Zephyr RTOS¶

IPRO SDK 同時是一個 Zephyr v4.4.0 模組：SDK 的 HAL 與 SoC 驅動透過 Zephyr 的裝置驅動 API 提供，可以改用 Zephyr 而非 FreeRTOS 開發應用。本頁是 Zephyr 端的參考：支援板卡、工作區、west 建置與燒錄、範例與限制。FreeRTOS 應用與其建置方式不受影響。

重點

板卡：ipro7_evb（IPRO7 EVB）與 ipro7ai_evk（IPRO7AI EVK）。V2.2.1 沒有 IPRO7AI Reef EVK 的 Zephyr 板卡定義；在 Reef 上請使用 FreeRTOS 應用。
可用：常用周邊驅動、BLE（Zephyr host 搭配預編譯的 IPRO BLE 控制器）、IEEE 802.15.4 與 OpenThread、MCUboot 搭配 MCUmgr 經 BLE 更新。
不可用：低功耗模式，以及相機、音訊編解碼器、USB、SD host、乙太網路與 NPU 的 Zephyr 驅動。
主控台：UART0，2,000,000 baud。主機需要：含 venv 的 Python 3、git、可連上 GitHub 的網路、CMake 3.20 以上。
第一次建置：先看工作區，再看建置、燒錄與主控台。

概覽¶

檔案／目錄	作用
`west.yml`	SDK 本身是 west manifest repository：固定 Zephyr v4.4.0，只匯入允許清單中的模組
`zephyr/module.yml`	把 SDK 註冊為 Zephyr 模組，帶入板卡、SoC、devicetree binding 與 `west flash` runner
`zephyr/boards/`、`soc/`、`dts/`	板卡定義、SoC 定義、devicetree binding
`zephyr/drivers/`、`hal_glue/`、`include/`	Zephyr 驅動，以及與 SDK HAL 的介接
`zephyr/patches.yml`、`patches/`	SDK 對 Zephyr 的兩個修補，建立工作區時套用
`zephyr/samples/`、`zephyr/tests/`	SDK 範例與測試
`tools/zephyr/`	建立工作區、建置、燒錄與開啟主控台的腳本

Zephyr 驅動呼叫 SDK 的 HAL，HAL 直接從 bsp/ 編譯。BLE 使用 Zephyr 的 host 搭配 IPRO BLE 控制器函式庫；IEEE 802.15.4 使用 Zephyr 的驅動介面與 OpenThread。

支援板卡¶

Zephyr 板卡	硬體	Flash（devicetree）	PSRAM	`west flash` 預設
`ipro7_evb`	IPRO7 EVB	2 MB	無	`--pt=partition_cfg_2M.toml`，經 IPRO7 CMSIS-DAP 探針進入下載模式
`ipro7ai_evk`	IPRO7AI EVK	1 MB	8 MB	`--pt=partition_cfg_1M_boot2.toml`、`--boot=shell`

兩塊板子的主控台都在 UART0，2,000,000 baud。
分割表名稱指的是 IntelProCube 的 chips/ipro7/partition/ 下的檔案。
SDK 附有 ipro6s_evb 的板卡檔案，但本版 Zephyr 不支援 IPRO6S。

IPRO7AI Reef EVK

V2.2.1 沒有 Reef 的 Zephyr 板卡，Reef 的相機、音訊、LED 與 microSD 插槽也沒有 devicetree 描述。本版未驗證在 Reef 上執行 Zephyr 映像。需要在 Reef 上使用 Zephyr 時請洽 INTELPRO。

工作區¶

tools/zephyr/bootstrap.sh 在 SDK 根目錄建立 zephyr-workspace/。第一次執行會從 GitHub 下載 Zephyr 與模組。

tools/zephyr/bootstrap.sh              # 建立 zephyr-workspace/
source zephyr-workspace/env.sh         # 設定 ZEPHYR_BASE、CROSS_COMPILE，並把 west 加入 PATH

腳本依序：

建立 zephyr-workspace/.venv 並安裝 west。
以 SDK 的 west.yml 初始化 west，執行 west update（預設淺層下載）。
套用 zephyr/patches.yml 中的修補。
安裝 Zephyr 與 MCUboot 需要的 Python 套件。
寫出 env.sh：ZEPHYR_TOOLCHAIN_VARIANT=cross-compile、CROSS_COMPILE、ZEPHYR_BASE、PATH。

