如何在Windows上手动安装和配置功能强大的Zephyr RTOS环境

0. 介绍

你好!本文是在Windows上手动安装Zephyr RTOS的分步指南。

Zephyr是一个现代的开源RTOS，已经在工业设备和物联网系统中使用。它支持数十种微控制器，包括STM32和ESP32-S3，非常适合那些想要超越Arduino并了解实时系统如何工作的人。

我们的目标是创建一个完全可控和隔离的开发环境。

1. 准备-下载所有必要的组件

在本节中，让我们下载所需的所有内容。我们不会安装任何东西，只是下载。

在进入Zephyr的世界之前，我们需要准备我们的工具包，比如Git和Python。如果你已经有了，那太好了!如果没有，这里有下载链接。

1.1. 下载软件

我将在括号中指出我使用的程序的版本，但您的版本可能会有所不同。

•Python(3.12.10)：用于Zephyr构建脚本的编程语言。

•Git(2.51.0)：版本控制系统(west需要)。

•7-Zip(24.09)：解压SDK的归档器。

•CMake(4.1.1)：一个强大的软件构建系统。

•忍者(1.13.1)：一个专注于速度的小型构建系统。

•OpenOCD(0.12.0)：微控制器的调试器。

•VS Code(1.105.0)：支持调试的代码编辑器。

不要让这个列表吓到你——这些都是标准的、轻量级的工具，在Zephyr之外也会派上用场。

1.2. 下载Zephyr SDK

Zephyr SDK(0.17.4)：我们的编译器集。下载最小SDK，仅适用于STM32和ESP32-S3，但可以随意下载您计划使用的任何其他微控制器的工具链。

最小的SDK包含基本的基础架构，但不包含所有编译器——我们将手动添加必要的编译器，以节省空间并加快安装速度。

导航到Zephyr页面，找到Zephyr SDK(Windows)安装部分，然后单击Download the Zephyr SDK bundle链接。这将带您到最新版本的官方GitHub存储库。

下载Windows x86-64的三个存档文件：Minimal、arm-zephyr-eabi、xtensa-espressif_esp32s3_zephyr-elf。

2. 设置沙盒环境

2.1. 安装主软件

安装Python、Git、VS Code、7-Zip和CMake。

重要：从安装程序安装时，请确保选中“Add to PATH”框(如果有这样的选项)，或者手动将可执行文件的路径添加到PATH变量中。

2.2. 创建文件夹结构

让我们创建Zephyr车间。我将使用D:\Zephyr，但您可以选择任何方便的位置(例如，C:\Projects\Zephyr)。

转到D:\Zephyr目录，创建一个名为tools的文件夹。

将Ninja和OpenOCD存档的内容解压缩到工具中，每个工具都放入自己的子文件夹中。

接下来，从zephyr-sdk-0.17.4_windows-x86_64_minimal.7z归档文件中，将其内容解压缩到tools文件夹中。

工具中将出现一个名为zephyr-sdk-0.17.4的文件夹，为方便起见，我们将其重命名为zephyr-sdk。

转到zephyr-sdk文件夹并解压剩下的两个归档文件toolchain_windows-x86_64_arm-zephyr-eabi.7z和toolchain_windows-x86_64_xtensa-espressif_esp32s3_zephyr-elf.7z。

文件夹结构应该如下所示。

2.3创建Python虚拟环境

打开终端，检查Python的安装和配置：

如果您得到一个版本号，说明一切都配置正确。

现在让我们为Zephyr Python脚本创建一个独立的空间。这被称为虚拟环境，是避免库版本冲突的最佳实践。打开终端，导航到D:\Zephyr，然后运行命令：

在这个阶段，您应该有。Venv和工具文件夹。

2.4. 创建并激活启动器脚本

前面，我提到需要将所有可执行文件的路径添加到PATH变量中，以便Windows知道它们的位置，但是这可以通过当前会话的批处理文件在本地完成。

我们不修改系统的全局环境变量，而是创建一个方便的zephyr-env。在D:\Zephyr文件夹中的cmd脚本，它将“动态”配置我们的整个环境。

zephyr-env。cmd脚本将激活Python虚拟环境并为当前终端会话设置变量ZEPHYR_BASE， ZEPHYR_SDK_INSTALL_DIR， ZEPHYR_TOOLCHAIN_VARIANT和其他变量。

您可以向此脚本添加任何环境变量。

文件夹结构应如下所示：

2.5. 检查启动程序脚本

zephyr-env.cmd运行。您应该在终端中看到以下内容：

现在让我们确保所有的工具都就位了。依次输入以下命令。回答应该类似于下面的答案(版本可能会有所不同)：

如果所有命令都显示版本号-太棒了!环境设置正确。如果没有找到命令，请检查脚本中的PATH和路径。

2.6. 下载Zephyr源代码

太好了，所有的工具都到位了!现在，保持在相同的终端(D:\Zephyr)，让我们安装Zephyr源代码本身：

•Install west：这是Zephyr的“项目经理”。在我们的虚拟环境中安装它：

•初始化工作空间：下面的命令将创建zephyrproject主文件夹，并将Zephyr核心下载到其中：

•下载所有模块：这个命令就像一个编排器，以正确的版本拉入几十个相关的项目(HAL模块，库，引导加载程序)：

•配置IDE集成：这允许CMake自动加载构建Zephyr应用程序所需的样板代码：

•安装Python依赖项：现在我们有了所有的源代码，让我们安装构建它所需的Python库：

•最后一步-下载Wi-Fi和蓝牙在ESP32上工作所需的文件：

最终的文件夹结构应该如下：

重要：运行zephyr-env。每次想要使用Zephyr RTOS时，都要打开cmd。

3. 配置Visual Studio代码

我们的开发环境差不多准备好了!剩下的就是配置VS Code以舒适地使用Zephyr。

3.1. 安装所需的扩展

我们将只安装四个扩展，这将使使用Zephyr尽可能方便——从语法高亮显示到代码自动完成。

启动VS Code并打开扩展面板(Ctrl+Shift+X)。在“搜索扩展”字段中，输入扩展名并单击“安装”按钮进行安装。对上图中所示的所有扩展重复此操作。

3.2. 配置CMake工具

剩下一个扩展要配置- CMake工具。

默认情况下，它会在每次打开或修改文件时自动配置项目。这与西风建造系统产生了冲突。让我们禁用这些自动操作。

打开VS Code设置(文件→首选项→设置或按Ctrl+，)。

在扩展→CMake工具部分，找到并禁用三个选项，如图所示。

高级用户的替代方案：

打开设置。json (Ctrl+Shift+P→“Open Settings json”)，并添加以下行：

完成了!VS Code已经配置好，可以使用Zephyr了。

4. 结论

恭喜你!现在，您不仅安装了Zephyr，还拥有了自己的完全可控的开发实验室，用于实验微控制器。

代码

本文编译自hackster.io