###### tags: `Embedded`

# NUCLEO-H755ZI-Q 開發紀錄

[TOC]

CPU: STM32H755ZI (Cortex(R) M7+M4)
Flash: 2MBytes
RAM: 1MB
With L1 cache


## Architecture

<!--  -->


### Performance Implication

STM32H755 的架構十分複雜，我只針對我的應用紀錄可能的效能問題，詳細可參考 *AN4891* 和 *RM0399*。

當 M7 核心要存取位在 D2 Domain 的 SRAM1 時，他必須經過 **D1-to-D2 AHB bus** (上圖藍底標註位置)，D1-to-D2 bus 是 D2 AHB bus 的其中一個 bus master，當 M7 核心和 M4 核心同時要存取 SRAM1 時，AHB bus 必須做出仲裁，仲裁演算法是使用 round robin，所以有可能 M7 先存取 SRAM1，也有可能 M4 先存取。

以下為手冊的描述

> #### AHB bus matrices in D2 and D3 domains
> The AHB bus matrices in D2 and D3 domains ensure and arbitrate concurrent accesses from multiple masters to multiple slaves. This allows efficient simultaneous operation of high-speed peripherals.
> The arbitration uses a **round-robin algorithm**.
>
> #### Cortex®-M4 D-bus
>The Cortex®-M4 CPU uses the 32-bit D-bus, **via AHB bus matrix**, for literal load and debug access to memories containing code or data and mapped on addresses below 0x20000000: the internal SRAM1, SRAM2, SRAM3, and the internal Flash memory.
>
> [name=RM0399]

因此當 M4 在存取同為 D2 Domain 的 SRAM1 時，如果沒有 M7 同時存取 SRAM1，那此時速度會是最快的。當 M7 同時也要存取 SRAM1 時，M4 就會感受到存取速度變慢，因為有一部分的存取時間被 M7 (更準確說是 D1-to-D2 AHB bus) 搶佔了！

## MPU

參考 *AN4838*

因為 Cortex-M7 有 cache，因此設定適當的 MPU 參數十分重要，尤其是當使用：

1. FMC
2. Inter Core Communication

此時須確保兩個核心做記憶體區間是不被快取的

## Bootloader

參考 *AN2606*

## MDMA

嘗試用 MDMA 寫入用 FMC 驅動的 LCD-TFT，~~但目前並不成功~~，已成功，關鍵是使用 repeated block transfer

- 確認執行 `HAL_MDMA_Start_IT` 後 `HAL_MDMA_IRQHandler` 有被觸發
- 確認使用者註冊的 callback 函式 `MDMA_XferCpltCallback` 有被呼叫
~~- 預期螢幕上會顯示黑色區塊，但未成功 <---- 現在在這裡 :cry:~~ [time=Mon, Sep 6, 2021 9:59 PM]
- 使用 **repeated block transfer**，將 RAM_D1 的資料傳輸到 FMC，關鍵是每一個 block 不可超過 64KB (65536 byte)，可參考我在 ST Community 詢問的 [MDMA 問題](https://community.st.com/s/question/0D53W000023XrPTSA0/problem-using-memtomem-dma-from-sram-to-fmc-on-stm32h755)

hmdma_mdma_channel40_sw_0.Init.Request = MDMA_REQUEST_SW;

extern MDMA_HandleTypeDef hmdma_mdma_channel40_sw_0;
static void MDMA_XferCpltCallback(MDMA_HandleTypeDef *handle)
{
  printf("hello %d\n", handle->State);
}
void StartlcdTask_MDMA(void *argument)
{
  static uint16_t color_p[100 - 50 + 1][200 - 100 + 1] = {0};

  lcd_init();
  lcd_fill_screen(0x4243);

  HAL_MDMA_RegisterCallback(&hmdma_mdma_channel40_sw_0,
                            HAL_MDMA_XFER_CPLT_CB_ID, MDMA_XferCpltCallback);

  lcd_prepare_to_write(100, 50, 200, 100);
  HAL_MDMA_Start_IT(&hmdma_mdma_channel40_sw_0, color_p, TFT_RAM,
                    (200 - 100 + 1) * 2, (100 - 50 + 1));

  while (1) {
    HAL_Delay(10);
  }
}

依據 STM32Cube Expansion Package for STM32H7 Series MDMA (AN5001)

>### MDMA with external SDRAM
>In order to move the image on the LCD, it is displayed and managed by MDMA as a regular memory-to-memory word copy. The start address of the SDRAM is configured in the LCD-TFT display controller and hardware decoded with the flexible memory controller (FMC). Each line is composed of pixels. Each pixel is 4 bytes in this case. Lines are not contiguous in the memory area. For this reason, a line is a block and there is an offset to go to the next line. A 320 × 240 regular image represents 240 blocks, each block being composed of 320 words. The first pixel of the screen (top-left corner) corresponds to the start address (the lowest address value) of the external memory. The screen has a resolution of 640 × 480 allowing the image to be moved inside the entire screen.

