【AG32开发板体验连载】AG32VF407启动与探究

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亮灯实验结果

AG32VF407启动与探究

0. 申请理由

学术背景：山东大学集成电路学院硕士一年级在读，具有扎实的理论基础。
相关经验：参与过RISC-V V扩展优化软件性能的研究等。
研究目的：为山东大学软件学院单片机相关研究及教学提供支持。
特定兴趣：研究AG32开发板的启动过程和计算能力。

0.0 感谢

在此，衷心感谢电子发烧友平台提供的免费试用名额，让我有机会体验和评估AG32VF407开发板。这不仅为我的嵌入式开发学习提供了宝贵的实践机会，也可以让我深入理解了该开发板的功能和特性，同时，也给我们学校的教学研究提供了帮助。在申请、沟通过程中，我深感电子发烧友平台的积极支持和促进威廉希尔官方网站交流的努力，期待未来能有更多合作与交流的机会。

0.1 开发板概述

基于国产异构双核(RISC-V+FPGA)处理器，AG32VF407系列32位微控制器相当于主频248MHZMCU+2KLES(FPGA)。内部通过AHB总线，把MCU和FPGA链接在一起，速度比传统SPI快很多倍，可单独运行也可交互运行。MCU初始与STM32管脚兼容，但可通过配置文件全部灵活重定义主频达248MHZ。

加法实验亮灯二进制展示

伍拾柒 · 2024-10-6 22:18:37

1. 环境搭建
1.1 软件安装
1.1.1 VSCode的安装
功能：Visual Studio Code（VSCode）是一款由微软开发的轻量级代码编辑器，支持多种编程语言的开发，并提供强大的扩展功能。它不仅可以用于编写代码，还可以进行调试、版本控制和代码格式化等。
特点：
跨平台：VSCode可在Windows、macOS和Linux上运行，便于开发者在不同操作系统中工作。
扩展性：通过安装扩展，用户可以增加支持更多语言、工具和功能。例如，可以通过安装PlatformIO插件来提升嵌入式开发的体验。
集成终端：VSCode内置终端，方便开发者在编辑代码的同时运行命令。
1.1.2 PlatformIO插件的安装
功能：PlatformIO是一个开源的嵌入式开发生态，提供了一个跨平台的开发环境，支持多种开发板和框架。通过PlatformIO插件，用户可以直接在VSCode中进行项目管理、编译和上传代码。
特点：
库管理：PlatformIO内置库管理工具，简化了依赖库的安装和更新。
多框架支持：支持Arduino、ESP-IDF、Zephyr等多种框架，用户可以根据项目需求选择合适的框架。
自动化构建：平台提供自动化构建和上传功能，极大地提升了工作效率。

伍拾柒 · 2024-10-6 22:24:03

1. 环境搭建
1.1 软件安装
1.1.1 VSCode的安装
功能：Visual Studio Code（VSCode）是一款由微软开发的轻量级代码编辑器，支持多种编程语言的开发，并提供强大的扩展功能。它不仅可以用于编写代码，还可以进行调试、版本控制和代码格式化等。
特点：
跨平台：VSCode可在Windows、macOS和Linux上运行，便于开发者在不同操作系统中工作。
扩展性：通过安装扩展，用户可以增加支持更多语言、工具和功能。例如，可以通过安装PlatformIO插件来提升嵌入式开发的体验。
集成终端：VSCode内置终端，方便开发者在编辑代码的同时运行命令。
1.1.2 PlatformIO插件的安装
功能：PlatformIO是一个开源的嵌入式开发生态，提供了一个跨平台的开发环境，支持多种开发板和框架。通过PlatformIO插件，用户可以直接在VSCode中进行项目管理、编译和上传代码。
特点：
库管理：PlatformIO内置库管理工具，简化了依赖库的安装和更新。
多框架支持：支持Arduino、ESP-IDF、Zephyr等多种框架，用户可以根据项目需求选择合适的框架。
自动化构建：平台提供自动化构建和上传功能，极大地提升了工作效率。

