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# GD32F4xx 工程模板 — AGENTS.md
## 项目约定
- **用途**:兆易创新 GD32F4xx 系列 MCU(Cortex-M4)的 CMake + VSCode 工程模板,
组织方式与编译方法沿用 `E:\Hulk-Coding\gd32e23x_template_cmake_vscode`(其源头为
celalkismiroglu/gd32e23x-demo-suites-cmake)。
- **默认目标**:GD32F405RET6(设备宏 `GD32F405`,硬件 FPU fpv4-sp-d16 / hard ABI;
512K Flash / 128K RAM + 64K TCMRAM,链接脚本 xE)。
- **板级实际配置(demo 板实测)**:无外部晶振 → 时钟源 **IRC16M PLL 168MHz**
(`system_gd32f4xx.c` 启用 `__SYSTEM_CLOCK_168M_PLL_IRC16M`;HXTAL 方案在无晶振
时会死循环等待);LED = **PA15**;调试串口 = **USART1(PA2 TX / PA3 RX,AF7,
纯串口非 RS485;GD 外设编号比 STM32 小 1,PA2/PA3=USART1@0x40004400)**,
printf 经 `syscalls.c` 的 `_write`→`__io_putchar` 重定向到
USART1(`DEBUG_UART` 宏),`DEBUG_MODE` 打开后输出(模板现阶段默认开启,
发布前改回 `CFG_DISABLE`)。
- **语言/工具链**:C(gnu11)+ ARM GCC 交叉工具链(本机已验证 xpack 15.2.1;
E23x 侧曾验证 11.3.1 / 12.3.1)、CMake ≥ 3.20 + Ninja、VSCode + CMake Tools +
cortex-debug。工具链路径经环境变量 `GD32_GCC_BIN` 提供,不入仓库。
- **目录约定**:
- `Build/` —— CMake 构建树与产物(`Build/<Debug|Release>`),gitignore,
可随时整目录删除。
- `SDK/` —— CMSIS(core_cm4 + GD32F4xx 设备头 + GCC 启动文件)、标准外设库
V3.3.3(取自 GD32F4xx_Demo_Suites_V3.3.3)、SEGGER_RTT。SDK 代码不做业务修改。
- `LD/` —— 链接脚本(xE 512K / xG 1024K / xK 2048K 三种容量,默认 xE)。
- `Inc/`+`Src/` —— 应用层;板级引脚与功能开关集中在 `Inc/board_config.h`。
- `OpenOCD/` —— 工程内 OpenOCD 会话配置(CMSIS-DAP + stm32f4x target 驱动 GD32F4)。
- `doc/` —— 芯片文档(数据手册/用户手册/固件库指南/AN,已齐备)。
- `GD32F4xx_Demo_Suites_V3.3.3/` —— 官方原始素材包,仅本地参考,已 gitignore。
- **编译方法**(与 E23x 一致):
```bash
cmake --preset Debug && cmake --build Build/Debug
cmake --preset Release && cmake --build Build/Release
```
产物(elf/hex/bin/map/list 及版本化命名文件)全部生成在 `Build/<配置>/` 下。
- **构建特性**:`project_config.cmake` 管版本号/变体;`version.h` 自动生成;
POST_BUILD 产出 `[工程名_版本_变体_日期]` 系列文件;外设库为 OBJECT 库 +
`--gc-sections` 裁剪,未引用模块不进最终镜像。
- **换型号**:改 `GD32F405` 宏(project.cmake 与外设库 CMakeLists)、启动文件
(407_427 / 405_425 / 450_470)、链接脚本(xE/xG/xK),详见 README“更换目标型号”。
## 开发进度
### 已完成
- 模板骨架:目录结构、CMakeLists、CMakePresets(构建树位于工程根 `Build/`)、
工具链文件(cortex-m4 + 硬件 FPU + GCC15 兼容 `--no-warn-rwx-segments`)。
- **目标型号切换为 GD32F405RET6**:设备宏 `GD32F405`、启动文件 `startup_gd32f405_425.S`、
链接脚本 `gd32f405_407_xE_flash.ld`(512K)、J-Link device `GD32F405RE`、
OpenOCD cfg 更名 `gd32f405_gdlink_cmsis_dap.cfg`;切换后全新编译 Debug/Release 通过。
- **Flash 容量改为 CMake 编译期切换**:`GD32_FLASH_CAPACITY`(cache 变量,默认 xE)
决定链接脚本(xE/xG/xK)并注入 `GD32_FLASH_SIZE_KB` 宏;已验证 xG 切换生效。
- **删除 E230 式运行时串口分发结构**:去掉 `usart_config_t`/`g_usart_config`/
`mcu_detect_and_config()`/`Src/board_config.c`,串口静态绑定 USART0(宏直连),
