NB260-OpenCPU软件开发手册

NB260板载OpenCPU方案的BC26模块，除了可以作为标准AT指令模块外，还可作为OpenCPU用。

OpenCPU是基于移远模块的二次开发方案，用户可以直接在模块里开发集成应用，从而省掉外部主控MCU。OpenCPU已被广泛的用于M2M领域，例如智能家居、智能城市、资产追踪，汽车能源等领域。

1 方案对比

OpenCPU与传统方案对比如下图。 在传统方案中，需要一个MCU作为主控制器，控制硬件外设，例如控制路灯的亮或灭，然后使用MCU的UART接口与标准模块进行AT指令通信，上报当前路灯状态，或接收来自远程服务器的开关灯命令。

而OpenCPU方案，可以直接在模块中编写程序控制路灯，节约硬件成本，加速应用开发。

2 功能框图

BC26-OpenCPU功能框图如下。

3 硬件资源

OpenCPU硬件资源如下表格：

	描述
CPU	ARM Cortex-M4处理器，32位，带FPU（浮点运算）和MPU（内存管理），主频78MHz。
Flash	总共4MB，OpenCPU可用空间200KB（App代码空间）。
RAM	总共4MB，OpenCPU可用的静态内存空间100KB，动态内存：300KB。
GPIO	总共有18个通用GPIO，支持多种复用模式。 完整的引脚说明，请阅读《NB260硬件设计手册》中的引脚复用一节。 GPIO接口 EINT外部中断接口 I2C接口 SPI接口 UART串口 网络指示灯接口 PWM接口 ADC模拟采集接口。

4 软件资源

BC26的软件开发相关资源如表格：

	描述
开发环境	SourceInsight（语法高亮、变量函数关联，也可使用其他代码编辑工具）及命令行（代码编译）
编译器	GCC（gcc-arm-none-eabi V4.8），谷雨提供的SDK中已包含，无需单独下载。
烧写软件	MTK IOT_Flash_Tool，谷雨提供的SDK中已包含，无需单独下载。
SDK开发包	BC26-OpenCPU SDK
开发语言	标准C

5 开始开发

本节开始，介绍基于NB260的OpenSDK开发的整个流程，旨在让用户熟悉OpenSDK的开发流程。

5.1 获取SDK

SDK是Software Development Kit软件工具开发包的简称，是我们开发BC26的必要资料，里面包含api库文件，示例代码，编译器，烧写软件等。

SDK位于NB260归档资料中（百度网盘中）。

5.2 SDK文件结构

BC26-OpenCPU SDK根目录的文件结构如下图所示：

详细解释如下表格：

目录或文件	描述
BC26NBR01A03_BETA0801V03	BC26核心固件，版本为NBR01A03，使用的SDK版本必须与此固件匹配，需要先烧写一次该固件。 该固件同样使用IOT_Flash_Tool来烧写。
build	代码编译后的中间文件以及生成的app固件，另外编译器输出的错误信息也在该目录下：build\gcc\build.log
custom	用户app代码所在目录，今后都要在这个目录写编写代码
docs	BC26 OpenSDK开发相关文档。
example	SDK示例代码，例如GPIO，ADC，IIC等接口的使用示例，几乎涵盖了所有。
include	SDK API头文件
libs	SDK API库文件，APP中所有的api接口均来自这里。
make	编译配置文件，例如Makefile。
ril	ril源码目录
tools	GCC编译器以及MTK的IOT_Flash_Tool烧写工具
BETA0801V03版本更新说明	当前SDK版本说明
Make.bat	辅助命令行，用于命令行的错误提示。
MS-DOS	windows命令行的快捷方式，作用是方便的在当前目录下打开命令工具。 作用等同于在当前目录下按住Shift键同时鼠标右击打开：在此处打开命令窗口(W)

