RV-STAR快速开发

1. Nuclei Studio下载及运行

用户可以访问芯来科技公司官方网站的“文档与工具”页面（https://nucleisys.com/download.php)，如下图中方框所标识，根据用户开发环境，下载对应Windows或Linux的Nuclei Studio压缩包。

注意：

• 芯来科技公司会对其提供的工具进行持续的更新与维护，建议选用最新版本
• 目前已在Win 10(64位)系统，Ubuntu 18.04/20.04和 Redhat7.6(64位)版本上验证测试，推荐在以上版本的系统中使用。

下载完成后，解压压缩包，随后运行NucleiStudio文件夹下面的可执行文件，即可启动Nuclei Studio IDE，如下图所示。

上图为Windows版本示意图，Linux版本类似，可执行文件名为“NucleiStudio”

第一次启动Nuclei Studio IDE后，将会弹出对话框要求设置Workspace目录路径，该目录将用于存放后续创建的项目工程文件，用户可自行选择存放地址，如下图所示。

设置好Workspace目录之后，单击“Launch”按钮，将会启动Nuclei Studio。第一次启动后的Nuclei Studio界面如下图所示。

2. 导入Nuclei SDK

在Nuclei Studio菜单栏选择“RV-Tools —> Nuclei Package Management”，弹出对话框如下图所示。

展开\”sdk-nuclei_sdk\”可见其状态为“Not Installed”。

勾选\”sdk-nuclei_sdk\”，点击“Download”，即可导入Nuclei SDK，完成后会显示其状态为“Installed”。

3. 新建HelloWorld工程

在Nuclei Studio菜单栏选择“File —> New —> New Nuclei RISC-V C/C++ Project”，如下图所示。

在弹出对话框中选择“Nuclei GD32VF103 RVSTAR Board”栏目下的“sdk-nuclei_sdk”，点击“Next”。

进入新建工程设置界面，如下图所示，在“Project Name”栏输入项目名“helloworld”，在“Project Example”下拉栏中选择“Helloworld @app-nsdk helloworld”，其他配置选项可保持不变，点击“Finish”即可完成HelloWorld例程的创建。

项目创建完成后，界面如下图所示，从图中左侧Project Explorer栏中可以看到，创建好的项目已经包含了Nuclei SDK的支持。

4. 工程介绍

查看main函数可知，该项目主要功能为

• 读取MISA CSR寄存器，并打印
• 分析MISA CSR寄存器内容，得到处理器的指令集架构，并打印
• 打印“Hello World From Nuclei RISC-V Processor！” 20次
  

注意：

• 对于Printf函数的实现，是通过底层Newlib C运行库中的桩函数write函数进行的字符逐个输出，write函数最终调用_write函数，而该函数被实现在nuclei_sdk/SoC/gd32vf103/Common/Source/Stubs/newlib/write.c文件中，其代码如下
  
  从上述具体实现中可以看出，该函数通过调用UART模块的uart_write函数来实现输出字符重定向至UART将其输出，最终显示在主机PC的显示屏幕上（借助主机PC的串口调试助手软件）。
• GD32VF103 MCU串口的使用需要先进行初始化设置，该过程已在MCU上电运行至main函数之前完成，因此print函数可通过串口进行输出。关于串口的初始化设置可查看nuclei_sdk/SoC/gd32vf103/Common/Source/system_gd32vf103.c文件，具体实现在_premain_init函数中。

5. 工程编译

新创建完成的工程已经设置好编译链接相关的配置选项，可单击Nuclei Studio IDE菜单上的“锤子”按钮直接进行编译。
若编译成功，则显示如下图所示，能够看到所生成可执行文件的代码大小，包括text段、data段和bss段，以及总大小的十进制和十六进制数值，编译生成的可执行文件存放在Debug目录下。

6. 工程运行

首先需要进行硬件的连接，通过一根USB Type-C电缆线将RV-STAR开发板与PC进行连接，线缆连接好后，板上的蓝色电源灯会点亮，如下图所示。

注意：

• 第一次使用RV-STAR开发板，对于Linux系统环境下需要为其设置驱动（Windows环境下免驱），具体操作如下（以Ubuntu 20.04系统环境为例）
  使用如下命令查看USB设备的状态

     lsusb     // 运行该命令后会显示如下信息。
     ...
     Bus 001 Device 004: ID 0403:6010 Future Technology Devices International, Ltd FT2232xxxx
  

  使用如下命令设置udev rules，使得该USB设备能够被plugdev group所访问

     sudo vi /etc/udev/rules.d/99-openocd.rules
     // 用vi打开该文件，然后添加以下内容至该文件中，然后保存退出。
     SUBSYSTEM==\"usb\", ATTR{idVendor}==\"0403\",
     ATTR{idProduct}==\"6010\", MODE=\"664\", GROUP=\"plugdev\"
     SUBSYSTEM==\"tty\", ATTRS{idVendor}==\"0403\",
     ATTRS{idProduct}==\"6010\", MODE=\"664\", GROUP=\"plugdev\"
  

  使用如下命令查看该USB设备是否属于plugdev group

      ls /dev/ttyUSB*            // 运行该命令后会显示类似如下信息。 
      /dev/ttyUSB0 /dev/ttyUSB1
      ls -l /dev/ttyUSB1         // 运行该命令后会显示类似如下信息。
      crw-rw-r-- 1 root plugdev 188, 1 Nov 28 12:53 /dev/ttyUSB1
  

  将主机用户添加到plugdev group中

       whoami     // 运行该命令能显示主机用户名，假设主机用户名显示为your_user_name
                  // 运行如下命令将your_user_name添加到plugdev group中
       sudo usermod -a -G plugdev your_user_name
  

  确认主机用户是否属于plugdev group

       groups     // 运行该命令后会显示类似如下信息。 
       ... plugdev ...
       // 只要从显示的groups中看到plugdev则意味着主机用户属于该组,表示设置成功
  

• 由于板载调试器还包含了“将MCU的UART转换成USB输出”功能，因此将RV-STAR开发板与PC连接后，将被主机识别成一个COM串口，可通过PC的设备管理器查看该串口端口号。

然后设置PC端串口调试工具。Nuclei Studio IDE中集成了串口工具，在其菜单栏中选择“Window—＞Show View—＞Terminal”，如下图所示，点击“Terminal”窗口中的“显示器”图标按钮，打开串口工具配置界面。

弹出窗口如下图 所示，对串口通信相关参数进行设置，具体为115200 baud, 8 bits data, no parity, 1 stop bit (115200-8-N-1)。其中的串口端口号，需要将RV-STAR开发板与PC主机进行正确连接后，可通过PC主机的设备管理器进行查看。

在Nuclei Studio IDE菜单栏下方的“Launch Bar”中设置模式为“Run”，配置为“helloworld_debug_openocd”，如下图所示。

设置完成后，点击绿色“运行”按钮即可开始下载程序至RV-STAR开发板，并运行示例工程，helloworld示例运行后打印结果如下图所示。

7. 工程调试

进行调试前，需要完成示例工程的编译，以及RV-STAR开发板与PC的正确连接。然后，在Nuclei Studio IDE菜单栏下方的“Launch Bar”中设置模式为“Debug”，配置为“helloworld_debug_openocd”，如下图所示。

设置完成后，点击“甲壳虫”按钮即可开始下载程序至RV-STAR开发板，并进入调试模式，界面如下图所示。

更多参考文档

• Nuclei Studio用户手册
• RV-STAR开发板原理图
• GD32VF103用户手册