## TIM

### N-Pulse Generation

如何產生 N 個 pulse？答案是使用 Timer 的 One Pulse Mode 搭配 Repetition Counter (RCR)

Repetition Counter 的值 + 1 就等於產生的 Pulse 數

首先呼叫以下函式啟用 One Pulse Mode (以 TIM15 為例)

HAL_TIM_OnePulse_Start(&htim15, TIM_CHANNEL_1);

事實上 One Pulse Mode 多半為硬體觸發，但我想寫在軟體裡，因此使用以下函式觸發一次 One Pulse Mode，等到 repetition counter underflow 時會自動停止 Timer。

__HAL_TIM_ENABLE(&htim15);

:::warning
~~`HAL_TIM_OnePulse_Start` 只適用於 Channel 1 和 Channel 2，但其他 Channel 也可使用 One Pulse Mode，這時候需用 `HAL_TIM_PWM_Start`。~~

HAL_TIM_PWM_Start(&htim8, TIM_CHANNEL_3);

使用 RCR 控制輸出 N pulses 時，建議直接操作 TIM 暫存器而不是使用 HAL 函式庫，因為可以避免不必要的 Bug 產生

可參考 AN4776
> [time=Sat, Feb 17, 2024 2:15 AM]
:::

#### 其他設定



- ==PWM mode 2==: TIMx_CNT < TIMx_CCR1 時通道 1 為 inactive，否則為 active
- CH Polarity High: active 定義為高電平
- Pulse: Duty Cycle

下圖為範例，大方波週期為 2 Sec，小方波週期為 0.9 sec，當大方波為 rising edge 時觸發小方波

兩個方波 duty cycle 都為 50%


### ==Trigger Another Timer==

如果要用的 TIM 沒有提供 RCR Register (如 TIM2~5)，如何產生 N 個 Pulse 呢？答案是使用拿有 RCR Register 的 TIM 來觸發 TIM2~5。

下圖為 TIMx internal trigger connection，Slave TIM 為我們想觸發的 TIM，而 ITRx 為觸發源的 TIM，這張表格列出了哪些 TIM 可以串接再一起


由兩個重要的暫存器控制

- TS[4:0]: Trigger selection
- SMS[3:0]: Slave mode selection
- 0110: Trigger Mode - The counter starts at a ==rising edge== of the trigger TRGI (but it is not reset). Only the start of the counter is controlled

### Motor Control

https://www.aliexpress.com/item/1005002927091186.html

### Reference

- auto-reload preload: https://www.cnblogs.com/birdBull/p/15469791.html
- https://www.digikey.tw/en/maker/projects/getting-started-with-stm32-timers-and-timer-interrupts/d08e6493cefa486fb1e79c43c0b08cc6
- https://www.youtube.com/watch?v=QMAgD9SS5_E&ab_channel=STMicroelectronics

## I2C

https://www.ti.com/lit/an/slva704/slva704.pdf

## LVGL 中文字體


原本 lvgl 預設支援的中文字體小於一千個 (中日韓文共一千字)，遇到出現頻率較少的字就無法顯示，例如 "疫苗" 兩個字在 lvgl 就無法顯示出來，而且字體大小只有 8, 16 兩種選擇，加上字體本身也不好看，所以必須要自訂字體。

lvgl 的官網就提供工具可以產生所需要的 bitmap
https://lvgl.io/tools/fontconverter

選擇你要的字體，我選擇 Noto Sans TC，==Name== 設定為 notosans_24，大小為 24，Bpp 設定 2bit-per-pixel，最後一欄 ==Symbols== 則是最重要的，要填入支援的字

我使用 github 上有人分享的常用中文字，總共 3760 個字，應付一般應用已經綽綽有餘了。
https://github.com/kaienfr/Font/blob/master/learnfiles/chinese%E7%AE%80%E7%B9%81%E5%B8%B8%E7%94%A8%E5%AD%97%E8%A1%A8.txt

