2025年bsp 驱动（bsp驱动开发怎么学）

大家好，我是讯享网，很高兴认识大家。

　　大家好，我是痞子衡，是正经搞技术的痞子。今天痞子衡给大家介绍的是瑞萨RA系列FSP固件库里的外设驱动。

　　上一篇文章《瑞萨RA8系列高性能MCU开发初体验》，痞子衡带大家快速体验了一下瑞萨 MCU 开发三大件(开发环境e² studio、软件包FSP、评估板EK)，其中软件包 FSP 为何不叫更通用的 SDK，痞子衡特地留了伏笔，今天就让我们分析一下这个 FSP 到底是什么来头？(本篇主要分析其中外设驱动部分)

一、固件包架构对比

　　我们尝试对比意法半导体、恩智浦以及瑞萨三家的固件包来看看它们的架构差异。

1.1 ST STM32Cube MCU Packages

　　首先来看在固件包生态上建立得比较早的意法半导体，它家固件包全称 STM32Cube MCU Packages，从下往上一共四层(MCU硬件、BSP&HAL驱动、Middleware、App)，另外 CMSIS 地位与 Milddeware 平齐，说明意法认为 CMSIS 是相对通用的中间层代码。

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　　其中我们主要关注 BSP 和 HAL 驱动，BSP 即板级器件(比如 Codec、各种传感器等)相关的驱动，HAL 则是 MCU 片内外设驱动，在意法架构里 BSP 和 HAL 是相同的层级，但其实我们知道 BSP 功能也要基于 HAL 驱动来具体实现。

　　关于这里的 HAL 驱动，有必要多展开一些，最早期的时候意法半导体主推得是标准库(Standard Peripheral Libraries，简称 SPL)，目前已经不再维护更新，现在主推 HAL 库(Hardware Abstraction Layer)和 LL 库(Low-Layer)，所以架构图里 HAL 实际上是统指 HAL 库和 LL 库，三者关系简单理解就是 SPL = HAL + LL。

1.2 NXP MCUXpresso-SDK

　　再来看痞子衡东家恩智浦半导体，固件包全称 MCUXpresso-SDK，从下往上一共五层(MCU硬件、CMSIS、HAL驱动、Middleware&BSP、App)，这样的分层方式其实是 ARM 公司比较推荐的，与意法见解不同的是，这里 CMSIS 紧靠 MCU 硬件层，显然恩智浦认为 CMSIS 也是底层基础代码。

　　恩智浦架构里 BSP 和 HAL 不在同一层，清晰地表明了 BSP 是在 HAL 基础之上的代码。恩智浦的 HAL 驱动比较像意法半导体的早期标准库 SPL，但是 API 功能丰富度远超 SPL。

1.3 Renesas RA FSP

　　最后来看瑞萨家的 FSP，没有表现出明显的层次结构，但是能看出瑞萨架构里 BSP 和 HAL 不在同一层，且 BSP 在 HAL 之下。这里的 BSP 也包含了 CMSIS，显然瑞萨认为 BSP 既包含了 MCU 内核相关基础硬件也包含板级器件硬件驱动。

　　瑞萨 HAL 驱动设计得比较有意思，不同于意法以及恩智浦，它对于外设功能抽象更为看重(也可以理解为更面向对象)，为此额外创建了一个 r_xxxModule_api.h 文件，里面定义了 API 原型，原型重点强调外设的通用功能行为，而忽略具体外设的操作细节和差异，这个我们下一节会细聊。

二、FSP里的外设驱动结构

　　在上篇文章示例工程 lpm_ek_ra8m1_ep 里，我们发现有如下 ra 文件夹，这就是 FSP 包相关的源文件，我们结合具体源文件来分析：

2.1 头文件与启动文件

　　首先在系统文件(头文件与启动文件)命名上，三家小有差异，不过差异最大的是型号头文件里的外设寄存器定义，这和后面的 HAL 驱动里代码实现息息相关。

文件类型意法半导体恩智浦半导体瑞萨电子系列头文件stm32xxxx.hfsl_device_registers.hrenesas.h型号头文件xxxMcu.hxxxMCU.hxxxMCU.h启动文件startup_xxxMcu.sstartup_xxxMcu.sstartup.c初始化文件system_xxxMcu.c/hsystem_xxxMcu.c/hsystem.c/h

　　在头文件里的外设寄存器原型定义上，意法和恩智浦是一致的，每个寄存器均用一个 uint32_t 类型存储，而瑞萨则用联合体(union)来存储每个寄存器，这样不仅能整体访问该寄存器，还能按 bit field 访问寄存器中的具体功能位。

　　除此以外，三家均为外设寄存器的单/多 bit 功能位做了 mask 和 pos 定义便于代码做相关位操作。而为了便于对多 bit 功能位区域的赋值，恩智浦和意法还有额外定义(以达到瑞萨用 union 定义外设寄存器原型的效果)。

2.2 HAL驱动文件

　　关于 HAL 驱动本身代码结构部分，我们主要分析三家 API 第一个形参定义即可知主要差别，其中恩智浦和意法 LL 库均是指向外设原型结构体的指针，而意法 HAL 库和瑞萨则是指向自定义外设控制块的指针，前者偏底层，后者偏应用层。

参数意法半导体恩智浦半导体瑞萨电子第一个LL库：PERIPHERAL_TypeDef *
HAL库：PERIPHERAL_HandleTypeDef *PERIPHERAL_Type *module_ctrl_t * const

　　前面痞子衡说了瑞萨多了一个 r_xxxModule_api.h 文件，我们就以 SCI 外设为例，其对应 r_uart_api.h 文件，该文件里定义了如下标准 API 动作集，这些动作不太像一般的外设驱动函数名(比如 init, deinit 等)，更像是应用层动作。

　　而在 r_sci_b_uart.c 文件里，将基于 SCI 外设实现的 UART 驱动函数对 uart_api_t 做了实例化，这样上层应用可以仅调用 uart_api_t 里的接口实现具体功能，而不必在意这些接口具体由哪个类型的外设来实现的。这样设计的好处是便于代码跨外设(跨MCU)，移植起来方便，缺点是限制了 API 丰富度，难以展现外设间的差异化特性。

　　至此，瑞萨RA系列FSP固件库里的外设驱动痞子衡便介绍完毕了，掌声在哪里~~~

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