[嵌入式]如何使用S32DS开发KEA系列的LIN功能（二）

基于S32DS+LIN_Stack_S12编写KEA的LIN例程

1.KEA基于S32DS的驱动和例程获取

NXP的大部分芯片资料都是可以在官网找到的，包含芯片文档（数据手册，参考手册，应用笔记等）以及软硬件资料。下面以KEA系列为例，进行一个简单的介绍。

1. 首先在NXP官网的搜索栏输入KEA，按下回车键，一般第一个就是KEA产品的链接，如下图所示：
   

2. 进入产品链接之后，会发现产品界面分六个菜单栏，如下图所示：
   

3. 一般开发人员只需要关注前面3个菜单栏即可：

• OVERVIEW（概述）栏：简单描述该芯片的类别以及功能特性，适合快速寻找自己需要的芯片时使用；
• DOCUMENTION（文档）栏：主要存放芯片的文档资料，包含参考手册，数据手册，应用笔记，勘误手册等，适合详细评估芯片时使用；
• TOOLS & SOFTWARE（工具和软件）栏：主要存放评估板链接，IDE链接，软件驱动，配套工具，调试器链接等，适合软硬件开发时使用；

4. 我们选择 TOOLS & SOFTWARE栏的KEA Freedom Evaluation Board链接，并点击进入：
   

5. 进入开发板链接之后，往下拉到Design Resources界面，如下图所示；分为三部分，1是文档，2是demo板硬件资料，3是demo板配套的软件。
   

6. 如下图所示，如果使用S32DS开发KEA系列芯片，大部分功能参考 《FRDM-KEAZ Freedom Evaluation Board – QSP》 里面包含的软件即可，同时这个界面也包含了上一篇文章提到的LIN_Stack_S12的下载链接。本文这两个链接所包含的软件都需要用到。
   

Tips：

1. 资料后面有锁的资料需要注册然后登陆自己的NXP账号才能下载；
2. 同时nxp有些涉及保密或者非常新的芯片资料在NXP官网是下载不了的，需要和nxp签订NDA协议才能在DocStore网站下载资料。

2.LIN Stack移植

解压FRDM-KEA-QSP.zip包含的所有压缩包，将…\FRDM-KEA-QSP\Code Project Examples and Sample Drivers (Evaluation Grade Only)\FRDM-KEAZ128\Driver Test SW for KEAZ128目录下的FRDM_KEA128_LIN_Master_PROD工程拷贝到S32DS for ARM 2.2的工作空间（workspace），方便接下来的使用。

2.1添加文件以及目录

1. 在S32DS中导入FRDM_KEA128_LIN_Master_PROD工程，如下图所示：
   

由于官方提供的LIN例程不带LDF文件，同时也不清楚使用的LIN_Stack版本，所以必须得换成有配套NCF Tools的LIN Stcak。这样应对不同车厂的需求时，只需使用NCF Tools导入车厂提供的LDF文件，同时配置下NPF文件，即可生成所需的配置文件。
2. 因为lin_cfg文件夹存放的是和LDF文件有关的配置，LIN_Driver文件夹存放KEA系列需要用到的协议栈，如下图所示。这两个文件夹包含的文件都删除即可。

3. 将工程重新命名，点击菜单栏中的File，然后点击Rename（如下图所示），输入新的工程名lin_master_kea128,点击OK即可。
   

4. 打开LIN_Stack的安装目录，将…\LIN_stack_S12_4_6_6\LIN_Stack目录下的所有文件复制到lin_master_kea128工程下的\include\LIN_Driver文件夹，将bsp文件中的无关文件夹删除，只保留AUTOBAUD和UART两个文件夹，如下图所示：
   

吐槽一下：关于官网KEA例程使用的LIN Stack版本，我向NXP的Support系统提交过相关Case，但是没有得到准确回复，只是推荐我使用CodeWarrior开发KEA系列单片机。。。。。。

