ERIKA OS学习和使用总结
ERIKA是一款开源的、遵循OSEK/VDX标准的实时操作系统。
一、周期任务的实现（方式一：使用普通COUNTER，Alarm通过SetRelAlarm()函数手动启动和设置）
（1）code.c
/* ERIKA Enterprise. */ #include "ee.h" /* TASKs */ DeclareTask( Task1 ); extern void clock_handler( void ); ISR( stm0_handler ) { osEE_tc_stm_set_sr0_next_match( 1000U ); IncrementCounter( myCounter ); //（1）在stm中断中为counter计数。counter在OIL文件的定义（COUNTER myCounter），用于唤醒Task1的Alarm会与myCounter绑定， } //并且也会和Task1绑定，并通过函数SetRelAlarm() 来设置Task1的唤醒周期T，一旦myCounter计数达到T，就唤醒Task1. TASK(Task1) { toggle_led( LED_1 ); TerminateTask(); //每个任务的最后必须添加这一函数用于结束任务 }int main(void) { osEE_tc_stm_set_clockpersec(); osEE_tc_stm_set_sr0( 1000U, 1U ); //设置stm leds_init(); SetRelAlarm( AlarmTask1, 2000U, 500U ); //（2）设置用于激活Task1的Alarm的开始时间和周期 StartOS( OSDEFAULTAPPMODE ); //启动erika os。在本条语句之前，不能使用其他erika os的原语，除非在启用startupHook并在其中可以调用部分原语 return 0; }
（2）OIL
CPU mySystem { OS myOs { EE_OPT = "OSEE_DEBUG"; //OS的一些可选项 EE_OPT = "OS_EE_APPL_BUILD_DEBUG"; EE_OPT = "OS_EE_BUILD_DEBUG"; CPU_DATA = TRICORE { //CPU类型必须选择TRICORE CPU_CLOCK = 300.0; MULTI_STACK = TRUE; COMPILER = GCC; IDLEHOOK = FALSE; }; MCU_DATA = TC29X { //MCU选择相应的芯片型号，这里选择TC29x后再编译，ERIKA就会引入TC29x对应的寄存器和外设等相应的定义（默认是TC27x的）
DERIVATIVE = "tc297tf"; //下面这两个参数影响不大 REVISION = "B"; }; KERNEL_TYPE = OSEK { //内核类型。除了选择正常的OSEK，还可以选择FP/EDF/FRSK/HR，这些类型是ERIKA在OSEK标准之外自己加入的一些一致性类 CLASS = BCC1; //一致性类 BCC1和BCC2只支持基础任务，不能使用waitevent等阻塞相关的功能，可以共享堆栈；而ECC1和ECC2支持扩展任务，可以使用阻塞相关 }; //功能，但因为阻塞，必须使用私有堆栈；BCC1和ECC1不支持pending activation，即连续激活一个任务时，能否挂起激活次数；BCC2和ECC2支持。 }; APPDATA periodic_task { APP_SRC = "code.c"; }; TASK Task1 { //设置Task1的属性 PRIORITY = 1; // 设置优先级 STACK = PRIVATE { //使用私有栈 SIZE = 1024; }; SCHEDULE = FULL; //参与基于优先级的抢占 }; COUNTER myCounter; //定义counter ALARM AlarmTask1 { //将Alarm与counter及task进行绑定 COUNTER = myCounter; ACTION = ACTIVATETASK { TASK = Task1; }; }; ISR TimerISR { // 设置STM的相关属性 CATEGORY = 2; //ISR的类型设置为type2，即由Erika进行管理。ISR Type1和ISR Type2的区别是：ISR1是一般的中断，与OS无关，handler中只能执行少数OS API； SOURCE = "STM0SR0"; //ISR2由OS进行管理，该类型的中断类似于任务。Handler中可以执行OS API，该类型的中断需要在OIL文件中声明；ISR1的优先级必须高于ISR2。 HANDLER = "stm0_handler"; //使用的STM资源和中断处理函数名 PRIORITY = 1; }; };
