jason-mao/gmf_board_manager

# GMF Board Manager 这是由 Espressif 开发的专注于开发板设备初始化的板级管理模块。它使用 YAML 文件来描述主控制器和外部功能设备的外设接口配置，并自动生成配置代码，大大简化了添加新板子的过程。它提供了统一的设备管理接口，不仅提高了设备初始化代码的可重用性，还大大方便了应用程序对各种开发板的适配。 ## 功能特性 * **YAML 配置**: 使用 YAML 文件对外设、设备和板级定义进行声明式硬件配置 * **灵活的板级管理**: 提供统一的初始化流程，支持用户自定义定制 * **统一的 API 接口**: 在不同板级配置下访问外设和设备的一致 API * **代码生成**: 从 YAML 配置自动生成 C 代码 * **自动依赖管理**: 根据外设和设备依赖关系自动更新 `idf_component.yml` 文件 * **多板级支持**: 使用模块化架构支持多个客户板级的轻松配置和切换 * **可扩展架构**: 允许轻松集成新的外设和设备，包括对现有组件不同版本的支持 * **全面的错误管理**: 提供统一的错误代码和强大的错误处理，包含详细消息 * **低内存占用**: 在 RAM 中仅存储必要的运行时指针；配置数据保持为 flash 中的只读数据 ## 项目结构 ``` gmf_board_manager/ ├── board_manager.h/c # 主板级管理器 API ├── board_periph.h/c # 外设管理 ├── board_devices.h/c # 设备管理 ├── board_err.h/c # 统一错误管理系统 ├── board_names.h # 关键字列表 ├── peripherals/ # 外设实现 │ ├── periph_gpio.c/py/h # GPIO 外设 │ ├── ... ├── devices/ # 设备实现 │ ├── dev_audio_codec/ # 音频编解码器设备 │ ├── ... ├── boards/ # 默认板级特定配置 │ ├── echoear_core_board_v1_0/ │ │ ├── board_peripherals.yaml │ │ ├── board_devices.yaml │ │ ├── board_info.yaml │ │ └── Kconfig │ └── ... ├── generators/ # 代码生成系统 ├── gen_codes/ # 生成的文件（自动创建） │ └── Kconfig.in # 统一 Kconfig 菜单 ├── user project components/gen_bmgr_codes/ # 生成的板级配置文件（自动创建） │ ├── gen_board_periph_config.c │ ├── gen_board_periph_handles.c │ ├── gen_board_device_config.c │ ├── gen_board_device_handles.c │ ├── gen_board_info.c │ ├── CMakeLists.txt │ └── idf_component.yml ├── gen_config_codes.py # 主代码生成脚本 ├── gen_kconfig.py # Kconfig 生成脚本 ├── gmf_board_manager_ext.py # IDF action 扩展 ├── README.md # 此文件 └── README_CN.md # 中文版本说明 ``` ## 快速开始 ### 1. 设置 IDF Action 扩展 GMF Board Manager 现在支持 IDF action 扩展，提供与 ESP-IDF 构建系统的无缝集成。设置 `IDF_EXTRA_ACTIONS_PATH` 环境变量以包含 GMF Board Manager 目录： ```bash export IDF_EXTRA_ACTIONS_PATH=/PATH/TO/YOUR_PATH/gmf_board_manager ``` 如果您将此组件添加到项目的 yml 依赖项中，可以使用以下路径： ```bash export IDF_EXTRA_ACTIONS_PATH=YOUR_PROJECT_ROOT_PATH/managed_components/XXXX__gmf_board_manager ``` 如果遇到任何问题，请参考 ## 故障排除部分。 ### 2. 扫描板级并选择板级您可以使用 `-l` 选项发现可用的板级： ```bash # 列出所有可用板级 idf.py gmf-gen-config -l # 或使用独立脚本 python YOUR_BOARD_MANAGER_PATH/gen_config_codes.py -l ``` 然后选择您的目标板级： ```bash idf.py gmf-gen-config -b YOUR_TARGET_BOARD ``` ### 3. 在您的应用程序中使用 ```c #include <stdio.h> #include "esp_log.h" #include "esp_err.h" #include "board_manager.h" #include "board_periph.h" #include "board_devices.h" #include "dev_audio_codec.h" #include "dev_display_lcd_spi.h" static const char *TAG = "MAIN"; void app_main(void) { // 初始化板级管理器 ESP_LOGI(TAG, "Initializing board manager..."); int ret = board_manager_init(); if (ret != ESP_OK) { ESP_LOGE(TAG, "Failed to initialize board manager"); return; } // 获取外设句柄 void *spi_handle; ret = board_manager_get_periph_handle("spi-1", &spi_handle); if (ret != ESP_OK) { ESP_LOGE(TAG, "Failed to get SPI peripheral"); return; } // 获取设备句柄 dev_display_lcd_spi_handles_t *lcd_handle; ret = board_manager_get_device_handle("lcd_display", &lcd_handle); if (ret != ESP_OK) { ESP_LOGE(TAG, "Failed to get LCD device"); return; } // 获取设备配置 audio_codec_config_t *device_config; ret = board_manager_get_device_config("audio_dac", &device_config); if (ret != ESP_OK) { ESP_LOGE(TAG, "Failed to get device config"); return; } // 打印板级信息 board_manager_print_board_info(); // 打印板级管理器状态 board_manager_print(); // 使用句柄... } ``` ### 4. 更多示例有关综合使用示例，请参考 `test_apps/main/` 目录中的测试应用程序： #### 设备示例 - **[`test_dev_audio_codec.c`](test_apps/main/test_dev_audio_codec.c)** - 带有 DAC/ADC、SD 卡播放、录音和回环测试的音频编解码器 - **[`test_dev_lcd_init.c`](test_apps/main/test_dev_lcd_init.c)** - LCD 显示初始化和基本控制 - **[`test_dev_lcd_lvgl.c`](test_apps/main/test_dev_lcd_lvgl.c)** - 带有 LVGL、触摸屏和背光控制的 LCD 显示屏 - **[`test_dev_pwr_ctrl.c`](test_apps/main/test_dev_pwr_ctrl.c)** - 基于 GPIO 的 LCD 和音频设备电源管理 - **[`test_dev_fatfs_sdcard.c`](test_apps/main/test_dev_fatfs_sdcard.c)** - SD 卡操作和 FATFS 文件系统测试 - **[`test_dev_fs_spiffs.c`](test_apps/main/test_dev_fs_spiffs.c)** - SPIFFS 文件系统测试 #### 外设示例 - **[`test_periph_ledc.c`](test_apps/main/test_periph_ledc.c)** - 用于 PWM 和背光控制的 LEDC 外设 - **[`test_periph_i2c.c`](test_apps/main/test_periph_i2c.c)** - 用于设备通信的 I2C 外设 - **[`test_periph_gpio.c`](test_apps/main/test_periph_gpio.c)** - 用于数字 I/O 操作的 GPIO 外设 #### 用户接口 Board Manager 的设备名称推荐用于用户项目，而外设名称不推荐。这是因为设备名称是功能命名的，不包含额外信息，使其更容易适配多个板级。Board Manager 提供的设备名称是**保留关键字**，请参阅 [board_names.h](./board_names.h)。以下设备名称可用于用户应用程序： | 设备名称 | 描述 | |-------------|-------------| | `audio_dac`, `audio_adc` | 音频编解码器设备 | | `display_lcd` | LCD 显示设备 | | `fs_sdcard` | SD 卡设备 | | `fs_spiffs` | SPIFFS 文件系统设备 | | `lcd_touch` | 触摸屏设备 | | `lcd_power` | LCD 电源控制 | | `lcd_brightness` | LCD 亮度控制 | ## YAML 配置规则有关详细的 YAML 配置规则和格式规范，请参阅 [设备和外设规则](docs/device_and_peripheral_rules.md)。 ## 自定义板级 ### 创建新板级 #### 创建板级文件夹和文件 1. **创建板级目录** ```bash mkdir boards/<board_name> cd boards/<board_name> ``` 2. **创建必需文件** ```bash touch board_peripherals.yaml touch board_devices.yaml touch board_info.yaml touch Kconfig ``` 3. **配置 Kconfig** ```kconfig config BOARD_<BOARD_NAME> bool "<Board Display Name>" depends on SOC_<CHIP_TYPE> # optional ``` 4. **添加板级信息** ```yaml # board_info.yaml board: <board_name> chip: <chip_type> version: <version> description: "<board description>" manufacturer: "<manufacturer_name>" ``` 5. **定义外设** ```yaml # board_peripherals.yaml board: <board_name> chip: <chip_type> version: <version> peripherals: - name: <peripheral_name> type: <peripheral_type> role: <peripheral_role> config: # 外设特定配置 ``` 6. **定义设备** ```yaml # board_devices.yaml board: <board_name> chip: <chip_type> version: <version> devices: - name: <device_name> type: <device_type> config: # 设备特定配置 peripherals: - name: <peripheral_name> ``` ### 板级路径 GMF Board Manager 支持通过三个不同的路径位置进行板级配置，为不同的部署场景提供灵活性： 1. **主板级目录**: 随包提供的内置板级，路径如 `gmf_board_manager/boards` 2. **用户项目组件**: 在项目组件中定义的自定义板级，路径如 `{PROJECT_ROOT}/components/{component_name}/boards` 3. **自定义客户路径**: 自定义位置的外部板级定义。用户通过 `gen_config_codes.py` 中的 `-c` 参数指定路径，使用命令行如 `idf.py -DBOARD_CUSTOMER_PATH=./path/to/boards menuconfig` 来设置自定义路径。 ### 验证和使用新板级 1. **验证板级配置** ```bash # 测试您的板级配置是否有效 # 对于主板级和用户项目组件（默认路径） idf.py gmf-gen-config -b <board_name> # 对于自定义客户路径（外部位置） idf.py gmf-gen-config -b <board_name> -c /path/to/custom/boards # 或使用独立脚本 cd YOUR_GMF_BOARD_MANAGER_PATH python gen_config_codes.py -b <board_name> python gen_config_codes.py -b <board_name> -c /path/to/custom/boards ``` **检查成功**: 如果板级配置有效，将在工程路径中生成以下文件： - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_periph_handles.c` - 外设句柄定义 - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_periph_config.c` - 外设配置结构 - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_device_handles.c` - 设备句柄定义 - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_device_config.c` - 设备配置结构 - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_info.c` - 板级元数据 - `components/gen_bmgr_codes/CMakeLists.txt` - 构建系统配置 - `components/gen_bmgr_codes/idf_component.yml` - 组件依赖关系 **如果出现错误**: 检查您的 YAML 文件是否有语法错误、缺失字段或无效配置。 **注意**: 当您首次运行 `idf.py gmf-gen-config` 时，脚本将自动生成 Kconfig 菜单系统。 ## 支持的组件 ### 支持的外设类型 | 外设 | 类型 | 角色 | 状态 | 描述 | |------------|------|------|--------|-------------| | GPIO | gpio | output/input | ✅ 支持 | 通用 I/O | | I2C | i2c | master/slave | ✅ 支持 | I2C 通信 | | SPI | spi | master/slave | ✅ 支持 | SPI 通信 | | I2S | i2s | master/slave | ✅ 支持 | 音频接口 | | LEDC | ledc | pwm | ✅ 支持 | LED 控制/PWM | ### 支持的设备类型 | 设备 | 类型 | 芯片 | 外设 | 状态 | 描述 | 测试功能 | |--------|------|------|------------|--------|-------------|----------------| | 音频编解码器 | audio_codec | ES8311 | i2s/i2c | ✅ 支持 | 带有 DAC/ADC 的音频编解码器 | 音频播放、录音、回环 | | 音频编解码器 | audio_codec | ES7210 | i2s/i2c | ✅ 支持 | 音频 ADC 编解码器 | 音频录音、麦克风测试 | | 音频编解码器 | audio_codec | ES8388 | i2s/i2c | ✅ 支持 | 带有 DAC 的音频编解码器 | 音频播放、扬声器测试 | | LCD 显示屏 | display_lcd_spi | ST77916 | spi | ✅ 支持 | SPI LCD 显示屏 | 显示测试、屏幕对齐 | | LCD 显示屏 | display_lcd_spi | GC9A01 | spi | ✅ 支持 | 圆形 LCD 显示屏 | 双显示测试 | | 触摸屏 | lcd_touch_i2c | FT5x06 | i2c | ✅ 支持 | I2C 触摸屏 | 触摸测试、按钮测试 | | SD 卡 | fatfs_sdcard | - | sdmmc | ✅ 支持 | SD 卡存储 | SD 卡测试、IMU 测试 | | SPIFFS 文件系统 | fs_spiffs | - | - | ✅ 支持 | SPIFFS 文件系统 | 文件系统测试 | | GPIO 控制 | gpio_ctrl | - | gpio | ✅ 支持 | GPIO 控制设备 | 电源控制测试 | | LEDC 控制 | ledc_ctrl | - | ledc | ✅ 支持 | LEDC 控制设备 | PWM 控制测试 | | IMU | imu | BMI270 | i2c | ❌ | 惯性测量单元 | IMU 测试、传感器测试 | ### 支持的板级 | 板级名称 | 芯片 | 音频 | SD卡 | LCD | LCD 触摸 | |------------|------|-------|--------|-----|-----------| | Echoear Core Board V1.0 | ESP32-S3 | ✅ ES8311 + ES7210 | ✅ SDMMC | ✅ ST77916 | ✅ FT5x06 | | Dual Eyes Board V1.0 | ESP32-S3 | ✅ ES8311 | ❌ | ✅ GC9A01 (双) | ❌ | | ESP-BOX-3 | ESP32-S3 | ✅ ES8311 + ES7210 | ✅ SDMMC | ✅ ST77916 | ✅ FT5x06 | | ESP32-S3 Korvo2 V3 | ESP32-S3 | ✅ ES8311 + ES7210 | ✅ SDMMC | ❌ | ❌ | | ESP32-S3 Korvo2L | ESP32-S3 | ✅ ES8311 | ✅ SDMMC | ❌ | ❌ | | Lyrat Mini V1.1 | ESP32-S3 | ✅ ES8388 | ✅ SDMMC | ❌ | ❌ | | ESP32-C5 Spot | ESP32-C5 | ✅ ES8311 (双) | ❌ | ❌ | ❌ | ## 板级管理器设置 ### 自动 SDK 配置更新控制板级管理器是否根据检测到的设备和外设类型自动更新 sdkconfig。 **默认**: 启用 (`y`) **通过 sdkconfig 禁用**: ```bash # 使用 menuconfig idf.py menuconfig # 导航到: Component config → GMF Board Manager Configuration → Board Manager Setting # 在 sdkconfig 中设置 CONFIG_GMF_BOARD_MANAGER_AUTO_CONFIG_DEVICE_AND_PERIPHERAL=n ``` 如果您想启用超出 YAML 中定义的设备或外设类型，请禁用此选项。 ## 脚本执行流程 GMF Board Manager 使用 `gen_config_codes.py` 进行代码生成，它在统一的工作流程中处理 Kconfig 菜单生成和板级配置生成。 ### `gen_config_codes.py` - 配置生成器执行全面的 8 步流程，将 YAML 配置转换为 C 代码和构建系统文件： 1. **板级目录扫描**: 在默认、客户和组件目录中发现板级 2. **板级选择**: 从 sdkconfig 或命令行参数读取板级选择 3. **Kconfig 生成**: 为板级和组件选择创建统一 Kconfig 菜单系统 4. **配置文件发现**: 定位所选板级的 `board_peripherals.yaml` 和 `board_devices.yaml` 5. **外设处理**: 解析外设配置并生成 C 结构 6. **设备处理**: 处理设备配置、依赖关系并更新构建文件 7. **项目 sdkconfig 配置**: 根据板级设备和外设类型更新项目 sdkconfig 8. **文件生成**: 在工程文件夹的 `components/gen_bmgr_codes/` 中创建所有必要的 C 配置和句柄文件 #### 命令行选项 **板级选择:** ```bash -b, --board BOARD_NAME # 直接指定板级名称（绕过 sdkconfig 读取） -c, --customer-path PATH # 客户板级目录路径（使用 "NONE" 跳过） -l, --list-boards # 列出所有可用板级并退出 ``` **生成控制:** ```bash --kconfig-only # 仅生成 Kconfig 菜单系统（跳过板级配置生成） --peripherals-only # 仅处理外设（跳过设备） --devices-only # 仅处理设备（跳过外设） ``` **SDKconfig 配置:** ```bash --sdkconfig-only # 仅检查 sdkconfig 功能而不启用它们 --disable-sdkconfig-auto-update # 禁用自动 sdkconfig 功能启用（默认启用） ``` **日志控制:** ```bash --log-level LEVEL # 设置日志级别: DEBUG, INFO, WARNING, ERROR (默认: INFO) ``` #### 使用示例 ### 设置 IDF Action 扩展（推荐） GMF Board Manager 现在支持 IDF action 扩展，提供与 ESP-IDF 构建系统的无缝集成： #### 安装设置 `IDF_EXTRA_ACTIONS_PATH` 环境变量以包含 GMF Board Manager 目录： ```bash export IDF_EXTRA_ACTIONS_PATH="/PATH/TO/YOUR_PATH/gmf_board_manager" ``` #### 使用 ```bash # 基本使用 idf.py gmf-gen-config -b echoear_core_board_v1_0 # 使用自定义板级 idf.py gmf-gen-config -b my_board -c /path/to/custom/boards # 仅生成 Kconfig idf.py gmf-gen-config --kconfig-only # 仅处理外设 idf.py gmf-gen-config -b echoear_core_board_v1_0 --peripherals-only # 列出可用板级 idf.py gmf-gen-config -l # 设置日志级别为 DEBUG 以获取详细输出 idf.py gmf-gen-config --log-level DEBUG ``` ### 方法 2: 独立脚本您也可以在 gmf_board_manager 目录中直接使用独立脚本。 **以下描述了 `gen_config_codes.py` 支持的所有参数，这些参数也适用于 `idf.py gmf-gen-config`：** **基本使用:** ```bash # 使用 sdkconfig 和默认板级 python gen_config_codes.py # 直接指定板级 python gen_config_codes.py -b echoear_core_board_v1_0 # 添加客户板级目录 python gen_config_codes.py -c /path/to/custom/boards # 板级和自定义路径 python gen_config_codes.py -b my_board -c /path/to/custom/boards # 列出可用板级 python gen_config_codes.py -l # 禁用自动 sdkconfig 更新 python gen_config_codes.py --disable-sdkconfig-auto-update # 设置日志级别为 DEBUG 以获取详细输出 python gen_config_codes.py --log-level DEBUG ``` **部分生成:** ```bash # 仅处理外设 python gen_config_codes.py --peripherals-only # 仅处理设备 python gen_config_codes.py --devices-only # 检查 sdkconfig 功能而不启用 python gen_config_codes.py --sdkconfig-only ``` #### 生成的文件 **配置文件:** - `gen_codes/Kconfig.in` - 板级选择的统一 Kconfig 菜单 - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_periph_config.c` - 外设配置 - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_periph_handles.c` - 外设句柄 - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_device_config.c` - 设备配置 - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_device_handles.c` - 设备句柄 - `components/gen_bmgr_codes/gen_board_info.c` - 板级元数据 - `components/gen_bmgr_codes/CMakeLists.txt` - 构建系统配置 - `components/gen_bmgr_codes/idf_component.yml` - 组件依赖关系 **注意:** 生成的文件按以下方式组织： - Kconfig 文件放在 `gen_codes/` 目录中 - 板级配置文件放在工程目录的 `components/gen_bmgr_codes/` 中以与 ESP-IDF 构建系统集成 - 如果这些目录不存在，生成脚本会自动创建，不应手动修改 ## 路线图 GMF Board Manager 的未来开发计划： - **构建工作流程**: 提高效率并简化构建工作流程 - **版本管理**: 支持设备和外设的不同版本代码和解析器 - **插件架构**: 用于自定义设备和外设支持的可扩展插件系统 - **增强验证**: 全面的 YAML 格式检查、模式验证、输入验证和增强的规则验证，具有改进的错误报告 - **增强初始化流程**: 支持跳过特定组件或在不同核心上调用初始化 - **明确定义规则**: 建立明确的规则以促进客户添加外设和设备 - **扩展组件支持**: 添加更多外设、设备和板级 ## 故障排除 ### 找不到 `gmf_board_manager` 路径 1. 检查项目主 `idf_component.yml` 中的 `gmf_board_manager` 依赖项 2. 添加 `gmf_board_manager` 依赖项后，运行 `idf.py menuconfig` 或 `idf.py build`。这些命令会将 `gmf_board_manager` 下载到 `YOUR_PROJECT_ROOT_PATH/managed_components/` ### `idf.py gmf-gen-config` 命令未找到如果 `idf.py gmf-gen-config` 无法识别： 1. 检查 `IDF_EXTRA_ACTIONS_PATH` 是否正确设置 2. 重新启动您的终端会话 ### `undefined reference for g_board_devices and g_board_peripherals` 1. 确保您的项目中没有 `idf_build_set_property(MINIMAL_BUILD ON)`，因为 MINIMAL_BUILD 仅通过包含所有其他组件所需的"通用"组件来执行最小构建。 2. 确保您的项目有 `components/gen_bmgr_codes` 文件夹，其中包含生成的文件。这些文件是通过运行 `idf.py gmf-gen-config -b YOUR_BOARD` 生成的。 ### **切换开发板** 强烈建议使用 `idf.py gmf-gen-config -b`。使用 `idf.py menuconfig` 选择板级可能会导致依赖错误。 ## 许可证本项目采用修改版 MIT 许可证 - 详情请参阅 [LICENSE](./LICENSE) 文件。

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