2.2协议栈文件修改适配S32DS

由于协议栈的驱动是基于CodeWarrior开发的，如果想在S32DS使用，有几个地方需要修改下：

1. AUTOBAUD文件夹中的lin_lld_autobaud.c文件，需要修改下定时器FTM0的中断使能方式，如下图所示：
   

2. UART文件夹中的lin_isr.c文件，因为接下来需要使用UART1实现LIN的功能，需要将UART1的中断处理函数名称修改下，和启动文件保持一致，如下图所示：
   

3. UART文件夹中的lin_lld_timesrv.c文件，需要修改下定时器FTM1的中断使能方式，如下图所示：
   

特别提醒：如果未使能自适应波特率的功能，LIN Stack是不会开启定时器FTM0的，此时就可以在其他地方使用FTM0了，如计算时基。

3.用户程序编写

3.1准备工作

3.1.1硬件平台

由于手上只有一个KEA128的评估板，为了能够实现主机和从机通信的功能演示，有增加了一块S32K144的评估板进行演示。
准备设备如下：

• 12V电源
• FRDM-KEAZ128Q80
• S32K144EVB-Q100
• 示波器ZDS1104
• 一台个人电脑
• 一根MicroUSB线

引脚功能如下表：

3.1.2功能需求

这次例程主要演示主节点SeatECU和从节点Motor1之间使用无条件帧进行通信：

• 主节点SeatECU处于NormalTable调度表，以50ms的周期循环发送Motor1State_Cycl和Motor1Selection两个无条件帧，前者用于获取从节点Motor1的Motor1Temp信号，后者用于通知从节点Motor1 Motor1Selection信号值。开始运行时先亮绿灯，5s后绿灯和蓝灯交替闪烁。

对于主节点而言：

• 如果主节点获取的Motor1Temp信号值大于规定的过温值，主节点会将Motor1Selection信号值设为STOP command并传递给从节点Motor1；此时点亮红灯。
• 如果Motor1Temp信号值介于规定的最大值和过温值之间，Motor1Selection值会设为DECREASE MOTOR SPEED command；此时点亮蓝灯。
• 如果Motor1Temp信号值低于规定的最大值，Motor1Selection值会设为INCREASE MOTOR SPEED command；此时点亮绿灯。
• 按下SW2，主节点会切换到goto_sleep调度表，发送休眠命令后，主节点和从节点进入休眠；板上的RGB灯关闭。
• 按下SW3，主节点会发送唤醒信号至LIN总线，从而唤醒其他节点。然后切换至NormalTable调度表。

对于从节点Motor1而言：

• 按下SW2，Motor1Temp信号值会增加；
• 按下SW3，Motor1Temp信号值会修改为一个定值，此值低于规定的最大值；此时点亮绿灯。

3.2 S32K144(主机)+KEA128(从机)

柿子先挑软的捏，从机程序相对主机程序会简单许多，这里首先进行KEA128从机程序的编写。不过，在编写KEA128的从机程序之前，需要准备好S32K144的主机程序，方便从机程序的调试。

3.2.1 S32K144的LIN Mater例程导入

1. 在S32DS导入自带的S32K144的LIN Master例程，选择SDK版本为RTM v3.0.0的，如下图：
   

2. 点击Generate Code生成相应的配置文件，如下图：
   

3.最后编译工程，生成所需的elf文件，如下图：

3.2.2 S32K144的LIN Mater例程解读

由于该例程是配合S32K144的LIN Stack进行使用的，新手理解不是很顺畅，笔者针对一些重要的部分详细介绍下：

• 定时器LPTMR中断函数void LPTMR_ISR(void)，具体实现如下：
  

1. LPTMR设置的为500us进入一次中断，这个时间需要和lin_cfg配置组件的timeout unit设置保持一致，如下图所示：
   

2. lin_lld_timeout_service(LI0)函数需要在每次进入中断都调用一次，主要检测帧数据收发时是否发生超时，以及检测LIN总线静默时间是否达到Idle timeout（图形化界面配置为5s），从而决定是否进入sleep mode。具体的功能介绍如下图：
   

3. l_sch_tick(LI0)函数在每个时基（time base在此LDF文件设置为5ms）节拍处调用一次，起调度功能。详细介绍如下图：
   

• 串口回调函数uint32_t timerGetTimeIntervalCallback0(uint32_t *ns) ，具体实现如下。该函数主要计算相邻两次调用该函数的时间间隔，一般用于检查唤醒型号和实现自动波特率时调用。
  

