采用恩智浦MCUXpresso SDK实现Zephyr软件代码重用

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我的妻子是一名幼儿园老师，也是一位再利用大师。我看到一卷卫生纸用完了，只会想到把卷筒扔进可回收垃圾箱。但对她来说，卷筒是一个多用途组件，仍能发挥余热，应该储存起来。她大量收集了管子、罐子、纽扣、毛毡、纸板、毛根和纸张，每当做手工项目时，就可以利用起来。然后天马行空，这些组件结合就变成了一些可爱的小工艺品。在她眼中，一个被遗忘的破蛋箱可以变成一只毛毛虫，这种创造力让我非常嫉妒。

图1：在新设计中重复利用现有组件，例如利用鸡蛋箱和毛根来做玩具毛毛虫

尽管我的创造力无法与她相媲美，我也喜欢重复利用。我的理念是：“如果我可以重复利用现有的东西，为什么还要发明新的？” 在应用开发过程中，使用开源软件的一大好处和吸引力是代码重用。在开发应用专用软件时，我们的时间和创新应该花在与众不同的东西上，而不是现有的通用构件和组件上。用我妻子类比来说，我们要创造的是“毛毛虫”，而不是鸡蛋箱。但代码重用的一个主要问题，特别是代码起源于其他地方时，是“它靠得住吗?” 特别是当这些“毛毛虫”需要投入生产时，我们会担心重用代码的质量、审查的方式以及它是否稳定。

而这正是恩智浦的MCUXpresso软件开发套件（SDK）的用武之地。该SDK是恩智浦EdgeVerse™微控制器平台专用的软件包，包含外设驱动程序、连接堆栈和其他中间件。恩智浦通过此SDK中高品质的量产级软件提供软件可靠性。例如，驱动程序和启动代码都符合MISRA-C，并使用Coverity®静态分析工具进行检验。恩智浦还使用支持不同产品系列的开发板，在一个庞大的板群中检查SDK运行时测试。每天晚上，最新的SDK代码都会在板上运行，记录新近代码更改中产生的任何问题。如今，这些测试在46个平台上运行，运行了8万多个测试用例。此外，此SDK代码库已通过我们众多客户及其最终产品在生产中经过严格审查，全球下载量超过了36万次。

开源的Zephyr OS也得益于代码重用。Zephyr Project的构想提供了一个新的实时操作系统选项，并开发了一个充满活力的活跃社区，可不断提供新代码。如需详细了解Zephyr的独特之处，请访问博文Zephyr OS LTS 2版本增加了对i.MX RT600跨界MCU的全平台支持。但Zephyr Project还集成了其他开源模块，适用于那些不需要重新发明、可以利用代码重用的情况。

例如，Zephyr OS集成了用于显卡的LVGL、Mbed TLS加密库和面向安全引导加载程序和固件更新的MCUboot。此外，恩智浦的产品组合与Zephyr OS紧密结合，而恩智浦也是Zephyr Project的一位创始成员。恩智浦致力于Zephyr开发，并通过将代码上传到Zephyr存储库来促进Zephyr Project的开发。这段代码的大部分内容都集中在启用恩智浦硬件上的Zephyr OS及其特性，并且硬件支持的基础是从MCUXpresso SDK重用的。恩智浦还在测试SDK的同一板群上测试Zephyr版本。今天，超过5000个Zephyr测试用例在板群的17个平台上运行。

Zephyr OS为常见的硬件相关功能提供了驱动程序，如Flash和UART驱动程序。这些Zephyr驱动程序被编写为硬件无关，可使Zephyr应用能够轻松地跨支持的硬件平台进行移植。这些Zephyr驱动程序构建在硬件抽象层（HAL）之上，如下图所示。恩智浦的HAL由直接来自MCUXpresso SDK的外设驱动程序和设备支持组成。代码重用提供了与测试和生产使用相同的质量（前面讨论过），为HAL提供了一个稳健而成熟的基础。

我们来看一个具体例子，下面是Zephyr软件层，包括对i.MX RT1060 MCU的硬件平台支持。i.MX RT1060使用连接到FlexSPI外设的外部闪存。低层FlexSPI驱动程序与MCUXpresso SDK中的驱动程序相同。最重要的是，恩智浦将填隙驱动程序上传到Zephyr存储库，该存储库将Zephyr与硬件无关的内存API（如Flash驱动程序）定向到直接控制外设的MCUXpresso SDK驱动程序。这会将恩智浦HAL构建在SDK驱动程序之上，而Zephyr内核、驱动程序和上层都构建在该HAL之上。

图2：恩智浦MCUXpresso SDK驱动程序上的Zephyr软件层

如需获得更好的体验，请下载结构框图。

Zephyr OS中的MCUXpresso SDK代码重用提供了超越质量的其他好处。SDK驱动程序新增的改进和功能可以快速、轻松地集成到Zephyr应用中。如果用户在这些驱动程序中发现错误，无论是Zephyr用户还是其他恩智浦用户，MCUXpresso SDK中的错误修复都可以快速上传，使所有Zephyr用户受益。此外，共享相同的底层MCUXpresso SDK HAL使Zephyr在恩智浦产品组合（包括SDK支持但尚未包括在Zephyr Project中的恩智浦设备）之间实现更轻松的移植，这意味着SDK重用还支持软件路径迁移到Zephyr（适合已使用MCUXpresso SDK的非Zephyr应用）。如果现有应用的开发人员希望使用Zephyr OS进行评估，他们可以继续使用相同的MCUXpresso驱动程序，并将移植工作重点放在采用Zephyr OS及其功能上。Zephyr应用可以使用相同的直接API构建到SDK驱动程序中。移植到通用Zephyr驱动程序不是必需的，如有需要，甚至可以稍后进行。

Zephyr Project和MCUXpresso SDK驱动程序的代码重用有助于快速启动嵌入式应用开发，使开发人员能够专注于终端应用，并从现有强大的HAL中获益。此外，SDK提供的高品质量产级代码使您对软件充满信心。因此，下次制作毛毛虫时，如果您想要重复利用现有的可靠蛋箱，请考虑恩智浦MCUXpresso SDK的Zephyr Project提供的所有代码重用和优势。

访问上一篇博文Zephyr OS LTS 2版本增加了对i.MX RT600跨界MCU的全平台支持

标签: 边缘计算, 技术

作者

Derek Snell

Derek Snell

恩智浦半导体资深系统与应用工程师

2008年以来，Derek Snell一直致力于为恩智浦微控制器提供支持。他花了大量时间支持客户、编写示例和应用说明笔记、创建培训、改进软件和实现方案，以及优化MCU电源和性能。他毕业于罗斯霍曼理工学院，目前居住在印第安纳州印第安纳波利斯市。