Contiki入門學習 二：Contiki源代碼結構 三：快速開發第一個Contiki應用程式 四：使用Contiki Studio

來源：http://blog.csdn.net/ferlansue/article/details/7256964

Contiki是一個開源的、高度可移植的多任務作業系統，适用于聯網嵌入式系統和無線傳感器網絡，由瑞典計算機科學學院（Swedish Institute of Computer Science）的Adam Dunkels和他的團隊開發，已經應用在許多項目中。

        Contiki支援IPv4/IPv6通信，提供了uIPv6協定棧、IPv4協定棧（uIP），支援TCP/UDP，還提供了線程、定時器、檔案 系統等功能。Contiki是采用 C 語言開發的非常小型的嵌入式作業系統，針對小記憶體微控制器設計，典型的Contiki配置隻需要2KB的RAM和40KB的ROM。

        Contiki具有以下特點：

        低功率無線電通信

        Contiki同時提供完整的IP網絡和低功率無線電通信機制。對于無線傳感器網絡内部通信，Contiki使用低功率無線電網絡棧Rime。Rime實作了許多傳感器網絡協定，從可靠資料采集、最大努力網絡洪泛到多跳批量資料傳輸、資料傳播。

        網絡互動

        可以通過多種方式完成與使用Contiki的傳感器網絡的互動，如Web浏覽器，基于文本的指令行接口，或者存儲和顯示傳感器資料的專用軟體等。基 于文本的指令行接口是受到Unix指令行Shell的啟發，并且為傳感器網絡的互動與感覺提供了一些特殊的指令。

        能量效率

        為了延長傳感器網絡的生命周期，控制和減少傳感器節點的功耗很重要。Contiki提供了一種基于軟體的能量分析機制，記錄每個傳感器節點的能量消耗。

        由于基于軟體，這種機制不需要額外的硬體就能完成網絡級别的能量分析。Contiki的能量分析機制既可用于評價傳感器網絡協定，也可用于估算傳感器網絡的生命周期。

        節點存儲：Coffee File System

        Contiki提供的Coffee File System（CFS）是基于Flash的檔案系統，可以在節點上存儲資料。

        程式設計模型

        Contiki是采用C語言開發，包含一個事件驅動核心。應用程式可以在運作時被動态加載和解除安裝。在事件驅動核心之上，Contiki提供一種名為 protothread的輕量級線程模型來實作線性的、類線程的程式設計風格。Contiki中的程序正是使用這種protothread。此 外，Contiki還支援程序中的多線程、程序間的消息通信。Contiki提供三種記憶體管理方式：正常的malloc、記憶體塊配置設定和托管記憶體配置設定器。

Contiki是一個高度可移植的作業系統，它的設計就是為了獲得良好的可移植性，是以源代碼的組織很有特點。本文為大家簡單介紹Contiki的源代碼組織結構以及各部分代碼的作用。

        Contiki源檔案目錄可以在Contiki Studio安裝目錄中的workspace目錄下找到。打開Contiki源檔案目錄，可以看到主要有apps、core、cpu、doc、 examples、platform、tools等目錄。下面将分别對各個目錄進行介紹。

        core

        core目錄下是Contiki的核心源代碼，包括網絡（net）、檔案系統（cfs）、外部裝置（dev）、連結庫（lib）等等，并且包含了時鐘、I/O、ELF裝載器、網絡驅動等的抽象。

        cpu

        cpu目錄下是Contiki目前支援的微處理器，例如arm、avr、msp430等等。如果需要支援新的微處理器，可以在這裡添加相應的源代碼。

        platform

        platform目錄下是Contiki支援的硬體平台，例如mx231cc、micaz、sky、win32等等。Contiki的平台移植主要在這個目錄下完成。這一部分的代碼與相應的硬體平台相關。

        apps

        apps目錄下是一些應用程式，例如ftp、shell、webserver等等，在項目程式開發過程中可以直接使用。使用這些應用程式的方式為， 在項目的Makefile中，定義APPS = [應用程式名稱]。在以後的示例中會具體看到如何使用apps。

        examples

        examples目錄下是針對不同平台的示例程式。Smeshlink的示例程式也在其中。

        doc

        doc目錄是Contiki幫助文檔目錄，對Contiki應用程式開發很有參考價值。使用前需要先用Doxygen進行編譯。

        tools

        tools目錄下是開發過程中常用的一些工具，例如CFS相關的makefsdata、網絡相關的tunslip、模拟器cooja和mspsim等等。

        為了獲得良好的可移植性，除了cpu和platform中的源代碼與硬體平台相關以外，其他目錄中的源代碼都盡可能與硬體無關。編譯時，根據指定的平台來連結對應的代碼。

 本文将介紹如何使用Contiki的程序模型友善快速地開發第一個應用程式。正如所有的程式設計學習一樣，本文中的應用程式被命名為：Helloworld!