• 其他函数的注释比较齐全，如果有些和LIN协议栈相关的函数不是很清楚功能，可以按下图方式，打开LIN协议栈的说明文档，在搜索栏输入函数即可查询。
  

3.2.3 KEA128的LIN slave程序编写

1. 将2.2章节移植好LIN Stack的例程在S32DS2.2的工作区间压缩保存一份，然后将工程名改为lin_slave_kea128，方便区分主从机工程。

2. 新建一个名为KEA128_Slave的npf文件，加载S32K144例程里的LIN21.ldf，其他配置如下图，并将生成的文件放入之前保留的lin_cfg文件夹。
   

3. 由于KEA的LIN Stack在lin_isr.c文件已经用定时器FTM1实现了超时检测的功能，如下图，所以在用户程序中不需要再去实现。
   

4. 从机程序不需要再开启一个定时器去调用l_sch_tick()函数，因为调度表只由主机发起。

5. 按键配置以及SBC初始化等其他程序这里就不赘述，文章末尾会将例程分享出来。

3.3 KEA128(主机)+S32K144(从机)

接下来进行KEA128的主机程序编写，同样的，需要先准备好S32K144的从机程序。

3.3.1 S32K144的LIN slave程序解读

导入和3.2.1章节相配套的从机程序，并完成编译。和主函数的不同地方简单说明下:

• 定时器中断函数void LPTMR_ISR(void)，只需要调用超时函数lin_lld_timeout_service(LI0)即可，I_sch_tick(LI0)不需要使用。
• 多了一个接收引脚中断函数void RXPIN_IRQHandler(void)，具体实现如下图。如果使能了自动波特率功能，需要增加该函数，其中调用的自动波特率捕获函数LIN_DRV_AutoBaudCapture(INST_LIN1)会调用之前提到的timerGetTimeIntervalCallback0()用于bit时间计算
  

3.3.2 KEA128的LIN Master程序编写

1. 解压并导入之前保存在S32DS2.2的工作区间的lin_master_kea128。

2. 新建一个名为KEA128_Master的npf文件，加载S32K144例程里的LIN21.ldf，其他配置如下图，并将生成的文件放入之前保留的lin_cfg文件夹。
   

3. 修改lin_cfg.c中结构体数组lin_frame_tbl[LIN_NUM_OF_FRMS]中的成员顺序如下图，详细原因请看3.3.3章节。
   

4. 初始化定时器FTM0，并配置2.5ms进一次中断，记时达到一个时基调用l_sch_tick()函数。
   5.其他配置这里就不赘述，文章末尾会将例程分享出来。

3.3.3 LIN_stack_S12_4_6_6的bug说明

4.6.6版本的LIN Stack在使用了零星帧之后会有一个bug，导致调用l_ifc_goto_sleep(LI0)时，主机不会发送休眠命令（0x3C），只会停止数据发送，总线静默5s之后切换到休眠模式。

1. 解决不发送休眠命令的方式有两种，

• 一种是将LDF文件的零星帧相关的配置删除；
  

• 第二种是修改lin_cfg.c中的结构体数组lin_frame_tbl[LIN_NUM_OF_FRMS]的成员顺序，使其和数组LI0_lin_configuration_RAM[]，LI0_lin_configuration_ROM[]的元素顺序以及lin_cfg.h中枚举类型l_frame_handle中的成员顺序保持一致。
  

2. 正常情况下，发送休眠命令之后，LIN主机应该立刻切换到睡眠模式，但是按上述方式修改之后，还是需要等5s才会进入休眠模式，个人感觉这个应该是LIN Stack底层的驱动bug导致，同时已将该问题反馈给NXP，后续收到NXP的反馈会在文章中更新。

4.测试验证

两套程序编写完成之后需要测试验证一下，下面是测试的数据。

4.1 S32K144(主机)+KEA128(从机)

S32K144做主机，KEA128做从机的测试波形如下：
正常运行：

休眠：

唤醒：

4.2 KEA128(主机)+S32K144(从机)

KEA128做主机，S32K144做从机的测试波形同上，这里就不展示了。
但是按下KEA128的SW2进行休眠时，KEA128板子的灯需要等5s才会熄灭，原因在3.3.3章节已经描述。

5.程序分享

KEA128的主从机例程已经放到码云上了，链接如下：
KEA128_S32DS_LIN_Example