選項／變數	說明
`-w DIR`	改用其他工作區目錄
`--full`	下載 Zephyr 與模組的完整歷史
`IPRO_TOOLCHAIN`	工具鏈目錄，預設 `/opt/toolchain/riscv_ipro7`

west.yml 只匯入 mbedtls、tf-psa-crypto、openthread、picolibc、segger、mcuboot、liblc3 與 zcbor。

再次執行 bootstrap

更新前，bootstrap 會把修補涉及的 Zephyr 檔案還原成固定版本，對這些檔案的本機修改會遺失。

Zephyr 需要 CMake 3.20 以上。tools/cmake/ 內附的是 Linux x86-64 用的 CMake 3.15，只供 FreeRTOS 建置使用。

建置、燒錄與主控台¶

先 source env.sh，再在 zephyr-workspace/ 執行：

west build -b ipro7_evb zephyr/samples/hello_world                       # Zephyr 本身的範例
west build -b ipro7_evb ../zephyr/samples/periph_smoke -d build/smoke     # SDK 的範例
west flash -d build/smoke
../tools/zephyr/monitor.sh --port /dev/cu.usbserial-XXXX                  # 主控台，2,000,000 baud

在 SDK 根目錄，tools/zephyr/build.sh [-b ipro7_evb|ipro7ai_evk] [-d DIR] [-p] APP [-- cmake 參數] 包裝了 west build，SDK 範例可直接寫名稱（tools/zephyr/build.sh -b ipro7ai_evk periph_smoke）。

west flash 使用 SDK 的 ipro runner（zephyr/scripts/runners/ipro.py）：讓板子進入下載模式，以 IntelProCube 命令列工具寫入 zephyr.bin，再重置板子。

Runner 選項	說明
`--boot probe`／`shell`／`manual`	進入下載模式的方式：IPRO7 CMSIS-DAP 探針（預設）、執行中映像的 `reboot_dl`，或手動
`--port`、`--probe-port`	燒錄 UART 與探針橋接埠；預設 `$IPRO_SERIAL_PORT`、`$IPRO_PROBE_PORT`
`--tool`	IntelProCube CLI 執行檔；預設 `$IPRO_FLASH_TOOL`，或 `PATH` 上的工具
`--pt`	分割表：`.toml` 路徑，或工具 `chips/<chip>/partition/` 下的表名
`--baudrate`、`--console-baud`	燒錄速率，以及 `--boot shell` 使用的主控台速率；預設都是 2000000
`--no-reset`、`--attempts`、`--tool-arg`	燒錄後停在下載模式；重試次數（3）；傳給工具的額外參數

Runner 選項寫在 -- 之後，例如 west flash -- --boot shell --port /dev/cu.usbserial-XXXX。

west flash 不傳 --chip-variant；IntelProCube 使用存在 chips/ipro7/eflash_loader/eflash_loader_cfg.ini 的 flash 腳位設定。
含 MCUboot 的 sysbuild 映像，west flash 會先以 tools/zephyr/merge_mcuboot.py 把 MCUboot 與簽章後的應用合併成一個映像。
tools/zephyr/flash.sh 以 115200 baud 送出 reboot_dl，執行中的 Zephyr 映像（2,000,000 baud）收不到；請先手動進入下載模式，或改用 west flash。

功能範圍¶

項目	Zephyr 下
驅動	GPIO、UART（含 async）、SPI、I2C、PWM、ADC、DAC、counter／RTC、watchdog、flash、DMA、entropy、hwinfo、I2S／PDM
顯示	IPRO7AI EVK 的 LCD，使用 Zephyr 本身的 ST7789V 驅動
Bluetooth LE	Zephyr host 搭配 `components/wireless/bluetooth/ipro_ble_controller/lib/` 的 IPRO BLE 控制器函式庫
IEEE 802.15.4／Thread	Zephyr 的 IEEE 802.15.4 驅動與 OpenThread，見 Thread 與 Matter
開機與更新	經 sysbuild 的 MCUboot；以 MCUmgr SMP 經 BLE 上傳映像，見 OTA 更新

Zephyr 下以下列設定選擇 BLE 控制器函式庫，並以 devicetree overlay 啟用 bt_hci 節點（zephyr/samples/bt_peripheral_hr/ipro7.overlay）：

zephyr/samples/bt_peripheral_hr/ipro7.conf（節錄）

CONFIG_IPRO7_EM_SIZE_KB=16
CONFIG_BT_IPRO_CTLR_LIB="link1_periph"
CONFIG_BT_IPRO_CTLR_FEATURE="bt52"
CONFIG_BT_MAX_CONN=1
CONFIG_ENTROPY_GENERATOR=y