        1、建立項目檔案夾

        Contiki中每一個應用程式都需要一個單獨的檔案夾，我們為Helloworld!建立一個名為helloworld的檔案夾，并在其中建立 hello-world.c和Makefile檔案。為了友善，建議将檔案夾放在Contiki的examples目錄下。

        2、編寫Helloworld!源代碼

        在hello-world.c檔案中輸入或粘貼如下代碼：

#include "contiki.h"

#include <stdio.h>

/* 聲明一個名為hello_world_process程序 */

PROCESS(hello_world_process, "Hello world process");

/* 這個程序需要自動啟動，即當節點啟動時啟動本程序 */

AUTOSTART_PROCESSES(&hello_world_process);

/* hello_world_process程序的主體部分 */

PROCESS_THREAD(hello_world_process, ev, data)

{

    /* 所有的程序開始執行前都必須要有這條語句 */

    PROCESS_BEGIN();

    printf("Hello world :)\n");

    /* 所有的程序結束時都必須要有這條語句 */

    PROCESS_END();

}

複制代碼

       是不是很簡單，聲明一個程序并聲明為自動啟動，定義程序主體，完成。

        3、編寫Makefile

        在Makefile檔案中輸入或粘貼如下代碼：

/* 項目名稱（主檔案名稱） */

CONTIKI_PROJECT = hello-world

all: $(CONTIKI_PROJECT)

/* Contiki源檔案根目錄，根據您的實際情況修改 */

CONTIKI = ../..

/* 包含Contiki的Makefile，以實作整個Contiki系統的編譯 */

include $(CONTIKI)/Makefile.include

        4、編譯項目

        在控制台/Shell中進入helloworld項目目錄，運作如下指令：

make

       這時編譯的目标平台是預設的native平台。如果需要指定目标平台，可以使用TARGET參數，如：

make TARGET=native

       編譯成功後，項目目錄下就會生成hello-world.[目标平台]的目标檔案，如hello-world.native。如果您使用的是Linux作業系統，可以運作如下指令檢視Contiki程式運作結果：

./hello-world.native

       運作結果如下所示：（由于Contiki還在運作，需要按Ctrl+C退出程式）

Starting Contiki

Hello world :)

       至此，我們完成了第一個Contiki應用程式的開發，希望對大家快速上手Contiki有所幫助。

        總結一下，Contiki程式開發是以程序的方式實作。建立一個Contiki程序包含兩個步驟，聲明和定義，由兩個宏分别完成。 PROCESS(process_name, "process description")宏用于聲明一個程序；PROCESS_THREAD(process_name, event, data)宏用于定義程序執行主體。

        如果程序需要在系統啟動時被自動執行，則可以使用AUTOSTART_PROCESSES(&process_name)宏。該宏可以指定 多個程序，如AUTOSTART_PROCESSES(&process_1, &process_2)，表示process_1和process_2都會在系統啟動時被啟動。

        程序執行主體代碼中，必須以PROCESS_BEGIN()宏開始，以PROCESS_END()宏結束。這是由于Contiki特殊的程序模型導 緻的。此外，在程序中不能使用switch語句，慎重使用局部變量，同樣也是因為Contiki程序模型的原因。在以後的文章中會詳細地說明。

        Contiki Studio運作後如下圖所示。

        預設布局下，左側是工作區檔案樹，顯示工程下所有的檔案；右側上部是代碼開發區，編輯程式源代碼；右側下部是其他視窗，包括警告錯誤視窗、編譯輸出視窗等等。接下來看看如何使用Contiki Studio編譯Contiki應用程式。

        點選“Add…”，打開“Create Make Target”視窗，按下圖配置後，點選“OK”。其中TARGET的值可以按照您需要編譯的目标平台來修改。

        添加之後的“Make Targets”視窗如下圖所示。選中剛剛添加的Target，點選“Build”，開始編譯。

        可以看到Console視窗不斷輸出編譯過程資訊，編譯需要一點時間，請耐心等候。

        編譯完成之後，可以看到項目目錄下生成了hello-world.mx231cc檔案（擴充名與您設定的目标平台相同）。

本文轉自夏雪冬日部落格園部落格，原文連結：http://www.cnblogs.com/heyonggang/archive/2013/03/28/2986584.html，如需轉載請自行聯系原作者