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# TencentOS tiny定制开发板EVB_AIoT快速入门指南
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| Revision | Date | Description |
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| 1.0 | 2021-11-09 | 文档初版 |
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## 一. 定制开发板EVB_AIoT硬件简介
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### 1.1 开发板简介
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EVB_AIoT是腾讯物联网操作系统TencentOS tiny 团队联合恩智浦半导体、厚德物联网设计的一款高性能AIoT评估板，用于TencentOS tiny 基础内核和AIoT应用功能体验和评估。
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开发板如下图所示：
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### 1.2 开发板特性
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内置TencentOS Tiny开源物联网操作系统
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NXP RT1062跨界处理器，最高主频528M
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1M RAM 16M SDRAM 64MB qspi flash 128MB spi flash
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板载Type-C接口CMSIS DAP仿真器
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板载PCIE接口，可扩展4G类物联网模组
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板载物联网俱乐部WAN Interface接口，可支持NB-IoT、WiFi、4G cat1、LoRa等模组
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板载物联网俱乐部E53 Interface接口，可扩展全系E53传感器；
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板载标准24P DVP摄像头接口，可支持最高500万像素摄像头；
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板载RGB显示接口，可转换HDMI输出；
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板载高性能音频解码芯片，可做语音识别测试；
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预留SD卡、用户按键、SPI Flash
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## 二. 定制开发板EVB_AIoT软件开发环境准备
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### 2.1 MCUXpresso IDE 介绍
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MCUXpresso IDE，是恩智浦公司为开发人员提供的一款基于Eclipse的集成开发环境，可以支持基于ARM Cortex M内核的NXP MCU。MCUXpresso IDE 提供高级编辑、编译和调试功能，并添加了特定于 MCU 的调试视图、代码跟踪和分析、多核调试和集成配置工具，可以帮助开发者基于NXP官方SDK快速搭建MCU软件开发环境。
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### 2.2 MCUXpresso IDE安装
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登录NXP官网，下载MCUXpresso IDE软件，下载地址：
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https://www.nxp.com/design/software/development-software/mcuxpresso-software-and-tools-/mcuxpresso-integrated-development-environment-ide:MCUXpresso-IDE?tab=Design_Tools_Tab
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这里我下载的版本当前最新的MCUXpresso IDE v11.4.1，本开发教程以该版本为例，双击下载下来的安装文件，按照提示完成安装即可。
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安装完成启动软件可以看到如下欢迎界面：
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然后我们就可以使用IDE了，如图，可以下载安装不同MCU 芯片的官方SDK，可以创建新的项目，可以导入官方SDK的应用案例等。
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### 2.3 NXP RT1060 官方SDK包安装
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安装完 MCUXpresso IDE后，我们需要安装开发套件中MCU型号对应的SDK包。
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在欢迎界面点击 DownLoad and Install SDKs按钮，或者在项目界面点击按钮，如下图，进入SDK选择界面
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进入SDK选择界面后，输入对应的MCU RT1060，开始筛选SDK包，选择对应MCU系列的官方EVK，再点击Install即可完成安装，如下图：
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至此，我们开发板的开发环境已经搭建完毕，可以开始进行代码开发。
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### 2.4 串口调试助手的安装与使用
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工具下载： http://www.daxia.com/download/sscom.rar
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安装方法：串口调试助手sscom5.13.1是免安装的，解压出压缩包即可直接使用。
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根据PC和终端之间的连接，选择正确的串行端口。
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打开电脑的设备管理器，在端口列表可以看到PC与开发板连接的端口号。
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我这里显示的是COM6，所以要在sscom工具中选择COM6，开发板程序波特率设置为115200，所以我在sscom串口工具中选择115200波特率。
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### 2.5 使用MCUXpresso IDE搭建第一个Hello World 裸机工程
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关闭欢迎界面，我们在左下方Create or import a project 选型卡里面选择Import SDK examples ，开始从SDK里面导入Hello World 示例。如下图所示。
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进入向导后选择SDK，然后下一步
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在demo apps 里面选择hello world示例，点击完成，即可生成hello World项目
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生成项目后，可以在工程上右键选择构建项目来完成代码编译，如下图：
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完成编译后，正确连接 usb typec 到 5V IN 端口，同时注意 SW1 应该拨到 AT MCU 一侧，如下图：
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接着在工程上右键选择调试方式，再选择CMSIS-DAP（开发板板载了CMSIS DAP调试器）进行工程下载和调试，如下图：
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使用Type-C USB 连接好电脑，打开sscom串口助手，就可以看到hello world的打印信息，如图：
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## 三. 在EVB_AIoT开发板上移植TencentOS tiny内核
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### 3.1 准备裸机工程
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移植TencentOS Tiny内核前，我们先准备一个简单的点灯工程，这里跟前面的步骤一样，我们先使用MCUXpresso IDE 基于RT1060 SDK生成基础工程；
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通过SDK 导入 Driver examples-> igpio_led_output 示例工程，如下图：
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但是这里sdk默认使用的LED的GPIO端口跟我们开发板上的不一致，我们需要使用 MCUXpresso IDE的 MCUXpresso Config Tools进行引脚配置，查阅开发板原理图，可以发现开发板上的LED接到的是RT1062 MCU的 GPIO_SD_B1_02（M3）脚，这里我们打开MCUXpresso Config Tools-> Open Pins 或者直接点击IDE界面的芯片引脚图标对GPIO进行配置，如图所示：
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打开引脚配置后，我们找到左侧的引脚列表，选择GPIO_SD_B1_02（M3）引脚，配置为GPIO3_IO02,如下图
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完成后点击更新源代码，IDE就会将刚才配置好的代码更新到工程，如下图所示：
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也可以看到 pin_mux.c文件中GPIO的初始化代码有更新，如下图：
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同时，我们修改下工程中board.h文件中LED的GPIO端口和引脚号代码，如下图
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修改完成编译下载到开发板，可以看到开发板上的LED灯闪烁，这样说明我们的基础工程完成了。
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### 3.2 基于裸机工程移植内核
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提前在 TencentOS Tiny官方项目仓下载内核代码，下载地址： https://github.com/Tencent/TencentOS-tiny
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拷贝如下目录的内核代码到新建的TencentOS-Tiny文件夹备用（请严格按照一下目录拷贝，不需要拷贝多余的）
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|一级目录 | 二级目录 | 三级目录 | 四级目录 | 五级目录 | 说明 |
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| arch | arm | arm-v7m | common | | TencentOS tiny 中断tick相关代码 |
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| | | | cortex-m7 |gcc |TencentOS Tiny M核调度汇编 GCC |