所有可印出的 ascii 字元：
https://gist.github.com/alexlauerman/8569945

而產生的 .c 檔怎麼使用呢，如果使用 STM32CudeIDE 可以丟入 Core/Src 中，並修改 lv_conf.h 的內容：

/*Optionally declare custom fonts here.
 *You can use these fonts as default font too and they will be available
 *globally. E.g. #define LV_FONT_CUSTOM_DECLARE   LV_FONT_DECLARE(my_font_1)
 *LV_FONT_DECLARE(my_font_2)*/
#define LV_FONT_CUSTOM_DECLARE LV_FONT_DECLARE(notosans_24);

/*Always set a default font*/
#define LV_FONT_DEFAULT &notosans_24

重新編譯就能使用了

:::danger
:warning: 中文字體庫會佔 flash 不少空間，在我的板子上就用掉了大約 700KBytes。
:::

這時候可能有些 awesome font 定義的 icon 不能使用

可以用這個 ttf
https://github.com/lvgl/lvgl/files/6082668/Font.Awesome.5.Free.for.LVGL.zip

## LVGL PC Simulator on **Windows**

### :arrow_right: **請直接參考這篇: [lvgl 使用記錄](https://hackmd.io/@st9540808/ByxcMmx_s)**

用了一下 lvgl **強力推薦**的 code block 開發環境真的覺得有夠難用的，不但在設定編輯器字體直接給我當掉，而且還沒辦法看到 console 輸出，一氣之下決定改用 Eclipse。

首先有幾個步驟

- 先到 [lv_sim_eclipse_sdl](https://github.com/lvgl/lv_sim_eclipse_sdl) 把專案 clone 下來
- 安裝 Eclipse，我是選 Eclipse IDE 2021‑06，安裝時選 C/C++ development
- 安裝 mingw，我選擇 [MSYS2](**https://**)
- 原本 mingw installer 到 2013 就沒更新了，而且只支援 gcc 6，MSYS2 支援到 gcc 10
- 用 MSYS2 要安裝額外的套件也很方便，簡單輸入個命令就可以了
- 用 `pacman -S <package name>` 可查看此套件所有支援的硬體架構 :heavy_check_mark: 很方便
- 可參考以下安裝方法

pacman -S mingw-w64-x86_64-gcc
pacman -S mingw-w64-x86_64-libpng
pacman -S mingw-w64-x86_64-SDL2

- 安裝 MSYS2 把路徑加到 PATH 環境變數，在我的機器上是以下路徑

C:\msys64\mingw64\bin

- 開啟 Eclipse，把剛剛 clone 下來的專案匯入到 Eclipse 中
- Project ➔ Properties ➔ C/C++ Build ➔ Tool Chain Editor 中的 Current toolchain 選擇 MingGW GCC
- 按下 :hammer: 按鈕組建專案，這時候應該會遇到 lv_drivers/display/fbdev.c 編譯錯誤，簡單把它從專案排除 (右鍵 Resource Configurations ➔ Exclude from Build) 就可以了

:::info
可略過這步

- 編譯完成後按下 Run 箭頭符號，這時候應該會跟你說找不到 lv_sim_eclipse_sdl，因為本專案是給 Linux 使用的，在 Windows 會變成 lv_sim_eclipse_sdl.exe。
- 首先 refresh 這個專案應該就能看到 lv_sim_eclipse_sdl.exe
- 修改 pc_simulator.launch 第五行

<stringAttribute key="org.eclipse.cdt.launch.PROGRAM_NAME" value="Debug/lv_sim_eclipse_sdl.exe"/>

參考: https://github.com/lvgl/lv_sim_eclipse_sdl/issues/97
:::

:warning: Eclipse 內建的 console 輸出好像會卡在緩衝區，直到程式結束才印出來，因為我需要看即時的 console 的輸出，所以我都是在**資料夾直接點擊執行**。

執行結果


:warning: 另外如果遇到中文沒辦法正常顯示，需要把 Encoding 改成 UTF-8

## TIM

:::info
先看
- [General-purpose timer cookbook for STM32 microcontrollers](
https://www.st.com/resource/en/application_note/dm00236305-generalpurpose-timer-cookbook-for-stm32-microcontrollers-stmicroelectronics.pdf)
- [STM32 cross-series timer overview](https://www.st.com/resource/en/application_note/an4013-stm32-crossseries-timer-overview-stmicroelectronics.pdf)
:::