由此可以看出.c文件用于编写任务实体，而OIL文件中定义任务属性，如下图所示。
二、周期任务的实现（方式二：使用Hardware COUNTER——System Timer，且Alarm自动启动和设置）
（1）code.c
/* ERIKA Enterprise. */ #include "ee.h"
/* TASKs */ DeclareTask( Task1 ); TASK(Task1) { toggle_led( LED_1 ); TerminateTask(); }
// 不用初始化STM，也不用在STM中断里为COUNTER计数，Alarm设置为自启动，且启动时间和周期在OIL文件中设置
int main(void) { leds_init(); StartOS( OSDEFAULTAPPMODE ); return 0; }
（2）OIL文件
CPU mySystem {
OS myOs {
EE_OPT = "OSEE_DEBUG"; //OS的一些可选项
EE_OPT = "OS_EE_APPL_BUILD_DEBUG";
EE_OPT = "OS_EE_BUILD_DEBUG";
CPU_DATA = TRICORE { //CPU类型必须选择TRICORE
CPU_CLOCK = 300.0;
MULTI_STACK = TRUE;
COMPILER = GCC;
IDLEHOOK = FALSE;
};
MCU_DATA = TC29X { //MCU选择相应的芯片型号，这里选择TC29x后再编译，ERIKA就会引入TC29x对应的寄存器和外设等相应的定义（默认是TC27x的）
DERIVATIVE = "tc297tf"; //下面这两个参数影响不大
REVISION = "B";
};
KERNEL_TYPE = OSEK { //内核类型。除了选择正常的OSEK，还可以选择FP/EDF/FRSK/HR，这些类型是ERIKA在OSEK标准之外自己加入的一些一致性类
CLASS = BCC1; //一致性类 BCC1和BCC2只支持基础任务，不能使用waitevent等阻塞相关的功能，可以共享堆栈；而ECC1和ECC2支持扩展任务，可以使用阻塞相关
}; //功能，但因为阻塞，必须使用私有堆栈；BCC1和ECC1不支持pending activation，即连续激活一个任务时，能否挂起激活次数；BCC2和ECC2支持。
};
APPDATA periodic_task {
APP_SRC = "code.c";
};
TASK Task1 { //设置Task1的属性
PRIORITY = 1; // 设置优先级
STACK = PRIVATE { //使用私有栈
SIZE = 1024;
};
SCHEDULE = FULL; //参与基于优先级的抢占
};
COUNTER system_timer_1 {
CPU_ID = 0x0; //指定system timer是哪个内核的，一个内核只能使用一个system timer
MINCYCLE = 1; //alarm周期的最小tick数
MAXALLOWEDVALUE = 2147483647; //counter的最大tick计数值
TICKSPERBASE = 1; // 每个计数单元（unit）包含的tick数，即时基
TYPE = HARDWARE { //设置使用hardware counter
DEVICE = "STM_SR0"; //设置system counter所使用的stm资源
SYSTEM_TIMER = TRUE;
PRIORITY = 2;
};
SECONDSPERTICK = 0.001; //设置tick的粒度，这里为每个tick为1ms
};
ALARM AlarmTask1 {
COUNTER = system_timer_1; //与hardware counter进行绑定
ACTION = ACTIVATETASK { TASK = Task1; }; //与对应的task进行绑定
AUTOSTART = TRUE { ALARMTIME = 500; CYCLETIME = 2000; }; //设置alarm自启动，同时设置开始时间和周期。任务也可以设置autostart
};
};
三、Erika如何应用在多核中
（1）master.c
/* ERIKA Enterprise. */ #include "shared.h"
//master.c对应于core0，其任务TaskCore0执行后，延迟200ms唤醒TaskCore1，TaskCore1延迟200ms唤醒TaskCore2.
