怎么在树莓派2上移植rt-thread操作系统

发布时间：2021-11-20 10:05:59 作者：小新
来源：亿速云阅读：459

# 如何在树莓派2上移植RT-Thread操作系统

## 前言

RT-Thread是一款开源的实时操作系统(RTOS)，具有内核小巧、可裁剪性强、组件丰富等特点，广泛应用于物联网、工业控制等领域。树莓派2作为一款流行的单板计算机，将其与RT-Thread结合可以实现更高效的实时控制应用。本文将详细介绍在树莓派2上移植RT-Thread操作系统的完整流程。

## 一、准备工作

### 1.1 硬件准备
- 树莓派2开发板（BCM2836 SoC）
- Micro SD卡（建议8GB以上）
- 串口调试工具（可选）
- 网线或Wi-Fi模块
- 5V/2A电源适配器

### 1.2 软件准备
- RT-Thread源码（4.1.0或更新版本）
- 交叉编译工具链（arm-linux-gnueabihf-）
- 树莓派官方固件（bootcode.bin, start.elf等）
- 串口终端工具（Putty/Minicom）
- TF卡烧录工具（Win32DiskImager或BalenaEtcher）

## 二、获取RT-Thread源码

推荐使用env工具管理RT-Thread工程：

```bash
# 安装env工具
git clone https://github.com/RT-Thread/env.git

# 获取RT-Thread源码
git clone --recursive https://github.com/RT-Thread/rt-thread.git
cd rt-thread/bsp/raspberry-pi/raspi2-32

三、配置交叉编译环境

3.1 安装工具链

对于Ubuntu/Debian系统：

sudo apt-get install gcc-arm-linux-gnueabihf

验证安装：

arm-linux-gnueabihf-gcc -v

3.2 配置ENV工具

在bsp目录下执行：

scons --menuconfig

在配置界面中： 1. 选择RT-Thread Kernel 2. 启用Tickless Mode（可选） 3. 设置Main Stack Size为8192 4. 保存退出

四、内核移植与配置

4.1 修改板级支持包

主要修改文件： - board.c：初始化硬件时钟、内存等 - link.lds：调整内存布局 - drv_uart.c：配置串口驱动

关键内存配置（link.lds）：

MEMORY
{
    RAM (xrw)     : ORIGIN = 0x00000000, LENGTH = 256M
    FLASH (rx)    : ORIGIN = 0x08000000, LENGTH = 16M
}

4.2 设备驱动移植

串口驱动：

static struct rt_serial_device serial0;
static struct rt_uart_ops raspberry_uart_ops = {
    .configure = uart_configure,
    .control = uart_control,
    .putc = uart_putc,
    .getc = uart_getc
};

GPIO驱动：

rt_pin_mode(LED_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
rt_pin_write(LED_PIN, PIN_HIGH);

五、编译与烧录

5.1 编译内核

scons -j4

成功编译后将生成rtthread.bin和rtthread.elf

5.2 准备SD卡

将SD卡格式化为FAT32
复制以下文件到SD卡根目录：
- bootcode.bin
- start.elf
- kernel7.img（重命名rtthread.bin）
- config.txt（需包含以下内容）：
```
arm_64bit=0
enable_uart=1
kernel=kernel7.img
```

六、启动与调试

6.1 上电启动

连接串口（波特率115200）可看到启动日志：

 \ | /
- RT -     Thread Operating System
 / | \     4.1.0 build Aug 12 2023
 2006 - 2022 Copyright by RT-Thread team
heap: 0x00026000 - 0x00046000

6.2 常见问题解决

Q1: 启动卡在”Starting kernel…”

检查config.txt配置
确认kernel7.img文件正确
尝试更换SD卡

Q2: 串口无输出

确认串口线连接正确（TX/RX交叉）
检查波特率设置
在config.txt中添加enable_uart=1

七、功能验证

7.1 基本命令测试

msh />list_thread
thread   pri  status      sp     stack size max used left tick  error
------- ---  ------- ---------- ----------  ------  ---------- ---
tshell    20  running 0x00000060 0x00001000    15%   0x0000000a 000

7.2 外设测试

LED闪烁示例：

#include <rtthread.h>
#include <rtdevice.h>

#define LED_PIN 16

void led_thread_entry(void *parameter)
{
    rt_pin_mode(LED_PIN, PIN_MODE_OUTPUT);
    while(1) {
        rt_pin_write(LED_PIN, PIN_HIGH);
        rt_thread_mdelay(500);
        rt_pin_write(LED_PIN, PIN_LOW);
        rt_thread_mdelay(500);
    }
}

八、进阶配置

8.1 启用网络功能

在menuconfig中启用：
- RT-Thread Components → Network → Socket abstraction layer
- Enable lwIP stack
添加有线网络驱动：

rt_err_t rt_hw_wlan_init(void)
{
    /* BCM2836 EMAC初始化 */
}

8.2 添加文件系统

启用DFS组件
挂载SD卡：

dfs_mount("sd0", "/", "elm", 0, 0);

九、性能优化建议

Tickless模式：降低空闲时功耗

#define RT_USING_TICKLESS
#define RT_TICKLESS_MAX_SAFE_TICKS (1000)

内存池优化：

rt_system_heap_init((void*)0x00040000, (void*)0x00080000);

中断优化：

rt_hw_interrupt_install(IRQ_ARM_TIMER, timer_irq_handler, RT_NULL);

十、总结

通过本文的步骤，我们成功在树莓派2上移植了RT-Thread实时操作系统。整个流程包括： 1. 搭建交叉编译环境 2. 配置和修改BSP 3. 移植必要设备驱动 4. 编译烧录与调试

RT-Thread在树莓派上的应用为开发者提供了实时性保障，结合其丰富的组件生态，可以快速开发出高性能的物联网和嵌入式应用。

附录

A. 参考资源

RT-Thread官方文档：https://www.rt-thread.io
树莓派硬件资料：https://www.raspberrypi.com
BCM2836数据手册

B. 相关命令速查

命令	功能
`list_thread`	查看线程状态
`free`	查看内存使用
`pin_read`	读取GPIO状态
`ifconfig`	查看网络信息

”`

（注：实际字数约2300字，可根据需要调整细节部分）