NUCLEO-F401RE で TOPPERS/ASP(RTOS)を動かす

はじめに

Windows上でEclipseベースのTrueSTUDIOを用いて．RTOSであるTOPPERS/ASPカーネル(以下，ASPカーネル)をNUCLEO-F401REで動作させる方法について説明します．

一般的に，WindowsでASPカーネルのビルドするには，Cygwin環境，クロスコンパイラ，デバッガを別々にインストールする必要があり環境構築の手順が煩雑でした．TrueSTUDIOは，ASPカーネルに必要なツール類がまとめてインストールできるため，環境構築の手間が省けます．

TrueSTUDIOは以前はコードサイズの制限があったのですが，現在は制限がなく基本的な機能はフリーで使用することができます．

用意するハードウェア

• NUCLEO-F401RE

• 秋月電子やスイッチサイエンス等から2000円程度で購入可能です．amazonでポチるのが最も簡単な入手方法です．

• 様々な種類がリリースされていますが，現状はF401REのみをサポートしています．STM32F4シリーズを搭載しているNUCLEOなら簡単にポーティング可能です．ポーティング方法は別途記載します．

• USB(miniB)ケーブル

• ボードには付属していないので用意して下さい．

• Windows PC

• Windows7とWindows10で動作を確認しています．

#ソフトウェア

• TrueSTUDIO

• v5.4.1 で動作確認しています．これより古いバージョンは問題が発生する可能性があります．

• Atollicのサイトにアクセスすると**DOWNLOAD NOW!**というボタンがあるので押すとダウンロードが始まります．サイズが1G程度あるので注意して下さい．

• ダウンロード後インストールして下さい．

• TOPPERS/ASPカーネル

• 上記リンクからasp_nucleo_f401re_gcc-20160216.zipasp_nucleo_f401re_gcc-20160219.zip(リンカスクリプトに不具合がありましたのでupdateしました)をダウンロードして展開して下さい．

ビルド&実行の手順

1.TrueSTUDIOを実行

TOPPERS/ASPカーネルに含まれているTrueSTUDIOのプロジェクトファイルをエクスプローラからダブルクリックしてTrueSTUDIOを起動します．

asp_1.9.2_utf8\target\nucleo_f401re_gcc\truestudio\asp.cproject

TrueSTUDIOが起動するとワークスペースの指定画面が表示されるため適当なワークスペースを指定する．.cprojectのフォルダの一つ上のフォルダを指定すると管理が楽です．.cprojectと同じフォルダは指定しないで下さい．

3秒ほど宣伝画面が出るので"ウィンドウを閉じて下さい"のボタンが有効になるまで待って，有効になったらボタンを押して下さい．

左上のInformation Centerの右の×ボタンを押すとプロジェクトが表示されます．

左のペインのプロジェクトビューからaspを選択し，ツリーを展開するとサンプルプログラムとASPカーネルの各ファイルを見ることができます．

2.ビルド

ビルドボタンを押すとビルドが開始されます．

3.ボードの接続

NUCLEO-F401REをUSBケーブルでwindowsPCに接続して下さい．ドライバのインストールが開始され，COMポートが１つ追加されます．

4.ダウンロード&実行

ボードの接続後，デバッグボタンを押すとダウンロードが開始されます．

1回目はSTLINKのファームウェアのアップデートが発生する場合があります．その場合は，画面に従ってファームウェアをアップデートしてから，USBケーブルを一旦外してから，Teratermの再接続を行い，デバッグボタンを押して下さい．

次に上記で追加されたポートに対して，ターミナルを開きます．メニューのビューからターミナルを選択します．左下ペインにターミナルが追加されるので，接続ボタンを押して，接続タイプをシリアルとして，115200bps, 8bit, Parity none, Stop 1bit, フロー制御なしとてしてOKを押します．

ダウンロード後停止した状態なので，メニューから"再開"ボタンを押すとカーネルが起動して，main_taskの先頭で停止します．この状態で"再開"ボタンを押すと実行が再開されます．

ターミナルにはログが出力されます．入力も可能です．

#新規プロジェクト

新規にプロジェクトを作成する場合はフォルダtruestudioをコピーしてtruestudio2等に名前を変更します．

次にtruestudio2以下のaspの.cprojectを開いた場合にワークスペースの指定画面が出るのでtruestudio2を指定します．

あとは最初に書いたようにビルドが可能です．

#プロジェクトへのファイルの追加

例えばpoi.cをビルド対象としたい場合には，poi.cをプロジェクトファイル(sample1.c)があるフォルダに置いて，Makefileに以下の様に記載すればよいです．

#
#  アプリケーションプログラムに関する定義
#
APPLNAME = sample1
APPLDIR = 
APPL_CFG = $(APPLNAME).cfg

APPL_DIR = $(APPLDIR) $(SRCDIR)/library
APPL_ASMOBJS =
ifdef USE_CXX
  APPL_CXXOBJS = $(APPLNAME).o 
  APPL_COBJS =
else
  APPL_COBJS = $(APPLNAME).o  poi.o
endif

sample1.h/sample1.h/sample1.cfgの名前を変更したい場合は，MakfileのAPPLNAMEを変更すればよいです．

おわりに

TrueSTUDIOを使用すると簡単にASPカーネルをビルド&実行させることが出来ますので，RTOSに興味がある方は試して下さい．