TASK(TaskCore0) { led_blink(OSEE_TRIBOARD_2X5_LED_1); SetRelAlarm( AlarmCore1, 200, 0 ); TerminateTask(); } OsEE_reg myErrorCounter; void ErrorHook(StatusType Error) //当OS运行出错时进行ErrorHook进行处理，ErrorHook通过OIL文件设置是否启用。 { (void)Error; ++myErrorCounter; led_blink(OSEE_TRIBOARD_2X5_ALL_LEDS); } void idle_hook_core0(void); void idle_hook_core0(void) { idle_hook_body(); } /* * MAIN TASK */ int main(void) { StatusType status; AppModeType mode; CoreIdType const core_id = GetCoreID(); if (core_id == OS_CORE_ID_MASTER) { //注意main函数，每个核都会进入main函数，core0启动另外两个核，而core1和core2只需要进行各自的初始化工作 /* Init leds */ osEE_tc2x5_leds_init(); StartCore(OS_CORE_ID_1, &status); StartCore(OS_CORE_ID_2, &status); mode = OSDEFAULTAPPMODE; } else { mode = DONOTCARE; } StartOS(mode); return 0; }
（2）slave1.c和slave2.c
#include "shared.h" void idle_hook_core1(void); void idle_hook_core1(void) { idle_hook_body(); } TASK(TaskCore1) { led_blink(OSEE_TRIBOARD_2X5_LED_2); SetRelAlarm( AlarmCore2, 200, 0 ); TerminateTask(); } #include "shared.h" void idle_hook_core2(void); void idle_hook_core2(void) { idle_hook_body(); } TASK(TaskCore2) { led_blink(OSEE_TRIBOARD_2X5_LED_3); TerminateTask(); }
（3）OIL文件
CPU test_application { OS EE { /* EE_OPT = "OS_EE_VERBOSE"; */ EE_OPT = "OSEE_DEBUG"; EE_OPT = "OSEE_ASSERT"; EE_OPT = "OS_EE_APPL_BUILD_DEBUG"; EE_OPT = "OS_EE_BUILD_DEBUG"; //EE_OPT = "OSEE_TC_CLONE_OS"; CPU_DATA = TRICORE { ID = 0x0; CPU_CLOCK = 300.0; COMPILER = GCC; IDLEHOOK = TRUE { HOOKNAME = "idle_hook_core0"; }; }; CPU_DATA = TRICORE { //启用core1 ID = 0x1; MULTI_STACK = TRUE; IDLEHOOK = TRUE { HOOKNAME = "idle_hook_core1"; }; }; CPU_DATA = TRICORE { //启用core2 ID = 0x2; IDLEHOOK = TRUE { HOOKNAME = "idle_hook_core2"; }; }; MCU_DATA = TC29X { DERIVATIVE = "tc297tf"; REVISION = "BD"; }; STATUS = EXTENDED; ERRORHOOK = TRUE; //使用errorhook USERESSCHEDULER = FALSE; USEORTI = TRUE; KERNEL_TYPE = OSEK { CLASS = ECC1; RQ = MQ; //就绪任务列表类型选择：RQ=LL，用链表，复杂度为O(n)，n为就绪队列中的任务数；RQ=MQ，用多队列，复杂度为O(1) }; }; APPDATA tricore_mc { APP_SRC="master.c"; APP_SRC="slave1.c"; APP_SRC="slave2.c"; }; TASK TaskCore0 { CPU_ID = 0x0; //指定任务所属内核 PRIORITY = 1; }; TASK TaskCore1 { CPU_ID = 0x1; PRIORITY = 1; }; TASK TaskCore2 { CPU_ID = 0x2; PRIORITY = 1; }; COUNTER system_timer_core0 { CPU_ID = 0x0; MINCYCLE = 1; MAXALLOWEDVALUE = 2147483647; TICKSPERBASE = 1; TYPE = HARDWARE { DEVICE = "STM_SR0"; SYSTEM_TIMER = TRUE; PRIORITY = 2; }; SECONDSPERTICK = 0.001; }; COUNTER system_timer_core1 { CPU_ID = 0x1; MINCYCLE = 1; MAXALLOWEDVALUE = 2147483647; TICKSPERBASE = 1; TYPE = HARDWARE { DEVICE = "STM_SR0"; SYSTEM_TIMER = TRUE; PRIORITY = 2; }; SECONDSPERTICK = 0.001; }; COUNTER system_timer_core2 { CPU_ID = 0x2; MINCYCLE = 1; MAXALLOWEDVALUE = 2147483647; TICKSPERBASE = 1; TYPE = HARDWARE { DEVICE = "STM_SR0"; SYSTEM_TIMER = TRUE; PRIORITY = 2; }; SECONDSPERTICK = 0.001; }; ALARM AlarmCore0 { COUNTER = system_timer_core0; ACTION = ACTIVATETASK { TASK = TaskCore0; }; AUTOSTART = TRUE { ALARMTIME = 500; CYCLETIME = 2000; }; }; ALARM AlarmCore1 { COUNTER = system_timer_core1; ACTION = ACTIVATETASK { TASK = TaskCore1; }; }; ALARM AlarmCore2 { COUNTER = system_timer_core2; ACTION = ACTIVATETASK { TASK = TaskCore2; }; }; };
四、Erika特点
（1）Erika的任务调度：①完全抢占式任务（Full Preemptive）：参与基于优先级的抢占式任务调度；②非抢占式任务（Non Preemptive）：不会被其他任务抢占；③混合式任务。
（2）堆栈使用：①main堆栈用于运行main()函数，当一个task设置堆栈为shared时，将会共享使用main堆栈；而当task设置了private堆栈时，则分配私有堆栈；②ISR1类中断发生时，使用当前激活的堆栈；ISR2型中断使用main堆栈。
（3）Erika优先级最大值：127
五、问题及解决方案
（1）TC297下，使用BootLoader时如何修改ERIKA OS在ROM中的位置？——以ERIKA其实地址在0xa00e0020为例，修改链接脚本：
- 链接脚本所在位置：
-
修改内容：
（2）TC397下如何运行ERIKA OS？
- 首先，在创建TC397的工程后，修改OIL文件，在OS设置中添加OSEE_TC_LINK_BMHD选项。
-
然后编译工程，此时生成的可执行文件中包含2部分内容：①ERIKA OS的二进制代码；②TC397的BMHD（注意：ERIKA生成的BMHD与官方出厂的BMHD在应用程序起始地址的设置上有所不同，不过可以放心烧写，后续也可以改回出厂设置）。
- 先通过MemTool工具将BMHD烧写到DFlash中的UCBS中，再将ERIKA代码烧写到PFlash中，二者的区分如下图所示，其中阴影部分是BMHD，前面4行为ERIKA的二进制代码，夹在BMHD中间的一行无效，不需要烧写。
（3）TC397下ERIKA如何运行在多核环境下？
- 实际上与单核无异，不过在实际研究过程中遇到了一个坑，这里记录一下。具体问题为：在调试模式下，ERIKA正常运行，而上电复位后只执行了初始化过程，而没有正常运行，甚至连Cpu0都没有正常运行ERIKA。于是与单核下的OIL设置进行了对比，发现有一个选项设置，即OSEE_DEBUG，如下图所示。将其注释掉即可解决。
（4）Erika如何使用iLLD底层驱动库？——底层驱动库实际上就是将MCU的寄存器操作或一系列寄存器操作用函数进行封装，与直接进行寄存器操作无异。但iLLD库除了寄存器操作外，还进行了中断和陷阱相关的设计（包括：中断和陷阱向量表的定义、中断服务函数的定义等），而Erika OS已经将中断和陷阱的处理纳入自己的管理范围，且管理方式（主要是相应的函数）与iLLD不同，因此在中断和陷阱方面iLLD与Erika存在不兼容的问题，从而需要舍弃iLLD中的相应部分，而将其他主要部分融入到Erika中，具体方法如下：
- ①将iLLD中除了中断与陷阱以外的库文件添加到工程，其中被排除的主要是Cpu文件夹中的Irq和Trap子文件夹，以及CStart文件夹（Erika模仿其编写了相应的内核启动文件，因此不再需要该文件夹），如图所示。
- ②设置包含路径。就像在Hightec中使用iLLD一样，需要包含库的相应路径，一般在工程设置中的“path and symbols”中设置。由于eclipse-phonon中相应的设置不起作用，因此采用了在oil文件中设置编译属性的方式进行了路径包含，如下图所示。
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③设置需要被编译的源文件。Erika工程中的源文件，除了OS的源代码文件外都不会自动参与编译，而是需要手动设置，因此需要将iLLD中需要用到的源文件设置为编译对象，具体设置在oil文件中进行，这里我们设置了基本的源文件，如IfxCpu_cfg.c、IfxSrc_cfg.c、IfxCpu.c、IfxSrc.c，还设置了需要用到的外设对应的源文件，包括IfxStm.c和IfxPort.c，如图所示。
- ④ 使用实例——设置STMsr1中断，并在中断中闪灯，具体程序如下所示。在Erika中使用iLLD时，主要是中断服务函数的定义方法会有所不同。在HighTec中设置一个外设的中断时，首先要设置相应外设的中断优先级并开启中断，然后通过IFX_INTERRUPT宏来定义相应优先级的中断向量和中断服务函数（使用硬件管理中断时）；而在ErikaOS下，前面设置优先级和开启中断是与前者相同的，直接用iLLD中的相应函数即可，不同之处在于中断向量和中断服务函数的定义，中断向量的定义在ErikaOS的源文件ee_tc_intvec.c中进行，而中断服务函数的声明需要在oil文件中设置并在源文件中定义（见下图）。
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