好難用

參考:
- https://micromouseonline.com/2016/02/03/tim3-arr-regular-interrupts-stm32f4/
- https://www.cnblogs.com/milton/p/15028413.html

### Encoder Mode


我需要分辨 A 相和 B 相是誰領先 90 度，就必須用 Timer Encoder Mode 解決。

參考:
- http://elastic-notes.blogspot.com/p/cubemx-stm32-encoder-interface.html
- https://deepbluembedded.com/stm32-timer-encoder-mode-stm32-rotary-encoder-interfacing/
- https://blog.csdn.net/qq_17525633/article/details/116719309

> [time=Sun, Mar 6, 2022 5:29 PM]

## Inter Core Communication

如何在兩個核心之間 (M7 & M4) 溝通呢 (AKA 異核通訊)？最簡單的方式是使用 Shared Memory 模型，我們可直接拿 CMSIS RTOSv2 提供的 Message Queue 來用。

### Native Message Queue
- 優點：使用簡單，能快速上手
- 缺點：因為是使用輪詢檢查 Queue 中是否有資料，會造成 CPU 資源浪費

:warning: 要先設定適當的 MPU 參數，否則可能會拿到非預期的資料


將 Message Queue 的緩衝區位址定義在 RAM_D3 中 (D3 Domain)，這必須要修改 linker script (.ld 檔)。

來看看怎麼修改 ld 檔囉，首先開啟 CM7 和 CM4 的 STM32H755ZITX_FLASH.ld，在檔案最下面加入這幾行

  /DISCARD/ :
  {
    libc.a ( * )
    libm.a ( * )
    libgcc.a ( * )
  }
  
+  .RAM_D3 :
+  {
+    . = ALIGN(4);
+    KEEP(*(.RAM_D3))
+    KEEP(*(.RAM_D3*))
+  } >RAM_D3

M4 預設沒有定義 RAM_D3，因此要額外定義

MEMORY
{
FLASH (rx)     : ORIGIN = 0x08100000, LENGTH = 1024K
RAM (xrw)      : ORIGIN = 0x10000000, LENGTH = 288K
+ RAM_D3 (xrw)   : ORIGIN = 0x38000000, LENGTH = 64K
}

Common\msgqueue.h

#ifndef INC_MSGQUEUE_H_
#define INC_MSGQUEUE_H_

extern uint32_t cb_mem[40];
extern uint32_t mq_mem[2];
extern osMessageQueueAttr_t queue_attr;

#endif /* INC_MSGQUEUE_H_ */

Common\msgqueue.c

#include "cmsis_os2.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "queue.h"
#include "msgqueue.h"

/* put buffer inside D3 Domain (SRAM4) */
uint32_t cb_mem[40] __attribute__((section(".RAM_D3.cb")));
uint32_t mq_mem[80] __attribute__((section(".RAM_D3.mq")));

osMessageQueueAttr_t queue_attr = {
    .name = "led_queue",
    .attr_bits = 0,
    .cb_mem = cb_mem,
    .cb_size = sizeof(cb_mem),
    .mq_mem = mq_mem,
    .mq_size = sizeof(mq_mem),
};

#### Application Code

以下示範如何在兩個核心之間交換資料，CM7負責傳資料而CM4負責接收，使用的是 cmsis os (FreeRTOS) 的 Message Queue，傳送資料的大小及格式需自行定義，在這裡為 `hmi_write_rq_t` 的結構體。

CM7

#include "cmsis_os2.h"
#include "msgqueue.h"

osMessageQueueId_t msgq_hmi_write_rq;
hmi_write_rq_t write_rq;

void Startm7Task(void *argument)
{
  write_rq.dm_start = 38;
  write_rq.length = 2;

  msgq_hmi_write_rq
      = osMessageQueueNew(10, sizeof(hmi_write_rq_t), &queue_attr);

  while (1) {
    write_rq.dm_start++;
    osMessageQueuePut(msgq_hmi_write_rq, &write_rq, 0, osWaitForever);

    osDelay(50);
  }
}

CM4

osMessageQueueId_t msgq_hmi_write_rq;
hmi_write_rq_t write_rq;

