- Part 0 开发工具安装
- Part 1 编译环境搭建
- Part 2 调试环境搭建
VSCode下 搭建 ARM Cortex-M 开发环境 -- Part 0 开发工具安装
前言
本章旨在记录之后章节所需要用到的一些软件， 具体包含以下几个部分：
- 安装VSCode
- 安装Cygwin
- 安装GNU Arm Embedded Toolchain
- 安装OpenOCD
- 安装STM32相关软件
- 下载FreeRTOS源码
- 安装Python（可选）
VSCode 安装
VSCode 是一款相当棒的Editor。
跨平台使用，再也不用纠结不同OS下撸Code感觉不一样了。
极强的可玩性，很适合大家在上面折腾。比起之前用的一些IDE, VSCode更加Open,啥东西都可以自己调教。
最最重要的是：高颜值。每天在上面撸Code心情比以前好多了。
VSCode具体安装过程就不阐述了，大家去下面的官网Download安装即可。
VSCode官网
VSCode.png
装好了VSCode后，下一步就是装VSCode插件了。下图中列举了笔者这边常用的几款插件，大家可以安装一下。
VSCode插件.png
Cygwin 安装
Windows下cmd和Powershell实在是太难用了，所以选择了Cygwin作为主要Terminal。
大家可以去如下官网Download Cygwin, 然后一路next就安装好了（记得选好安装路径和Package路径）。
Cygwin官网
Cygwin.png
安装好Cygwin后，就得安装之后所需要用的Packages了。
第一次用Cygwin的小伙伴，可能会懵逼了：咋安装Package啊？嘿嘿，不用担心，重新run一下刚才下好的setup-x86_64.exe，然后一路next到看到下面界面就可以了。
Package选择界面.png
在下图中的Search栏里面填所需要安装的Package name,例如git,即可搜到Package了。安装Package的话，只需要把New栏中的状态点到所需要安装的版本，然后一路Next就好了。
安装Package.png
下图列举了后面所需要用到的Packages。小伙伴麻烦安装下，不然后续步骤会遇到Error哦！
Packages.png
装好Cygwin，运行下桌面的Cygwin64 Terminal,即可在windows运行类UNIX模拟环境了。
Cygwin64 Terminal.png
PS:其实在Win10下 Ubuntu On Windows 也是非常好用的，可惜笔者的SSD实在太小了才120G，所以并未选择Ubuntu On Windows作为主要Terminal。
GNU Arm Embedded Toolchain 安装
接下来就是最重要的Toolchain安装了。小伙伴们只需要去ARM官网download最新的安装文件，然后一路Next,安装到想要安装的路径即可。
GNU Arm Embedded Toolchain ARM官网
GNU Arm Embedded Toolchain.png
安装过程中记得选上把GNU Arm Embedded Toolchain加到环境变量的选项。(如果安装过程中忘记了，也不用担心，执行一下{arm toolchain path}\gcc-arm-none-eabi\bin\gccvar.bat)
成功安装了GNU Arm Embedded Toolchain以后，既可以在Cygwin Terminal中执行下述命令查看arm-none-eabi-gcc版本状况了。
arm-none-eabi-gcc --version
arm-none-eabi-gcc version.png
安装完GNU Arm Embedded Toolchain以后，可以查看到{arm toolchain path}\gcc-arm-none-eabi\bin下已经有各种GNU tools，那么就可以愉快地使用它们进行开发了。例如，使用arm-none-eabi-gdb进行程序Debug。
arm GDB.png
OpenOCD 安装
对于使用GDB debugger来说，调试嵌入式目标系统当然少不了安装GDB server了。GNU Arm Embedded Toolchain document里面有介绍ARM官方推荐使用pyOCD，不过笔者对其不熟悉，所以还是选择大家常用的OpenOCD当作GDB server了。
OpenOCD安装方式和上述所有软件安装方式都不一样（熟悉Linux软件安装的小伙伴对此会心一笑）,小伙伴们要打起注意咯。
- 从OpenOCD上download下最新的OpenOCD source code。
OpenOCD官网
OpenOCD.png
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download好openocd压缩包后，解压缩到所需安装的文件夹下
openocd-0.10.0.png
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在Cygwin Terminal中进入到上一步解压缩的路径中，然后执行以下command完成OpenOCD的编译和安装。
进入到OpenOCD文件夹下.png
./configure --enable-stlink --enable-cmsis-dap
make
make install
简单介绍下上述几条command作用：
./configure --enable-stlink --enable-cmsis-dap 用于配置接下来要编译的openocd要支持哪些Debugger。因为笔者接下来用的是stm32板子上自带的st-link debugger, 所以加上了 --enable-stlink参数。加上了--enable-cmsis-dap参数是因为CMSIS-DAP是ARM官方DEBUG Cortex-M MCU的标准接口固件，很多Debugger都支持这种标准。
CMSIS-DAP 官方介绍
CMSIS-DAP.png
除了这些Debugger以外，openocd还支持其他一些常见的Debugger，例如--enable-openjtag (OpenJTAG) ， --enable-jlink(J-Link) ，小伙伴们可以根据自己用的Debugger加上相应的参数即可编译出支持所用的Debugger的openocd执行文件。
