代码收藏家技术教程 2023-11-20

使用SystemView监控STM32 FreeRTOS系统

前言

本文以STM32F407ZET6 + FreeRTOS V9.0作为演示，其它的Cortex M芯片同样可以参考此文，其他内核和RTOS理论上也支持，本文暂时不做研究。

所以开始阅读本文前，需要一块能运行FreeRTOS的Cortex M芯片，如果没有移植好操作系统，可以参考我的另一篇文章《STM32F103移植FreeRTOS完整过程》

本文打包提供FreeRTOS V9.0源码，SystemView安装包，STM32F407ZET6示例工程，在文章顶部标题下方。

SystemView简介

SystemView是嵌入式系统的实时记录和可视化工具。它揭示了应用程序的真实运行时行为，比调试器提供的系统洞察更深入。这在开发和处理由多线程和中断组成的复杂嵌入式系统时尤为有效。SystemView可确保系统按设计运行，跟踪低效情况，并发现意外的交互和资源冲突。——SEGGER官网

可以查看任务和中断运行的时序图

可以查看任务调度情况

移植源码

官网下载，本文选择的是V3.52版本，如果下载太慢可以在文章顶部标题下方下载。

在工程目录下新建SEGGER目录，进入SystemView安装目录，准备往SEGGER目录移入源码

将SystemView\Src\SEGGER\下的所有.c .h 文件移入SEGGER目录

将SystemView\Src\Config\下的所有.c .h 文件移入SEGGER目录

将SystemView\Src\Sample\FreeRTOSV9\下的所有.c .h 文件移入SEGGER目录

将SystemView\Src\Sample\FreeRTOSV9\Config\Cortex-M\下的所有.c .h 文件移入SEGGER目录

此时SEGGER目录下的内容如图所示，将此目录文件添加到工程即可

给FreeRTOS打补丁

这里不打补丁一样能监控系统，有知道打补丁作用的大佬可以评论区告诉大家！
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SystemView\Src\Sample\FreeRTOSV9\Patch\目录下的FreeRTOSV9_Core.patch集成了对FreeRTOS的改动，可以通过git apply命令一键修改

打开文件可以看到工作路径为/libs/FreeRTOS/

打开FreeRTOSv9.0.0目录，新建libs\FreeRTOS\文件夹

将FreeRTOSv9.0.0\FreeRTOS\Source\中所有文件移入其中

将FreeRTOSV9_Core.patch移入到FreeRTOSv9.0.0根目录，并执行如下命令即可完成一键打补丁

git apply FreeRTOSV9_Core.patch

修改配置

在FreeRTOSConfig.h中添加如下宏定义

#define INCLUDE_xTaskGetIdleTaskHandle  1
#define INCLUDE_pxTaskGetStackStart     1

在FreeRTOS.h中包含如下头文件

#include "SEGGER_SYSVIEW_FreeRTOS.h"

在main.c中包含如下头文件

#include "SEGGER_SYSVIEW.h"

并在系统调度开始前，调用如下函数

SEGGER_SYSVIEW_Conf();

在SYSTICK中断中添加中断进出记录traceISR_ENTER和traceISR_EXIT

void xPortSysTickHandler( void )
{
	traceISR_ENTER();

	vPortRaiseBASEPRI();
	{
		if( xTaskIncrementTick() != pdFALSE )
		{
			portNVIC_INT_CTRL_REG = portNVIC_PENDSVSET_BIT;
			traceISR_EXIT_TO_SCHEDULER();
		}
		else
		{
			traceISR_EXIT();
		}
	}
	vPortClearBASEPRIFromISR();
}

其余中断，例如定时器中断、UART中断等，都需要手动加上traceISR_ENTER和traceISR_EXIT来记录中断进出，否则不会显示此中断的运行情况

开始运行

代码如下

#include "main.h"
#include "usart.h"
#include "gpio.h"
#include "FreeRTOS.h"
#include "task.h"

#include "SEGGER_SYSVIEW.h"

void SystemClock_Config(void);

static TaskHandle_t task1_handle = NULL;
static TaskHandle_t task2_handle = NULL;

void task1(void *arg)
{
	while(1)                            
	{
	}
}

void task2(void *arg)
{
	while(1)                            
	{
	}
}

int main(void)
{
	HAL_Init();
	SystemClock_Config();
	MX_GPIO_Init();
	MX_USART6_UART_Init();

	xTaskCreate(task1, "task1", 1024, NULL, 20, &task1_handle);
	xTaskCreate(task2, "task2", 1024, NULL, 20, &task2_handle);

	SEGGER_SYSVIEW_Conf();

	// 开启调度
	vTaskStartScheduler();
	while(1);
}

打开SystemView V3.52，点击开始，选择对应芯片即可

效果如图