伍拾柒 · 2024-10-6 22:30:35

1.1.3 Python 3.10的安装
- 功能：Python是一种高级编程语言，广泛应用于科学计算、数据分析、机器学习等领域。在嵌入式开发中，Python常用于编写自动化脚本、工具和测试程序。
特点：
- 易学易用：Python语法简洁，适合快速开发和原型设计。
- 丰富的库支持：拥有丰富的第三方库，如NumPy、Pandas、Matplotlib等，能够满足各种不同的开发需求。
跨平台：Python支持在各种操作系统上运行，便于开发者使用。

伍拾柒 · 2024-10-6 22:31:25

1.1.4 AgRV PlatformIO SDK的安装
- 功能：AgRV PlatformIO SDK是基于PlatformIO的专门为特定硬件平台（如AG32VF407）定制的SDK，提供与该硬件平台相关的驱动、库和示例代码，帮助开发者快速上手。
- 特点：
  硬件抽象：提供对底层硬件的抽象，简化用户的开发流程，让开发者专注于应用逻辑的实现。
  示例代码：包含丰富的示例代码和项目模板，可以帮助用户快速了解和使用特定功能。
  社区支持：通过PlatformIO的社区和文档，用户可以获得及时的帮助和更新支持。

伍拾柒 · 2024-10-7 17:16:07

1.2 配置文件查看

伍拾柒 · 2024-10-7 17:18:12

1.3 代码编写编译
1.3.1 代码编写
功能说明
- #include "example.h"：引入头文件，包含示例程序的函数声明和硬件接口定义。
- printf("Testing gpio\\\\n");：向控制台输出调试信息，便于观察程序执行状态。
- while (1)：进入无限循环，使程序持续运行，通常用于实时监控或控制。
- UTIL_IdleUs(100e3);：调用一个延时函数，使程序在每次切换GPIO状态之前暂停一定时间，避免过于频繁的状态切换。
- GPIO_Toggle(GPIO4, EXT_GPIO_BITS);：切换GPIO4的状态，实现LED闪烁。

伍拾柒 · 2024-10-7 17:26:24

1.3.2 代码编译
执行pio run -e release -v 命令后，编译流程如下：

环境配置加载：PlatformIO 会读取 platformio.ini 文件，加载指定的 release 环境配置，包括库依赖、框架选项和编译器设置。
依赖解析：PlatformIO 检查项目依赖的库和组件，下载缺失的库并更新已有的库。
编译文件：编译器逐个处理源代码文件，生成目标文件。对于每个文件，PlatformIO 会在输出中显示相关信息，可以查看编译进度。
链接过程：所有目标文件会被链接为一个单一的可执行文件。此过程会根据环境配置进行优化，以提高最终的运行效率。
编译结果输出：编译完成后，运行PIO的Create Batch生成Bin文件。

伍拾柒 · 2024-10-8 10:12:44

2. 程序烧录
2.1 bin文件生成
“Create Batch”按钮是PlatformIO插件中的一个功能，允许开发者通过简单的点击操作来批量创建以及管理构建任务。在创建批处理后，VSCode将为项目生成多个构建配置的二进制文件，便于进行后续的上传和测试。

伍拾柒 · 2024-10-8 10:14:44

2.3 对下载器进行烧录
在一些嵌入式开发场景中，使用下载器（如AGM下载器）进行程序烧录是常见的方式。离线烧录可以实现快速批量编程，尤其适用于量产的情况。此次试用，官方提供了AGM专用下载器，简化了烧录的过程。
2.3.1 连接下载器
对下载器进行上电，并检查指示灯正常亮起闪烁，等待下载。

伍拾柒 · 2024-10-8 22:48:12

2.3 对下载器进行烧录
在一些嵌入式开发场景中，使用下载器（如AGM下载器）进行程序烧录是常见的方式。离线烧录可以实现快速批量编程，尤其适用于量产的情况。此次试用，官方提供了AGM专用下载器，便于烧录。

2.3.1 将程序上传到AGM下载器中
准备工作：
AGM下载器上电，LED灯闪烁。
使用AGM下载器软件：
打开AGM下载器的配套Downloader.
在软件中找到之前生成的.bin 文件，选择。
开始烧录：
点击Update Offline File。把目标程序加载到AGM下载器的内存中。
完成后，确认没有错误，结束上传。