5.3 main函数在哪

嵌入式开发，大家一定要弄清楚main函数在哪，也就是整个程序的入口函数在哪，这是一切代码开发的开始。

BC26OpenCPU的main函数位于custom目录下的main.c文件中，函数名为：void proc_main_task(s32 taskId)，大概位于68行。

 68 void proc_main_task(s32 taskId)
 69 { 
 70     s32 ret;
 71     ST_MSG msg;
 72 
 73     // Register & open UART port
 74     ret = Ql_UART_Register(m_myUartPort, CallBack_UART_Hdlr, NULL);//初始化一个串口
 75     if (ret < QL_RET_OK)
 76     {
 77         Ql_Debug_Trace("Fail to register serial port[%d], ret=%d\r\n", m_myUartPort, ret);
 78     }
 79     ret = Ql_UART_Open(m_myUartPort, 115200, FC_NONE);//以115200的波特率打开串口
 80     if (ret < QL_RET_OK)
 81     {
 82         Ql_Debug_Trace("Fail to open serial port[%d], ret=%d\r\n", m_myUartPort, ret);
 83     }
 84 
 85     APP_DEBUG("OpenCPU: Customer Application\r\n");
 86 
 87     // 开始程序大循环
 88     while(TRUE)
 89     {
 90         Ql_OS_GetMessage(&msg);//获取系统消息
 91         switch(msg.message)    //处理消息
 92         {
 93         case MSG_ID_RIL_READY:
 94             APP_DEBUG("<-- RIL is ready -->\r\n");
 95             Ql_RIL_Initialize();
 96             
 97             break;
 98         case MSG_ID_URC_INDICATION:
 99             //APP_DEBUG("<-- Received URC: type: %d, -->\r\n", msg.param1);
100             switch (msg.param1)
101             {
102             case URC_SYS_INIT_STATE_IND:
103                 APP_DEBUG("<-- Sys Init Status %d -->\r\n", msg.param2);
104                 break;
105             case URC_SIM_CARD_STATE_IND:
106                 APP_DEBUG("<-- SIM Card Status:%d -->\r\n", msg.param2);
107                 break;            
108             case URC_EGPRS_NW_STATE_IND:
109                 APP_DEBUG("<-- EGPRS Network Status:%d -->\r\n", msg.param2);
110                 break;
111             case URC_CFUN_STATE_IND:
112                 APP_DEBUG("<-- CFUN Status:%d -->\r\n", msg.param2);
113                 break;  
114             default:
115                 APP_DEBUG("<-- Other URC: type=%d\r\n", msg.param1);
116                 break;
117             }
118             break;
119         default:
120             break;
121         }
122     }
123 
124 }

开始不必研究代码的细节，先要熟悉结构，了解大方向，最后再深入代码。

5.4 编译代码

用惯了IAR或者KEIL的开发者来说，非常不习惯GCC的命令行的编译方式。

其实不要太过于担心，GCC很好用，开发时只需要两个命令，make 和make clean。并且稍微麻烦一点的Makefile文件，SDK也已经提供了。所以我们只需要在命令行中输入make即可。

进入SDK的根目录，双击运行MS-DOS，运行Windows的命令行工具。

然后输入命令：make new，为什么是make new，我们会在后面的Makefile一节讲解。

如下图所示，开发编译代码，打印编译细节。

如果编译顺利，会看到编程成功的提示，如下图所示。

编译成功后，可以在build/gcc目录下看到app的bin文件了。如下图所示：

app_image_bin.cfg是烧录app的配置文件。

APPGS3MDM32A01.bin是最终得到的APP二进制文件。

build.log是编译过程中输出的信息。编译过程中的警告、错误等消息，都会保存在这个文件中。

如果再使用make clean命令，会将这些生成的文件清理掉，以准备重新编译。

5.5 下载程序

使用MDK的IOT_Flash_Tool来烧写程序。IOT_Flash_Tool烧写软件位于SDK的tools目录下。进入目录：tools\IOT_Flash_Tool\win，双击打开FlashTool.exe。

由于SDK的版本需要与模块的固件匹配，因此第一次使用时，需要先烧写一次（一个模块仅需要烧写一次，后续只需要单独更新app即可）BC26核心固件：BC26NBR01A03_BETA0801V03

FlashTool通过BC26的主串口（AT指令用的串口）来烧写程序，烧写程序时，需要BC26硬件上做一些配合，详细的烧写流程如下。

首先我们来烧写BC26核心固件，固件版本为：BC26NBR01A03_BETA0801V03。

步骤一： 在DownLoad页面下选择对应串口号，并选择固件烧录配置文件.

