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開發應用程式

寫程式時最常用的幾個檢視：修改設定（Kconfig）、設定腳位、設定 GATT 服務、處理建置錯誤，以及看記憶體用到哪裡。

修改設定（Kconfig）

每個應用程式的功能與參數都記在它的 .config。「設定」檢視以表單修改它，不必開終端機。

  1. 開啟設定。 在應用程式上按右鍵，選 設定（Kconfig）…（或首頁的「設定（Kconfig）」）。

    應該看到：「設定：<應用程式>」分頁，左邊依 Kconfig 選單列出所有項目，右邊是選中項目的說明。

  2. 修改項目。 在搜尋框輸入要改的項目，例如 LOG_BUFFER_SIZE，把值改成 512。

    應該看到：該列左側出現綠色標記，分頁標題出現未儲存的圓點，右上角按鈕變成「儲存 1」。右邊面板顯示這個項目的型別、範圍、相依條件、.config 中原本的值與 Kconfig 的預設值。

  3. 儲存。 按 儲存（macOS Cmd+S，Windows Ctrl+S）。

    應該看到：通知「已將 1 項設定寫入 … 的 .config（舊檔保留為 .config.old）。下次建置會重新設定 CMake。」

ipro_unit_test 的「設定」分頁：上方有搜尋框與「只顯示已變更」「顯示隱藏項目」兩個勾選框，左邊依 Kconfig 選單列出項目與對應的 CONFIG_ 名稱，右邊是說明面板，右上角是 Menuconfig、還原與儲存按鈕

重要

SDK 建置直接讀取 .config，不會套用 Kconfig 的 select 與預設值。「設定」只寫入你改的那幾行；如果 menuconfig 會連帶改變其他項目，畫面上會列出來，由你決定要不要 一併套用。

其他用法：

  • 勾選 只顯示已變更，只看還沒儲存的修改；按 還原 放棄全部修改。
  • 勾選 顯示隱藏項目，可以看到相依條件不成立、menuconfig 會隱藏但建置仍會讀取的項目。
  • 習慣文字介面時，右鍵選 Menuconfig，在終端機裡編輯同一份設定；選 開啟 .config 則直接編輯檔案。

設定腳位

「腳位設定」以封裝圖與表格指定每支 GPIO 的功能，檢查衝突與開發板上的接線，並產生初始化程式碼 app_pins.h、app_pins.c。

  1. 開啟腳位設定。 在應用程式上按右鍵，選 腳位設定…（或首頁的「腳位設定」）。

    應該看到：左邊是 QFN56 封裝圖，右邊是 GPIO 表格。「開發板」自動選成 IPRO7AI Reef V4，「板上用途」欄列出每支腳在板子上接了什麼，接到 40-pin 排針的腳後面附排針腳號。

  2. 指定一支腳。 點 GPIO24 那一列，在「訊號」選 GPIO_OUT（同開發板），「標籤」輸入 RGB_LED。

    應該看到：封裝圖上 24 號腳變成藍色；右邊面板列出這支腳的可選功能、I/O 電壓與板上接線；下方「產生的程式碼」的 app_pins.c 多了 GPIO24 那一行，並顯示「沒有問題。」

  3. 試一個衝突。 試著把 GPIO24 的訊號改成 UART1_TXD。

    應該看到：24 號腳變成琥珀色，「問題」列出警告，說明這支腳在 Reef V4 上接的是 RGB LED，並列出這個訊號「可改放到」哪些空著的腳；按 移到 GPIO… 就會把設定搬過去。確認後把 GPIO24 改回 GPIO_OUT（同開發板）。

  4. 找能接某個訊號的腳。 在搜尋框輸入 SDH_0。

    應該看到：表格只剩能接 SDH_0 的腳，封裝圖上這幾支腳被框起來。清掉搜尋字，表格恢復完整。

  5. 儲存並產生程式碼。 按 儲存並產生（Cmd+S／Ctrl+S）。

    應該看到：通知「已儲存 pins.yaml，並產生 app_pins.h 與 app_pins.c。」應用程式資料夾多了 pins.yaml、app_pins.h、app_pins.c，CMakeLists.txt 多了一行 app_pins.c。

  6. 在程式中呼叫。 在 main.c 加上 #include "app_pins.h"，並在 ipro_platform_init(); 的下一行呼叫一次 app_pins_init();，然後按 建置、燒錄並監看。

    應該看到：應用程式照常執行。之後只要 pins.yaml 有變動，建置時 IPRO Build 會先顯示 pins: wrote app_pins.c from pins.yaml，再開始編譯。

pins_demo 的腳位設定：左邊是 IPRO7 QFN56 封裝圖，已設定的腳以藍色標示，下面是 GPIO24 的資訊面板（QFN56 腳號、I/O 電壓、板上用途與可選功能）；右邊是 GPIO 表格，列出腳號、板上用途、訊號、上下拉、驅動等欄位

