR Embedded Workbench for Arm进行后续开发。利用NXP S32DS的灵活配置和IAR Embedded Workbench for Arm高效的编译效率加快基于NXP S32K3 MCU的汽车软件开发。
当然,随着越来越多的中国科技企业在工业应用、医疗设备和其他要求高可靠性和高性能的关键应用中发力,在这些领域中也存在着如何结合MCU原厂开发工具,以及诸如IAR Systems这些第三方厂商提供的高性能工具链各自的优势做应用开发的机会,工程师朋友们可以多做了解和尝试。
延展阅读
参考材料1:
参考材料2:
参考材料3:
参考材料4:
https://github.com/IARSystems/project-migration-tools
关于IAR Embedded Workbench for Arm的更多信息,请参考 IAR Embedded Workbench for Arm
关于NXP S32K3的更多信息,请参考S32K3 Microcontrollers for General Purpose
1.【RISC-V 嵌入式开发板学习套装】 你值得拥有!
2.IDE也卷了,微软杀入嵌入式IDE~
3.STM32和GD32有什么区别?
4.嵌入式软件中错误如何处理?
5.时钟失效之后,STM32还能运行?
6.原来IAR下还有这么神乎其技的宏文件(.mac)
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