如下图所示。

步骤二：将NB260的PEN保持高电平不动（即持续拉低BC26的PWRKEY信号，让其开机状态，且保持）。

步骤三：点击FlashTool的Start按钮，准备准备烧写。

步骤四：使NB260复位。

这是因为FlashTool使用BC26的主串口烧写固件，需要与BC26进行一些命令上的交互，且该交互过程只能在模块重启的瞬间。

因此需要BC26保持开机状态，然后按复位。

此时，就可以看到FlashTool在烧写固件了，等待一会烧写成功，如下图所示：

步骤五：烧写App固件

使用相同方法烧写app固件，app的固件烧录配置文件位于：build\gcc中。文件名为：app_image_bin.cfg。

假如模块的固件版本与SDK匹配（比如已经烧写过一次），只需要烧写app固件即可，无需重复烧写模块核心固件。

如果模块中已烧写了APP固件，再次烧写的步骤如下：1、模块复位或重新上电；2、点击IoT Flash Tool的Start按钮等待烧写；3、此时，使模块开机。4、此刻会开始烧写App固件，若失败，重复步骤1~3

5.6 擦除程序

如果要擦除已烧写的App固件，请按照本节步骤操作。

步骤一：记录App固件的BeginAddress、EndAddress以及AddressType

可以在烧写App固件的界面下找到。如下图所示。

步骤二：进入Format页面下，选择对应的串口号。设置Manual Format参数。

根据步骤一中的参数设置BeginAddress，Length等于EndAddress减去BeginAddress。

步骤三：点击Start准备擦除。

步骤四：模块重新上电（复位无效），然后使模块开机（拉高PEN引脚500ms以上）。

步骤五：开始擦除，等到擦除成功。若失败，请重复步骤1~4。

5.7 功能验证

APP固件烧写结束后，我们来验证APP功能是否正常。

首先，恢复NB260硬件PEN信号的低电平状态，然后复位NB260。

任意串口调试助手，设置波特率115200，其他参数默认，打开与NB260对应的串口。此时，将PEN拉高使模块开机。

此时，可以看到BC26中APP固件输出的调试信息，可以看到，除了原先模块正常发送的信息外，还打印了额外的调试信息，说明APP已经成功运行。

测试用的app固件代码仍然支持串口AT指令功能，大家可以根据自己的需要增删app源码。

F1: 0000 0000
V0: 0000 0000 [0001]
00: 0006 000C
01: 0000 0000
U0: 0000 0001 [0000]
T0: 0000 00B4
Leaving the BROM


RDY

+CFUN: 1
OpenCPU: Customer Application
<-- RIL is ready -->

+CPIN: READY
<-- SIM Card Status:1 -->
<-- EGPRS Network Status:2 -->
AT+CEREG?
[ATResponse_Handler] 
+CEREG: 1

[ATResponse_Handler] 
+CEREG: 1,1

[ATResponse_Handler] 
OK

<-- EGPRS Network Status:1 -->

+IP: 10.45.226.144

5.8 调试程序

由于BC26的是通过串口烧写固件，因此无法像其他单片机那样，使用仿真器来单步调试，那如何调试程序呢？

建议是使用串口打印+硬件状态（例如指示灯状态）

例如上面的烧写的app代码，使用APP_DEBUG("<-- RIL is ready -->\r\n");来输出调试信息。

5.9 Makefile简介

熟悉linux开发的同学一定很了解Makefile。

Makefile的作用是告诉编译器，如何将源码编译成obj中间文件（*.c 变成 *.o），然后如何链接中间文件编程二进制文件（*.o 编程 *.bin），并且设置哪些源码要编译，使用的头文件件在哪等等。