GPIO24 改成 UART1_TXD 後的畫面：「問題（3）」列出一則琥珀色的板上接線警告與兩則紅色的訊號重複錯誤，旁邊是「可改放到」的移到 GPIO6、移到 GPIO30 按鈕

功能 說明
只顯示使用中的腳 只列出已設定的腳，方便核對
匯出 CSV 寫出給硬體工程師的腳位表 pins.csv
匯出 Zephyr pinctrl 把同一份腳位設定寫成 Zephyr 的 pinctrl 片段 app_pins_pinctrl.dtsi
照開發板設定 把選中的腳設成開發板上的用途

Note

  • app_pins.h 和 app_pins.c 由 IDE 產生，請不要手改。被手改過的檔案 IDE 不會直接覆蓋，而是先問你要不要 覆蓋。
  • pins.yaml 有錯誤時建置會停下來，錯誤列在「問題」面板。
  • 腳位資料取自 IPRO7 規格書。

設定 GATT 服務

「GATT 設定」以樹狀清單與表單定義 BLE 應用程式的 GATT 服務與特性，存成 gatt.yaml，並產生 app_gatt.h、app_gatt.c：每個服務一段 BT_GATT_SERVICE_DEFINE，每個特性一組讀寫值的函式與通知函式。應用程式不必自己寫 GATT 的屬性表。

應用程式的 .config 需要 CONFIG_BLUETOOTH_LE_ENABLE=y 與 CONFIG_BT_PERIPHERAL=y，例如 ipro_ble_remote。

  1. 開啟 GATT 設定。 在應用程式上按右鍵，選 GATT 設定…（或首頁的「GATT 服務」）。

    應該看到：「GATT：<應用程式>」分頁。還沒有 gatt.yaml 時，上方提示先新增服務。

  2. 新增服務。 按 ＋ 服務，把名稱改成 sensor。

    應該看到：左邊清單多了 sensor；UUID 已填入一個隨機的 128 位元 UUID，按 新的 可以再換一個。

  3. 新增特性。 按 ＋ 特性，名稱改成 counter，屬性勾選 read 與 notify，值的型別選 uint32，說明輸入 Seconds since boot。

    應該看到：右邊「app_gatt.h 提供的函式」列出 app_gatt_sensor_counter_get、_set、_notify、_subscribed，下方列出可以自己定義的掛鉤 app_gatt_sensor_counter_subscription_changed；「問題」顯示「沒有問題。」

  4. 試一個錯誤。 試著把 UUID 改成 2a1。

    應該看到：「問題」列出「sensor.counter："2a1" 不是 16 位元 UUID（例如 2a19），也不是 128 位元 UUID」，下方的產生程式碼改成「請先修正錯誤」。按 新的 換回有效的 UUID。

  5. 儲存並產生程式碼。 按 儲存並產生（Cmd+S／Ctrl+S）。

    應該看到：通知「已儲存 gatt.yaml，並產生 app_gatt.h 與 app_gatt.c。」應用程式資料夾多了 gatt.yaml、app_gatt.h、app_gatt.c，CMakeLists.txt 多了一行 app_gatt.c。

  6. 在程式中使用產生的函式。 加上 #include "app_gatt.h"，在自己的工作裡更新值並通知訂閱的對方；廣播資料帶上服務的 UUID，對方掃描時才認得出來：

    #include "app_gatt.h"

static const struct bt_data ad[] = {
    BT_DATA_BYTES(BT_DATA_FLAGS, (BT_LE_AD_GENERAL | BT_LE_AD_NO_BREDR)),
    BT_DATA_BYTES(BT_DATA_UUID128_ALL, APP_GATT_SENSOR_UUID_VAL),
};

/* 每秒一次，在自己的工作中呼叫（不要在中斷裡呼叫） */
app_gatt_sensor_counter_set(seconds);
if (app_gatt_sensor_counter_subscribed()) {
    app_gatt_sensor_counter_notify(NULL);   /* NULL：送給所有訂閱的對方 */
}

    按 建置、燒錄並監看。

    應該看到：IPRO Build 先顯示 gatt: wrote app_gatt.c from gatt.yaml，再開始編譯。用手機或電腦上的 BLE 工具（例如 nRF Connect）連上板子後，看得到 sensor 服務與 counter；訂閱通知後，每秒收到一次新的值。

gatt_check 的 GATT 設定：左邊是服務與特性的樹狀清單，右邊是特性 check.counter 的表單，下方是產生的程式碼

特性的設定：

設定 說明
屬性 read、write、write_without_response、notify、indicate；勾了 notify 或 indicate 會自動加上 CCC，讓對方訂閱
值的型別 uint8～int32（固定長度，以 little-endian 傳送）、bytes、string（最長長度 1–512 位元組）
初始值 整數寫數字（可用 0x1f）；string 寫文字；bytes 寫十六進位，例如 01 02 ff
安全性 需加密連線或需驗證配對（防 MITM）時，.config 要有 CONFIG_BT_SMP=y
說明 寫進 Characteristic User Description，BLE 工具會顯示它