ISO 與 LE Audio 改用 zephyr/samples/bt_le_audio/iso.conf（link1、bt54_iso2、CONFIG_IPRO7_EM_SIZE_KB=32）。函式庫組合見 BLE 開發。

範例¶

範例（`zephyr/samples/`）	板卡	內容
`periph_smoke`	`ipro7_evb`	逐一測試驅動：GPIO、UART、SPI、I2C、PWM、flash、DMA、counter、watchdog、TRNG
`mcuboot_app`	`ipro7_evb`、`ipro7ai_evk`	驗證 boot2 → MCUboot → 映像的開機鏈
`ble_ota`	`ipro7_evb`、`ipro7ai_evk`	MCUboot＋MCUmgr SMP，經 BLE 更新
`bap_broadcast_source`	`ipro7_evb`、`ipro7ai_evk`	LE Audio 廣播來源（LC3）
`bap_broadcast_sink`	`ipro7ai_evk`	LE Audio 廣播接收，從 EVK 喇叭播放
`le_audio_headset`	`ipro7ai_evk`	LE Audio unicast 耳機（CAP acceptor）
`evk_demo`	`ipro7ai_evk`	EVK 的 LCD、麥克風、喇叭與相機預覽的 `evk` shell 指令
`ieee802154_shell`	`ipro7_evb`	IEEE 802.15.4 shell；另附 OpenThread 用的 `ot.conf` 與 `csl.conf`
`bt_peripheral_hr`、`bt_le_audio`	–	給 Zephyr 本身範例使用的設定片段

Zephyr 本身的範例搭配 SDK 的設定片段（在 zephyr-workspace/ 執行）：

west build -b ipro7_evb zephyr/samples/bluetooth/peripheral_hr -- \
    -DEXTRA_CONF_FILE=$PWD/../zephyr/samples/bt_peripheral_hr/ipro7.conf \
    -DEXTRA_DTC_OVERLAY_FILE=$PWD/../zephyr/samples/bt_peripheral_hr/ipro7.overlay
west build -b ipro7_evb zephyr/samples/net/openthread/shell -- \
    -DEXTRA_CONF_FILE=$PWD/../zephyr/samples/ieee802154_shell/ot.conf \
    -DEXTRA_DTC_OVERLAY_FILE=$PWD/../zephyr/samples/ieee802154_shell/app.overlay

zephyr/tests/ 有 15 組驅動測試（zephyr/tests/drivers/）與 3 組 SoC 測試（camclk、psram、reboot），都是標準的 ztest。

預編譯元件¶

Zephyr 建置時，除下列元件外，包括 HAL 在內的 SDK 程式碼都從原始碼編譯：

元件	位置
IPRO BLE 控制器	`components/wireless/bluetooth/ipro_ble_controller/lib/`
RF 驅動	`components/wireless/rf/ipro7_rf/lib/zephyr/`（`libipro_rf_core.a`、`libipro_rf_core_short_enums.a`）
IEEE 802.15.4 MAC	`components/wireless/ieee802154/lib/zephyr/`（`libipro_ieee802154_core.a`、`libipro_ieee802154_core_short_enums.a`）

連結 BLE 控制器時，整個映像以 -fshort-enums 編譯，建置會自動選用對應的 RF 與 802.15.4 函式庫版本。

本版限制¶

沒有 IPRO7AI Reef EVK 的 Zephyr 板卡；Zephyr 不支援 IPRO6S。
低功耗模式：Zephyr 的 pm_state 不會進入 PDS 或 HBN，BLE 控制器也不會睡眠。需要低功耗請用 FreeRTOS，見低功耗。
沒有相機、音訊編解碼器、USB、SD host、乙太網路與 NPU 的 Zephyr 驅動；唯一的顯示是 IPRO7AI EVK 的 LCD。
Zephyr 下 IPRO7 沒有 Wi-Fi：zephyr/drivers/wifi 是 IPRO6S 晶片本身的驅動。
需要上述功能的產品請使用 FreeRTOS 應用。

Thread 與 Matter：OpenThread 設定與第一次測試。
OTA 更新：MCUboot 與 MCUmgr。
BLE 開發：控制器函式庫與 BLE API。
工具命令列：tools/zephyr/ 腳本。