void Startm4Task(void *argument)
{
  static_assert(sizeof(hmi_write_rq_t) == 8, "sizeof(hmi_write_rq_t) != 8");

  osStatus_t ret;

  msgq_hmi_write_rq
      = osMessageQueueNew(10, sizeof(hmi_write_rq_t), &queue_attr);

  while (1) {
    ret = osMessageQueueGet(msgq_hmi_write_rq, &write_rq, NULL, 0);
    if (ret == osOK) {
      debug_print("[%s] dm_start: %u, length: %u", __func__, write_rq.dm_start,
                  write_rq.length);
    }

    osDelay(1);
  }
}

比較好的做法是當沒有資料時處理器能進入低功耗模式，當有資料時觸發中斷從啟動處理器並拿資料。

實作上可使用 ==Hardware Semaphore== (HSEM)

### HSEM

此為比較進階的功能，使用方法待補...

### Linker Scripts References
- https://stackoverflow.com/questions/38239722/how-to-place-a-symbol-at-certain-address-via-the-linker-script
- http://www.math.utah.edu/docs/info/ld_3.html#SEC16

## EEPROM

使用別人已寫好的程式碼
https://github.com/nimaltd/ee24

### Reference

- [AT24C04](https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/doc0180.pdf)
- [AT24C256](https://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/AT24C128C-AT24C256C-Data-Sheet-DS20006270B.pdf)
- tutorial: https://www.youtube.com/watch?v=-tV2pPXZ4VM&ab_channel=ControllersTech
- 範例程式 https://controllerstech.com/eeprom-and-stm32/
- https://www.cnblogs.com/firege/p/9372029.html

## EtherCat Master

使用 SOEM 開源軟體實作

> [time=Fri, Dec 17, 2021 8:01 PM] 重新啟動 :1234:

檢查 ethernet link 是否上線

// Check Link Status
do {
  osDelay(50);
  HAL_ETH_ReadPHYRegister(&heth, 0, 1, &val);
} while (!(val & (1 << 2)));

## AWS Iot Core

來玩玩 AWS 雲端囉，首先要先能傳資料到 AWS IoT Core，才能進行接下來的工作

連線到 Iot Core，首先有幾部份要確認

- 在 AWS 上
- 確認 certificate 啟用
- 確認有適當的 policy
- 在本機或板子上
- 把 private key, certifcate 寫入板子
- 把 endpoint 寫入板子
- 確認網路連線

https://docs.aws.amazon.com/freertos/latest/userguide/freertos-prereqs.html

StartDefaultTask() -> DEMO_RUNNER_RunDemos()
runDemoTask() -> 

<!--

const collection = "塔塔加管理中心"
var AWS = require('aws-sdk');
const dynamo = new AWS.DynamoDB.DocumentClient();

exports.handler = async (event) => {
    // TODO implement
    
    var now = new Date().toLocaleString('zh-TW', {
        year:'numeric',
        month:'2-digit',
        day:'2-digit',
        hour:'2-digit',
        minute:'2-digit',
        second:'2-digit',
        hour12: false
    });
    
    const params = {
    TableName: "ESUN_Tataka_Traffic",
    Item: {
        "site": collection,
        "timestamp": now,
        }
    };
    
    dynamo.put(params, function(err, data) {
        if (err) {
            console.error("Unable to add device. Error JSON:", JSON.stringify(err, null, 2));
            return {"message": "error"}
        } else {
            console.log(data)
            console.log("Data saved:", JSON.stringify(params, null, 2));
            return {"message": "Item created in DB"}
        }
    });
};

- aws demo clock rate?

tim6/tim7 tim2~5
APB1

        if (determined) {
            big_iteration++;
            small_iteration++;
        } else {
            big_state = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_6);
            small_state = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_15);

            if (big_state == GPIO_PIN_RESET && big_iteration == 0) {
                // start counting
                HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);
                big_iteration = 1;
            }

            if (small_state == GPIO_PIN_RESET && small_iteration == 0) {
                // start counting
                HAL_GPIO_TogglePin(LD3_GPIO_Port, LD3_Pin);
                small_iteration = 1;
            }

            // 大型車
            if (big_state == GPIO_PIN_RESET &&
                small_state == GPIO_PIN_RESET) {
                large_car++;
                determined = true;
            }

            // 中型車
            if (big_state == GPIO_PIN_RESET &&
                small_state == GPIO_PIN_SET &&
                big_iteration > 5) {
                medium_car++;
                determined = true;
            }