中断直接调用处理函数;LED 改 demo 板实测引脚 **PA15**(复位默认 JTDI,
配 GPIO 输出即接管,不影响 SWD)。
- SDK 就位:CMSIS(core_cm4.h 系)、GD32F4xx 标准外设库 29 模块、SEGGER_RTT、
GCC 启动文件(F405/425)、三种容量链接脚本。
- 应用层移植(自 E23x 模板):main / systick(M4 延时校准系数)/ led(心跳,
demo 板 PA15)/ uart(USART0 PA9/PA10 AF7、RS485 改 GPIO 控 DE)/
uart_ring_buffer / gd32f4xx_it(含 M4 特有 fault)/ syscalls(printf 重定向
USART0)/ system_gd32f4xx(168MHz_HXTAL,SystemInit 含 FPU 使能)。
- `GD32F4xx.svd` 已下载就位(社区镜像,与官方同源,覆盖全 F4 家族)。
- OpenOCD 工程内会话配置(借鉴 metax-sensors/gd32-cmake-example:CMSIS-DAP +
stm32f4x.cfg 驱动 GD32F4 flash)+ .vscode 全套(tasks/launch/settings/jlink 脚本)。
- 编译验证:Debug 与 Release 均通过(GCC 15.2.1),ELF 检查正确(vectors @
0x08000000、hard-float、.data 加载地址正确)。Release text≈7.6KB。
- **上板验证通过(GD-LINK/CMSIS-DAP + OpenOCD stm32f4x)**:芯片识别
`device id 0x16080413`(F405xE/512K);固件烧录+verify OK;LED 心跳周期 2 秒整
(SysTick 1ms 精确,168MHz PLL 生效,SCSS=PLLP 硬件确认);USART1 寄存器实测
CTL0=0x202C(使能+收发+RBNE 中断)、BAUD=365(42MHz APB1/115200 精确)、
TC=1(printf 数据完整发出)。
调试经验:GD32F4xx RCU 寄存器偏移为 CTL0=0x00、**PLL=0x04、CFG0=0x08**;
外设编号比 STM32 小 1(GD USART0=STM32 USART1@0x40011000、GD USART1=STM32
USART2@0x40004400、GD USART2=STM32 USART3@0x40004800),在线排查时勿混淆——
曾因按 STM32 习惯把 PA2/PA3 当 USART2 配置导致串口无输出,后更正为 USART1。
### 计划 / TODO(已提出尚未实现)
- [ ] **i2c 驱动移植**:从 E23x 工程 `Src/i2c.c`(50KB)/`Inc/i2c.h` 移植到 F4
(API 同名:i2c_clock_config/i2c_mode_addr_config 等已确认存在;引脚已定义
PB6/PB7 AF4;需将 include 的 gd32e23x* 改为 gd32f4xx*,并按 F4 时序实测
20kHz 总线速度与超时参数)。完成后在 CMakeLists 的 TARGET_SRC 启用 `Src/i2c.c`。
- [ ] **串口命令协议移植**:从 E23x 工程 `Src/command.c`/`Inc/command.h` 移植
(include 改 gd32f4xx_usart.h、core_cm23.h→core_cm4.h),启用后 main.c 中
打开 `command_process()` 调用。
- [ ] **上板验证(剩余项)**:串口助手(PA2/PA3,115200-8-N-1)实测 printf 输出与
收发;`stm32f4x mass_erase 0` 整片擦除命令实测;RTT 通道实测。
(已通过:烧录/verify、LED 心跳 2s、168MHz PLL、USART2 初始化与 printf 发送。)
- [ ] **delay_10us 校准**:M4@168MHz 系数为估算值(/300000),需逻辑分析仪实测修正。
- [x] **doc/ 已齐备**:GD32F405 数据手册 Rev2.8、GD32F4xx 用户手册 Rev3.3、
固件库使用指南 Rev1.2(中英)、AN059/AN200(用户补充+官方库包 Docs 拷贝)。
- **SDK 版本核对(2026-10)**:官网最新 GD32F4xx_Firmware_Library_V3.3.3(2026-02-05)
与工程 SDK(取自 Demo_Suites_V3.3.3)经逐文件 SHA1 对比**完全一致**,无需更新。
- **GD32F4xx_usb_library 已搬入 SDK**(源自官方包,temp 删除后不依赖):含
driver/device/host/ustd 全量源码 + conf/ 模板配置(cdc_acm 例程基准)。
默认 `GD32_ENABLE_USB=OFF` 不参与构建;开启方式与限制见 SDK/GD32F4xx_usb_library/
CMakeLists.txt 头部注释(默认编译范围 = driver + device core + CDC 虚拟串口,
GCC 15 已验证;其余 class/host 依赖例程级 conf 宏,按注释从 Examples 取)。
## 备注
- 本机凭据/发布约定见用户级 `C:\Users\Lenovo\.zcode\AGENTS.md`。
- E23x 工程位置:`E:\Hulk-Coding\gd32e23x_template_cmake_vscode`(模板对标工程)。