make 根据configure的配置，编译openocd
make install 安装编译好的openocd
成功安装好适合自己Debugger的OpenOCD以后，在Cygwin Terminal中执行下述命令即可查看openocd状况了。
openocd --version
查看OpenOCD版本.png
至此OpenOCD已经安装好，等到后面章节进行GDB Debug的时候，就可以使用OpenOCD当作GBD Server了。
STM32相关软件安装
因为笔者这边使用的是STM公司的STM32F429 Discovery board，所以当然得用到一些STM公司的Tools。
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ST-LINK driver
使用STM32F429 Discovery board上面自带的ST-LINK Debugger，当然得装人家的driver啦。大家可以去STM官网download安装好，然后一路next安装啦。
ST-LINK driver官方下载地址
装好ST-LINK driver后，把板子连上PC,自然可以在设备管理器里面看到ST-Link Debug。
ST-LINK driver.png
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STM32 ST-LINK Utility
STM32 ST-LINK Utility 是官方提供的一款download 程序到FLASH的Tool。因为后面会用到它download程序，所以麻烦大家去安装以下。
STM32 ST-LINK Utility官方下载地址
安装好STM32 ST-LINK Utility，运行以后，点下Connect图标即可连上ST-Link了。
STM32 ST-LINK Utility.png
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STM32CubeF4
STM32CubeF4是官方提供的类似SDK的东西，其中提供了大量STM32F4 MCU Hardware driver和BSP drivers等(可参考STM32CubeF4架构图)。大家可以使用STM32CubeF4中提供的API去控制硬件，省去自己造轮子的时间。
STM32CubeF4架构图.png
大家去下面的官网download STM32CubeF4即可，解压缩后即可使用STM32CubeF4了。
STM32CubeF4官方下载地址
STM32CubeF4文件结构图.png
因为笔者手头只有STM公司的ARM Cortex-M 开发板，所以后续所有开发(编译+调试+download)都是基于STM32F429 Discovery board进行的。读者可能选用的开发板和笔者并不一致，所以如果读者用的不是这款开发板，就得麻烦读者自己去选择安装一些适合读者使用的相关工具软件了。
下载FreeRTOS源码
FreeRTOS是一款开源的RTOS操作系统。
由于后续的章节会用到这款OS，所以特别在此简单介绍下如何获得FreeRTOS官方源码。
FreeRTOS官方介绍.png
FreeRTOS官方源码下载其实很简单，主要去下面这个官方网站download exe文件或者zip文件即可。笔者这边使用的v8.2.3，建议大家也使用这个版本的source code。
FreeRTOS官方源码下载地址
download FreeRTOS.png
移植部分请参考后续章节
安装Python（可选）
此节并不是必需，安装Python只是为了在后续章节偷一些懒而已
Python安装还是很方便的,只需去官网download最新版本的Python,然后一路Next安装即可。
Python官方下载地址
Python.png
不过，笔者今天要推荐的是一个开源Python Project -- Anaconda。推荐大家使用Anaconda主要是因为笔者之前在学校用Python做涉及科学计算的项目时，需要安装一些科学计算相关的Python Package，例如SciPy, NumPy, matplotlib等等。在官方Python下安装这些Packages还是很麻烦，使用Anaconda就很好地避免这些麻烦。Anaconda可以帮助大家更方便地安装和管理Python Packages, 更方便地管理Python版本和环境。
Anaconda官方下载地址
Anaconda.png
Anaconda安装好后，在Cygwin Terminal下执行下述command即可查看conda版本。
conda --version
查看conda版本.png
至于如何具体使用Anaconda管理Python和Packages,麻烦大家参考官网的Getting started。只需要30min,小伙伴们就可以很快上手啦。
Anaconda : Getting started
本章总结
本章的主要目的：为之后 在VSCode下搭建ARM Cortex-M 开发环境 打下了基础。后续章节需要依赖本章中所安装的各个软件。
- VSCode: 用于editor和debug 程序
- Cygwin: 用作主要Terminal
- GNU Arm Embedded Toolchain: 提供arm-none-eabi-gcc, arm-none-eabi-as, arm-none-eabi-ld, arm-none-eabi-gdb等tools实现编译和调试ARM程序
- OpenOCD: 当作GDB server使用
- ST-LINK driver: ST-LINK在windows下的驱动程序
- STM32 ST-LINK Utility: 烧些程序到STM32 FLASH的工具
- STM32CubeF4: 官方SDK, 提供HAL driver等
- Python(Anaconda): 运行Python程序
在下一章中，会向大家介绍如何在VSCode下搭建编译环境
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