            // 機車
            if (big_iteration == 0 && small_state == GPIO_PIN_SET) {
                motorbike++;
                determined = true;
            }
        }

        // Check if we need to reset
        if (big_iteration > 60 || small_iteration > 30) {
            big_iteration = 0;
            small_iteration = 0;
            IotLogInfo("{\"機車\": %d, \"中小型車\": %d, \"大型車\": %d}",
                        motorbike, medium_car, large_car);
            determined = false;
        }

    // full iteration: 1.5sec, small iteration: 0.75sec
    while (1) {
        if (small_iteration) {
            small_iteration++;
        } else {
            small_state = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOB, GPIO_PIN_15);

            if (small_state == GPIO_PIN_RESET) {
                small_iteration = 1;
                HAL_GPIO_TogglePin(LD3_GPIO_Port, LD3_Pin);
            }
        }

        if (big_iteration) {
            big_iteration++;
        } else {
            big_state = HAL_GPIO_ReadPin(GPIOC, GPIO_PIN_6);

            if (big_state == GPIO_PIN_RESET) {
                // start counting
                HAL_GPIO_TogglePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin);
                big_iteration = 1;
            }
        }


        if (small_iteration > 30) {
            small_iteration = 0;
        }

        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(25UL));
    }

    while (1) {
        if (xSemaphoreTake(CountingSem, 50)) {
            if (LARGE_IS_ON) {
                vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50UL));
                if (LARGE_IS_ON) {
                    xTaskCreate(buttom_large_triggered, "LARGE BOTTON",
                                1500, NULL, 3, &th[th_idx]);
                    th_idx = (th_idx + 1) % 3;
                } else xSemaphoreGive(CountingSem);
            } else
                xSemaphoreGive(CountingSem);
        }

        if (iter++ > 1) {
            iter = 0;
            IotLogInfo("Semaphore: %d", uxSemaphoreGetCount(CountingSem));
        }
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(50UL));
    }

## STM32 Modbus

使用 https://github.com/alejoseb/Modbus-STM32-HAL-FreeRTOS 這個函式庫，此函式庫支援 STM32，且能用 RS485 作為底層通訊。STM32H7 的 UART 已提供 hardware RS485 DE 控制腳位，所以不需要自行用 GPIO 控制讀或寫，啟用方式如下圖。


接著根據驅動器參數設定 baud rate, parity bit, 等等，就能使用函式庫發送 modbus 封包，modbus 初始化方式如下：

modbusHandler_t ModbusH;
uint16_t ModbusDATA[8];

ModbusH.uModbusType = MB_MASTER;
ModbusH.port = &huart4;
ModbusH.u8id = 0;
ModbusH.u16timeOut = 1000;
ModbusH.EN_Port = NULL;
ModbusH.u16regs = ModbusDATA;
ModbusH.u16regsize = sizeof(ModbusDATA) / sizeof(ModbusDATA[0]);
ModbusH.xTypeHW = USART_HW;

ModbusInit(&ModbusH);
ModbusStart(&ModbusH);

- `EN_Port`: 因為使用 hardware RS485 DE，所以此設定為 `NULL`
- `u16regs`: 使用要自行分配一段記憶體區間，當要發送或接收，都會把資料寫進這裡

### 讀取一個暫存器

來試試看用 modbus 讀暫存器囉

modbus_t telegram;
telegram.u8id = 1;
telegram.u8fct = 3;
telegram.u16RegAdd = 0x0;
telegram.u16CoilsNo = 1;
telegram.u16reg = ModbusDATA;

ModbusQuery(&ModbusH, telegram);
u32NotificationValue = ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);
if (u32NotificationValue != ERR_OK_QUERY) {
  HAL_GPIO_WritePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin, GPIO_PIN_SET);
}

- `u8id`: slave number
- `u8fct`: function code, 3 代表讀
- `u16RegAdd`: register number
- `u16CoilsNo`: number of register to read or write

### 寫入暫存器

來寫入暫存器囉，試試看寫入編號為 5 的暫存器，寫入的值為 45。

modbus_t telegram;
telegram.u8id = 1;
telegram.u8fct = 16;
telegram.u16RegAdd = 0x5;
telegram.u16CoilsNo = 1;
telegram.u16reg = ModbusDATA;
ModbusDATA[0] = 45;
ModbusQuery(&ModbusH, telegram);
u32NotificationValue = ulTaskNotifyTake(pdTRUE, portMAX_DELAY);
if (u32NotificationValue != ERR_OK_QUERY) {
  HAL_GPIO_WritePin(LD2_GPIO_Port, LD2_Pin, GPIO_PIN_SET);
}