伍拾柒 · 2024-10-8 22:48:35

2.4 离线烧录
2.4.1 连接AGM专用下载器与AG32VF407开发板
连接硬件：
将AGM下载器与AG32VF407开发板连接。确保连接稳固，接口没有松动。
设置开发板：
在烧录之前，将开发板上电，确保启动完成。
确认开发板电源正常，并且状态指示灯工作正常。
启动离线烧录：
按下AGM下载器上SW_IO按钮，将会向开发板发送所加载的程序，并进行烧录。
验证程序：
烧录完成后，AGM下载器会自动进行程序的校验，以确保写入的程序与源文件一致。
当第一个LED灯常亮时，校验通过，烧录完成，断开AGM下载器与AG32VF407的连接。

伍拾柒 · 2024-10-8 22:50:51

3.成功

成功烧录LED灯闪烁程序，效果如下。

伍拾柒 · 2024-10-13 15:15:49

4.RISCV相关部分探索
4.1 RISCV初步介绍
RISC-V的指令集设计遵循了简化指令集计算（RISC）的原则，旨在提供高效、易于实现的指令。以下是RISC-V指令集的一些主要特点和组成部分：
4.1.1. 基本指令集
RISC-V的基本指令集包括一组整数指令，通常被称为RV32I（对于32位架构）和RV64I（对于64位架构）。这些基本指令涵盖了常见的操作，例如：
- 数据传送：LOAD和STORE指令，用于在寄存器和内存之间传递数据。
- 算术运算：加法、减法、乘法、除法等指令。
- 逻辑运算：AND、OR、XOR等。
- 控制流：条件跳转、无条件跳转和函数调用。
4.1.2. 扩展指令集
RISC-V支持多种扩展，以满足特定应用的需求。这些扩展可以选择性地实现，常见的扩展包括：
M扩展（乘法与除法）：提供乘法和除法指令。
A扩展（原子操作）：包含原子读取-修改-写入操作，适用于多线程编程。
F扩展（单精度浮点运算）：支持单精度浮点数运算。
D扩展（双精度浮点运算）：支持双精度浮点数运算。
C扩展（压缩指令）：提供16位的压缩指令，以减少代码占用空间。
4.1.3. 自定义指令
由于RISC-V是开放的，任何人都可以定义和实现自己的扩展指令。这使得特定行业或应用可以根据需求定制指令集。

4.1.4. 地址模式
RISC-V支持多种地址模式，包括立即寻址和基址寻址，这些模式可以灵活地访问内存。

4.1.5. 寄存器
RISC-V提供了32个通用寄存器（在64位架构中为64个），用于存储数据和地址。它还定义了一些特定功能的寄存器，如程序计数器（PC）和异常处理寄存器。

4.1.6. 目标准则
RISC-V设计的指令集采用固定长度的指令格式（主要为32位），同时支持可选的16位和其他长度的指令，以增强性能和灵活性。

伍拾柒 · 2024-10-15 21:54:04

4.2 测试RISC-V基础整数指令加法
4.2.1 实验设计
由于该开发板不方便可视化程序结果，但我们可以利用开发板的LED灯。利用管脚映射使用LED的闪烁来显示输出结果。可见开发板有4盏LED灯，可以令4盏LED灯代表4位二进制数，每次对二进制数加一，从而亮起对应结果的LED灯。例如，当计算结果为15时，4盏LED灯同时亮起；当计算结果为7时，LED的显示为“灭亮亮亮”对应“0111”。

伍拾柒 · 2024-10-15 22:01:01

4.2.2 代码实现
在实现过程中，使用GPIO_SetHigh(GPIO_TypeDef *gpio, uint8_t bits)函数来实现对高电平的设置，使用GPIO_SetLow(GPIO_TypeDef *gpio, uint8_t bits)函数来实现对低电平的设置。实际测试发现LED灯的控制码为5位，最低位对于LED控制为虚位。例如：11110为同时选中4盏灯，10010代表选中第1、4盏灯。代码实现如下图。

伍拾柒 · 2024-10-15 22:12:35

4.2.3 实验结果展示

可见LED灯依照0000、0001、0010、0011、0100……规律依次亮起，试验成功。

idianze · 2024-10-16 13:06:16

4,淡定，淡定，淡定……

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