每個特性產生的函式（以服務 sensor、特性 counter 為例）：

函式 用途
app_gatt_sensor_counter_get／_set 讀、改對方讀到的值
app_gatt_sensor_counter_notify／_indicate 把目前的值送給訂閱的對方（有勾 notify／indicate 時）
app_gatt_sensor_counter_subscribed 是否有對方訂閱
app_gatt_sensor_counter_written（掛鉤） 對方寫入後呼叫，值已經存好；在自己的原始碼定義同名函式即可
app_gatt_sensor_counter_subscription_changed（掛鉤） 對方開啟或關閉通知時呼叫

Note

  • app_gatt.h 和 app_gatt.c 由 IDE 產生，請不要手改；掛鉤是 weak 函式，在自己的原始碼定義同名函式就會取代它。被手改過的檔案 IDE 不會直接覆蓋，而是先問你要不要 覆蓋。
  • gatt.yaml 有錯誤時建置會停下來，錯誤列在「問題」面板。
  • 超過 20 位元組的通知，要等對方調高 ATT MTU 才送得完整；一次通知最多 244 位元組。
  • 對方配對過之後再改服務，對方可能還記著舊的服務清單；請在對方的藍牙設定刪除配對後再連線。

建置與錯誤

  1. 建置。 按 建置（Cmd+Alt+B／Ctrl+Alt+B）。

    應該看到：成功時通知「<應用程式> 建置完成，耗時 N 秒」，並附上記憶體用量。

  2. 前往錯誤。 程式有錯時，通知寫「<應用程式> 編譯失敗。第一個錯誤在 <檔案>:<行>：<訊息>」。按 前往錯誤，編輯器會跳到那一行；「問題」面板列出所有錯誤與警告。

  3. 修正後再建置一次。 需要時可以在通知上按 請 AI 修正（見 AI 助理）。

命令 什麼時候用
建置 一般情況。只重新編譯有變動的檔案。
重新設定並建置 改了 CMakeLists.txt 或建置組態後，重新執行 CMake 設定。
清除建置 刪除應用程式的 build 資料夾，下一次建置從頭開始。

建置組態（Debug／Release／MinSizeRel）在設定 ipro.build.profile 選擇，見設定一覽。

看記憶體用到哪裡

  1. 開啟記憶體分佈。 建置成功後，按狀態列的記憶體用量，或首頁的 查看記憶體分佈。

    應該看到：「<應用程式> 的記憶體分佈」，flash、ocram、hbnram 各一個分頁，下面依大小列出函式庫、物件檔與符號，以及各自佔該區段的比例。在符號上按兩下，會在工作區中尋找它。

  2. 篩選。 在篩選框輸入函式庫、物件檔或符號的名字，只看相關的項目。

ipro_unit_test 的記憶體分佈：上方是 flash、ocram、hbnram 三個用量分頁，下面依大小列出函式庫，展開後是物件檔與符號，每列有大小與佔 flash 的比例條

  • 「（應用程式本身）」是應用程式資料夾裡的物件檔。
  • 「（合併的字串與常數）」是所有物件共用的字串池；log 字串多時這一項會很大。
  • 數字依連結器 map 檔統計；建置輸出的總量另含對齊與填充，所以兩者可能略有差異。

大小變化與記憶體預算

  1. 看大小變化。 改程式後再建置一次，看 IPRO Build 輸出的最後幾行。

    應該看到：例如 Memory since the last build: flash +3,072 B, ocram 0 B, …，下面列出變化最大的符號，例如 +3,072 B my_table (flash, (application) main.c.o)。建置完成的通知也會在用量後面加上變化，例如 flash 8.2% (+3,072 B)。第一次建置或清除建置後沒有上一版可比，這幾行不會出現。

  2. 設定記憶體預算。 要替記憶體設上限：開啟設定（macOS Cmd+,，Windows Ctrl+,），搜尋 ipro.build，在 Memory Budget 填入各區段的百分比上限，例如 { "flash": 90, "ocram": 95 }。

    應該看到：超過上限時通知「… 超出記憶體預算：flash 92.1% > 90%」，按 記憶體分佈 可以看是誰用掉的。

  3. 超出預算就停下（選用）。 再勾選 Fail Over Budget，超出預算就算建置失敗，「建置、燒錄並監看」會在燒錄前停下。