### References
- https://www.ni.com/zh-tw/innovations/white-papers/14/the-modbus-protocol-in-depth.html
- https://github.com/alejoseb/Modbus-STM32-HAL-FreeRTOS
- https://electronics.stackexchange.com/questions/384306/stm32f4-how-are-preemption-priorities-and-sub-priorities-used
- https://vkinngworld.blogspot.com/2016/04/plcmodbus.html

## FreeRTOS

> Low priority numbers denote low priority tasks. The idle task has priority zero (tskIDLE_PRIORITY).

Timer 的 callback 能不能設定優先權？根據 FreeRTOS 上關於 [Software Timers](https://www.freertos.org/Configuring-a-real-time-RTOS-application-to-use-software-timers.html) 的敘述，`configTIMER_TASK_PRIORITY` 可設定優先值

## Cortex-M7 Priority

紀錄一下心得


:::warning
上圖的 Priority 為 ST 定義的，實際 Exception Number 是從 1 開始，有 15 個是給 Built in Exceptions (0x0000_0004 到 0x0000_003c+4，共 60 個 byte)
:::

- Exception Number: Cortex-M 為每個 exception 都定義了一個數值，這個數值無法被修改，==Exception Number 結合 Priority/Sub-Priority 的數值共同決定這個 exception 的優先權==，Priority 較高的 exception 會先執行，如果兩個 exception 的 Priority 數值相等，則 exception 數值較低的會先執行
- Priority/Sub-Priority: 每個 exception 都有一個大小為 4bit 的 Priority/Sub-Priority 值，預設是 Priority 佔 4bit 而 Priority 佔 0bit，但這是可以調整的

參考: https://interrupt.memfault.com/blog/arm-cortex-m-exceptions-and-nvic

## WIFI/BLE

使用介面為 AT Command

https://docs.espressif.com/projects/esp-at/en/latest/AT_Command_Set/Basic_AT_Commands.html#cmd-uartc

## 中斷延遲

開啟 FPU 有可能增加中斷的延遲時間，因為系統需要把 FPU 暫存器的值存到 stack 上，因此我設計一項實驗看我從觸發中斷，到中斷實際執行所花的時間

直接看結論，設定 M4 Clock 為 240MHz，在我的板子上 (NUCLEO-H755ZI-Q)，測出的中斷延遲如下表

| Floating-point ABI | Compiler Optimization | latency (ns) |
| -------- | -------- | -------- |
| -mfloat-abi=hard | -O0 | ~300ns |
| -mfloat-abi=softfp | -O0 | ~300ns |
| -mfloat-abi=hard | -O1 | ~160ns |

`-O1` 的延遲約為 39 個 Clock Cycle

實驗方式如下，我用 LD1 的 GPIO 當作訊號源打到 EXTI0_IRQn，當 LD1 訊號為正緣或負緣則會觸發中斷 (EXTI0_IRQHandler)，因此看 LD1 和 INTR_CH2 的時間差即可知道中斷延遲

void delay_us(uint16_t steps)
{
  // 1/240 microseconds per step
  __HAL_TIM_SET_COUNTER(&htim6,0);  // set the counter value a 0
  while (__HAL_TIM_GET_COUNTER(&htim6) < steps);  // wait for the counter to reach the us input in the parameter
}

while (1) {
  HAL_GPIO_TogglePin(LD1_GPIO_Port, LD1_Pin);
  delay_us(500);
}

...
void EXTI0_IRQHandler(void)
{
  /* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 0 */
  // HAL_GPIO_WritePin(LD1_GPIO_Port, LD1_Pin, GPIO_PIN_RESET);
  HAL_GPIO_TogglePin(INTR_CH2_GPIO_Port, INTR_CH2_Pin);
  /* USER CODE END EXTI0_IRQn 0 */
  HAL_GPIO_EXTI_IRQHandler(GPIO_PIN_0);
  /* USER CODE BEGIN EXTI0_IRQn 1 */

  /* USER CODE END EXTI0_IRQn 1 */
}

### `-O0` 的實驗結果

### `-O1` 的實驗結果