Helios SDK开发指南__入门

2023-10-12

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1. SDK概述

Helios SDK（以下简称SDK；Helios，古希腊太阳神）以组件化方式组织，分别包括系统级组件、服务级组件、外设组件及第三方组件。

系统级组件主要包括os、bsp、文件系统、各类网络协议栈、OTA、日志输出等功能。
服务级组件目前包括QuecPython功能。
外设组件目前包括camera、NorFlash、LCD等功能。
第三方组件目前包括lvgl、tts等功能。

各组件之间的依赖关系，通过在组件内编译管理的脚本中指定依赖路径即可，下文详述。
同时各组件功能是否开启，可通过menuconfig进行配置，方便功能裁剪。

2. 环境搭建

2.1 Windows 10环境搭建

步骤一：下载工具链

从QuecPython官方下载Windows 10环境下的工具链安装包helios-toolchain.exe，如下图：

步骤二：安装工具链

以管理员身份运行helios-toolchain.exe，如下图，点击安装即可。

目标文件夹不能包含空格。

2.2 Ubuntu16.04环境搭建

步骤一：下载工具链

从QuecPython官方下载Ubuntu16.04环境下的工具链安装包helios-toolchain.linux，如下图：

步骤二：安装工具链

将安装包放置于和预期的目标文件夹相同位置。执行以下命令，即可安装工具链。
sudo ./helios-toolchain

步骤三：安装其他工具

在终端键入以下命令，安装p7zip-full、git、make和python3。

sudo apt install p7zip-full git make python3

3. 代码拉取

在命令行中按照顺序分别执行以下命令，即可拉取完整的SDK代码。

git clone https://gitee.com/quecpython/HeliosSDK.git
cd HeliosSDK
git submodule init
git submodule update

4. SDK目录结构

下图是SDK目录结构，图中不同颜色分别表示以下含义：

紫色：git仓库相关文件和目录
黄色：SDK固有的文件夹
绿色：SDK中的脚本文件
蓝色：SDK中的源代码文件
粉色：readme.md
灰色：编译生成的文件夹，可被清除
黑色：注释信息

5. 应用代码编写

理论上，可在SDK目录下的任意位置新建应用代码文件。
实际上，为了规范起见，建议在SDK的根目录下新建应用代码文件夹。
功能的单元测试代码，建议放置于功能所在目录下的test或demo文件夹。
SDK建议使用微软的VSCode打开，移远后续将推出针对VSCode的易用插件，敬请期待。

以SDK根目录下的sample为例：

步骤一：新建应用代码文件夹

在SDK根目录下新建sample文件夹。

步骤二：创建应用代码源文件

进入sample文件夹，新建文件sample.c。

步骤三：编写应用代码

打开sample.c
包含头文件

sample.c仅需要包含最基本的头文件，即helios.h、helios_debug.h、helios_os.h。
helios.h目前定义了添加自启动项的接口。
helios_debug.h定义了日志打印的相关接口。
helios_os.h定义了多线程相关接口。

包含头文件的代码如下所示：

#include "helios.h"
#include "helios_debug.h"
#include "helios_os.h"

自定义日志打印接口

日志打印接口说明：

helios_debug.h提供了如下日志打印相关的接口：
void Helios_Debug_Enable(void)：使能日志打印功能。
void Helios_Debug_Disable(void)：关闭日志打印功能。
helios_debug(fmt, ...)：通用日志输出接口。
custom_log(tag, fmt, ...)：可自定义标签的日志输出接口，标签会连同日志一起输出。
默认使能日志打印功能。

在sample.c中定义自定义标签的日志输出接口，标签名称为APP，代码如下所示：

#define app_debug(fmt, ...) custom_log(APP, fmt, ##__VA_ARGS__) // custom_log在helios_debug.h中定义

