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【致敬未来的攻城狮计划】— 连续打卡第十天：FSP固件库开发及FSP配置详解。

article 2025/2/28 0:33:11

系列文章目录

1.连续打卡第一天：提前对CPK_RA2E1是瑞萨RA系列开发板的初体验，了解一下

2.开发环境的选择和调试（从零开始，加油）

3.欲速则不达，今天是对RA2E1 基础知识的补充学习。

4.e2 studio 使用教程

5.Keil配置使用（使用 RASC 生成 Keil 工程）

6.Keil配置使用（使用 RASC 生成 Keil 工程）

7.（电脑重装系统）学习RA产品家族选型手册

8.问题解决、学习RA寄存器、用寄存器的方式点亮第一个LED灯。

9.继续学习RA寄存器

文章目录

系列文章目录

前言

一、FSP层次架构？

二、FSP工程架构

三、FSP库的一些重要概念

总结

前言

昨天学习了RA寄存器的基础和使用，今天学习FSP固件库的基础和使用，并使用FSP固件库点亮第一个灯。其实在环境搭建的时候已经点亮了LED，今天是系统的学习，之前是囫囵吞枣，做出来就开心了，知其然更要知其所以然。

一、FSP层次架构？

RA MCU

        位于最底层的是 RA 系列微控制器硬件。不同系列的 RA 微控制器之间具有非常一致、高度兼容的外设硬件，这为软件开发人员提供了极大的便利。

BSP

        往上一层是板级支持包（BSP）。BSP 处于 FSP 软件的底层，是 FSP 的功能基础。 BSP 负责 MCU 复位后初始化系统使程序执行进入 main 函数，并为上层软件提供其他服务。

        BSP 函数名称以 R_BSP_ 开头，BSP 宏以 BSP_ 开头，数据类型定义以 _bsp 开头，以便于与 FSP 的其他部分区分开来。

HAL

        在 BSP 之上是硬件抽象层（Hardware Abstraction Layer (HAL)），它以较小的内存占用量为外设提供高效的设备驱动程序，实现易于使用的接口，使开发人员不必直接处理单片机的寄存器组，并使处于 HAL 层以上的软件更容易在整个 RA 产品家族中移植。它是模块（Modules）的集合，每个模块都是 RA 系列微控制器中可用的外设的驱动程序（比如 SPI、I2C、ADC），其名称以 r_ 开头。所有这些模块本质上均与 RTOS 无关。 HAL 层除了“模块”以外还有：“接口”、“实例” 等关键概念。

        HAL 层的函数的名称以 R_ 开头，格式一般为 R_<MODULE>_<Function>。默认情况下，所有驱动函数都是非阻塞的，并返回执行状态。驱动函数本身不分配任何内存，调用时需要将内存传递给函数。

操作系统和中间件

        FSP 库首选支持 FreeRTOS，可以通过软件快速配置。 FreeRTOS 是非常流行的实时操作系统，支持多任务调度、任务通知、队列、互斥、信号量和软件计时器等功能，其系统开销非常小，占用的内存也很小，性能可靠，经常被用于内存资源十分有限且需要实时响应处理的操作环境。

        中间件介于 HAL 硬件抽象层和用户应用层之间，为应用层提供服务。 FSP 的中间件支持包括：TCP/IP协议栈、USB协议栈、WiFi和蓝牙BLE协议栈、电容式触摸、FAT文件系统、图形库、加密等等。 FSP 中间件函数的名称命名格式一般为：RM_<MODULE>_<Function>。

应用层

        该层为 FSP 层次划分的最顶层，包含了用户的应用代码。用户通过 FSP 底层提供的直观、简单和统一的 API 接口调用下面各层，从而访问 FSP 的所有功能，这样用户就能以非常简单和直接的方式编写易于理解、维护简单、移植方便的代码。

以上知识由野火官方提供，写的很详细，欢迎大家学习。

二、FSP工程架构

第一部分为 FSP 库及其配置，包括 ra、ra_cfg、ra_gen 这3个文件夹，它们由软件生成。
第二部分为用户代码，包括 src 文件夹。
第三部分为编译输出文件，包括 Debug 或 Release 文件夹

Project
├─ ra
│  ├─ arm               包含 ARM CMSIS 代码
│  └─ fsp               包含 FSP 库本体
│     ├─ inc
│     │  ├─ api         FSP 接口 (FSP Interfaces)（接口包含 API 定义）
│     │  └─ instances   FSP 实例 (FSP Instances)（接口的实例）
│     └─ src
│        ├─ bsp         BSP 层 (Board Support Package)
│        │  ├─ cmsis    包含寄存器定义文件和启动文件
│        │  └─ mcu      包含 BSP 代码
│        └─ r_<module>  FSP 模块 (FSP Modules)（接口由模块实现，模块通过接口提供通用功能）
├─ ra_cfg               包含用户的 FSP 配置
├─ ra_gen               包含 FSP 配置
├─ Debug/Release        包含编译后生成的中间文件和最终可执行文件等
└─ src
   └─hal_entry.c        包含了用户裸机应用程序的入口函数 hal_entry。
                        当没有使用 RTOS 的时候，hal_entry 函数由C语言 main 函数调用，
                        所以其作用基本等同于 main

以上的这些都是，有软件自动生成，只是我们需要做一个了解，由（RASC）自动生成，RASC在往期文章中已经讲过，大家可以自行翻阅。

三、FSP库的一些重要概念

使用FSP库开发，会极大的提高我们写程序的效率，使用一个新的东西，学习一个新的东西必然是密不可分一些理论知识，所以以下的基础概念需要了解，在往期文章中也提过：

模块（Modules）：模块可以是外设驱动程序、纯软件或介于这两者之间，并且是 FSP 的构建模块。模块通常是独立的单元，但它们可能依赖于其他模块。可以通过组合多个模块来构建应用程序，为用户提供所需功能。

模块实例（Module Instance）：单个、独立的实例化（配置）模块。例如，USB 端口可能需要使用 r_dmac 模块的两个实例与其他端口之间来回传输数据。

接口（Interfaces）：接口包含 API 定义，具有相似功能的模块可以共用这些 API 定义。模块通过这些定义提供通用功能。通过这些 API 定义，使用相同接口的模块可以互换使用。可以将接口视为两个模块之间的合同，两个模块均同意使用合同中达成一致的信息进行协作。接口只是定义，并不会增加代码的大小。

实例（Instances）：接口规定所提供的功能，而接口的实例则真正实现了这些功能。每个实例都与特定的接口关联，并使用接口中的枚举、数据结构和 API 原型。这样，应用程序便可以在需要时交换实例。

堆叠（Stacks）：FSP 架构所采用的设计方式是，模块可以堆叠起来协同工作，从而形成了一个 FSP 堆。将一个模块所能提供的功能与另一个模块所需要的功能相匹配，这就是堆叠过程。堆由顶层模块及其所有依赖项组成。

应用程序（Application）：归用户所有并由用户维护的代码。

回调函数（Callback Functions）：当有事件发生时（例如，USB 接收到一些数据时），将调用这些函数。它们是应用程序的组成部分，如果是在中断使用，应尽量简短，因为它们将在中断服务程序内运行，会阻碍其他中断执行。

以上知识来源于野火瑞萨开发，值得学习和转发，写的很详细，让每一个初学者不会在迷茫。