在Windows下的代码开发，一般IDE都会把这些工作做了，而在linux中或者使用gcc，都需要编写makefile来控制。

BC26-OpenCPU的makefile文件位于：\make\gcc 目录下，内容如下：

#-------------------------------------------------------------------------------
# Configure GCC installation path, and GCC version.
# To execute "arm-none-eabi-gcc -v" in command line can get the current gcc version 
#-------------------------------------------------------------------------------
GCC_INSTALL_PATH=tools\gcc\win\gcc-arm-none-eabi  #设置gcc编译器路径
GCC_VERSION=4.8.3


C_PREDEF=-D __CUSTOMER_CODE__

#-------------------------------------------------------------------------------
# Configure version and out target
#-------------------------------------------------------------------------------
PLATFORM = APPGS3MD
MEMORY   = M32
VERSION  = A01
TARGET   = $(strip $(PLATFORM))$(strip $(MEMORY))$(strip $(VERSION))  #设置目标文件名，也就是APPGS3MDM3201.bin

#-------------------------------------------------------------------------------
# Configure the include directories
#-------------------------------------------------------------------------------
INCS =  -I $(ENV_INC)                #设置系统头文件路径
INCS += -I ./           \            #设置额外的sdk库和用于代码的头文件目录。
        -I include      \
        -I ril/inc      \
        -I custom/config   \
		
#-------------------------------------------------------------------------------
# Configure source code dirctories
#-------------------------------------------------------------------------------
SRC_DIRS=example    \               #设置需要编译的源码目录
		 custom     \
		 custom\config     \
		 ril\src    \
		 
#-------------------------------------------------------------------------------
# Configure source code files to compile in the source code directories
#-------------------------------------------------------------------------------
SRC_SYS=$(wildcard custom/config/*.c)    #设置具体要编译的源码文件，这里匹配目录下的所有c文件
SRC_SYS_RIL=$(wildcard ril/src/*.c)
SRC_EXAMPLE=$(wildcard example/*.c)
SRC_CUS=$(wildcard custom/*.c)

OBJS=\                     
	 $(patsubst %.c, $(OBJ_DIR)/%.o, $(SRC_SYS))        \   #设置要生成的中间文件目录和文件名
	 $(patsubst %.c, $(OBJ_DIR)/%.o, $(SRC_SYS_RIL))    \
	 $(patsubst %.c, $(OBJ_DIR)/%.o, $(SRC_EXAMPLE))    \
	 $(patsubst %.c, $(OBJ_DIR)/%.o, $(SRC_CUS))        \

#-------------------------------------------------------------------------------
# Configure user reference library
#-------------------------------------------------------------------------------
USERLIB=libs/gcc/app_start.lib

.PHONY: all
all:
#	$(warning <-- make all, C_PREDEF=$(C_PREDEF) -->)
	@$(MAKE) new -f make/gcc/gcc_makefile                  #这里就是make new的由来，开始调用gcc 和makefile开始编译

include make\gcc\gcc_makefiledef

export GCC_INSTALL_PATH C_PREDEF OBJS USERLIB SRC_DIRS

总结，makefile并不需要高深的知识，只需要掌握上面几个常用的语法即可。

6 继续开发

SDK函数接口说明请阅读移远官方文档：《BC26-OpenCPU_User_Guide_V1.0.pdf》。

另外，SDK根目录的example中的代码是官方的示例代码，涵盖所有外设，每个例子建议都做一下实验，掌握主要api的用法，然后再开始自己的项目开发，祝好运！

7 本文视频教程

测试视频，先了解一下5G。

https://player.youku.com/embed/XMzk4NTA0OTU5Mg

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