实现应用功能

在sample.c中实现每一秒钟循环打印一次日志的功能，代码如下所示：

static void AppSample(void *argv)
{
    UNUSED(argv); // 在helios.h中定义

    while (1)
    {
        app_debug("app sample running ...\r\n"); // 自定义的带标签的日志输出
        Helios_sleep(1); // 在helios_os.h中定义
    }
}

添加为自启动项

编写完应用功能代码后，调用以下接口，会在系统启动完成后，自动启动应用功能：

application_init(AppSample, "AppSample", 2, 0); // 在helios.h中定义

application_init接口用法说明

定义：application_init(entry, name, stack_size_kib, startup_prio)
参数：entry - 应用代码入口地址
参数：name - 应用名称
参数：stack_size_kib - 应用线程栈大小，以KB（K字节）为单位
参数：startup_prio - 启动优先级，0表示最高优先级

步骤四：编写编译管控脚本

新建mk脚本文件

在应用代码根目录下（本例为sample目录下）新建和应用代码根目录同名的.mk文件，本例新建文件为sample.mk。

编写mk脚本文件

编译管控脚本的详细写法可参考SDK根目录下的README.MD，此处仅针对sample.c做阐述。

NAME := SAMPLE # 组件名称，建议和组件根目录名称一致，全部大写

$(NAME)_SRCS := sample.c # 添加需要编译的源码的相对路径（相对于组件代码根目录，此处相对于sample目录）

$(NAME)_INCS := . # 仅组件内部可引用的头文件相对路径（相对于组件代码根目录，此处相对于sample目录，其实sample下无头文件，此行可删除）

$(NAME)_COMPONENTS := # 当前组件依赖的其他组件相对路径（相对于SDK根目录，置空时可删除此行）

至此，应用代码编写完毕。

6. 编译和烧录

步骤一：查看编译命令用法

在SDK目录下启动的命令行中，键入helios，并回车，查看helios命令的用法。
输出结果如下：

Usage: helios <action> [<app>] [<at>] [<fw_name>]

These are common commands used in various situations:
   menuconfig                       - Do the project configuration
   make <app> [[<at>] [<fw_name>]]  - Do the compilation work
   private_clean                    - Clean the app private target
   clean                            - Clean the output directory
   git [<args>]                     - Git commands execution
   help                             - Show this help page

编译命令的详细用法参考SDK根目录下的README.MD。

步骤二：编译固件

以EC600SCN_LB模块为例，在命令行中键入以下命令，并回车：

helios make sample @EC600SCN_LB EC600SCNLBR01A01M08

helios：触发编译流程。
make：表示编译固件。
sample：应用入口地址（相对于SDK根目录）。
@EC600SCN_LB：指定目标模块型号，可缺省，缺省值为@EC200UCN_AA。
EC600SCNLBR01A01M08：固件版本号名称，可缺省，以指定的应用代码的根目录名称作为缺省值。

如需清除编译目标，在命令行中键入以下命令，并回车：

helios clean

步骤三：查看编译目标

生成的固件包存储于SDK根目录下的output/release文件夹中，如下图所示。

步骤四：烧录固件

固件烧录请参考《Quectel_QFlash_用户指导》。

7. 功能测试

步骤一：连接PC和模块

用串口线缆将模块的Debug串口和PC连接。

步骤二：查看PC端的Debug串口号

打开PC的设备管理器，如下图，本实验的Debug串口号为COM20。

步骤三：打开PC端的串口调试工具

本文以SecureCRT为例，点击下图的快速连接按钮，弹出Quick Connect窗口。
点击Port选项的下拉菜单，选中COM20，其余参数严格遵照图中的配置即可。
点击右下角Connect按钮即可打开串口。

步骤四：启动模块程序

复位模块，启动程序

步骤五：查看模块运行日志

在SecureCRT的串口数据接收区查看运行日志，如下图：

上图可看出，日志输出的格式包含了自定义标签APP、输出日志的函数名AppSample、输出日志的文件行数L29，及日志内容app sample running ...。

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