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| kernel | core | | | | TencentOS tiny内核源码|
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| | hal | | | | TencentOS tiny驱动抽象层|
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| | pm | | | | TencentOS tiny低功耗源码|
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|TOS_CONFIG| | | | | TencentOS tiny配置头文件，用户自定义，从模板修改过来|
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这里只介绍TencentOS tiny的内核移植，所以这里只需要用到 arch、kernel两个目录下的源码。
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将全部内核源码复制到工程目录下，如下图：
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然后我们在工程界面按F5刷新工程，就可以在源码目录看到TencentOS Tiny的内核源码了，如图所示：
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接下来，我们在gpio_led_output.c添加TencentOS Tiny内核初始化和相关任务代码
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#### 3.2.1 包含内核头文件 #include "tos_k.h"
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#### 3.2.2 添加Tick处理函数 SysTick_Handler ，代码如下：
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void SysTick_Handler(void)
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{
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if (tos_knl_is_running())
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{
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tos_knl_irq_enter();
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tos_tick_handler();
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tos_knl_irq_leave();
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}
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}
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```
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#### 3.2.3 新建两个测试任务
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```
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#define TASK1_STK_SIZE 1024
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k_task_t task1;
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uint8_t task1_stk[TASK1_STK_SIZE];
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#define TASK2_STK_SIZE 1024
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k_task_t task2;
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uint8_t task2_stk[TASK2_STK_SIZE];
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void task1_entry(void *arg)
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{
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while (1) {
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PRINTF("###I am task1\r\n");
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tos_task_delay(2000);
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}
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}
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void task2_entry(void *arg)
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{
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while (1) {
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PRINTF("***I am task2\r\n");
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tos_task_delay(1000);
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}
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}
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```
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#### 3.2.4 在main函数后面增加操作系统初始化函数
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```
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int main(void)
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{
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/* Define the init structure for the output LED pin*/
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gpio_pin_config_t led_config = {kGPIO_DigitalOutput, 0, kGPIO_NoIntmode};
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/* Board pin, clock, debug console init */
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BOARD_ConfigMPU();
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BOARD_InitBootPins();
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BOARD_InitBootClocks();
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BOARD_InitDebugConsole();
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/* Print a note to terminal. */
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PRINTF("\r\n GPIO Driver example\r\n");
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PRINTF("\r\n Welcome to TencentOS Tiny!\r\n");
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/* Init output LED GPIO. */
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GPIO_PinInit(EXAMPLE_LED_GPIO, EXAMPLE_LED_GPIO_PIN, &led_config);
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tos_knl_init(); // TencentOS Tiny kernel initialize
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tos_task_create(&task1, "task1", task1_entry, NULL, 4, task1_stk, TASK1_STK_SIZE, 0); // Create task1
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tos_task_create(&task2, "task2", task2_entry, NULL, 3, task2_stk, TASK2_STK_SIZE, 0);// Create task2
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tos_knl_start();
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}
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```
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#### 3.2.5 在工程里面配置TencentOS Tiny 头文件编译目录
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如图，需要在IDE里面配置TencentOS Tiny的编译头文件目录，按如图所示配置即可：
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#### 3.2.6 修改tos_config.h文件
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```
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#ifndef _TOS_CONFIG_H_
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#define _TOS_CONFIG_H_
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#include "board.h" // 目标芯片头文件，用户需要根据情况更改
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#define TOS_CFG_TASK_PRIO_MAX 10u // 配置TencentOS tiny默认支持的最大优先级数量
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#define TOS_CFG_ROUND_ROBIN_EN 0u // 配置TencentOS tiny的内核是否开启时间片轮转
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#define TOS_CFG_OBJECT_VERIFY_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否校验指针合法
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#define TOS_CFG_TASK_DYNAMIC_CREATE_EN 1u // TencentOS tiny 动态任务创建功能宏
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#define TOS_CFG_EVENT_EN 1u // TencentOS tiny 事件模块功能宏
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#define TOS_CFG_MMBLK_EN 1u //配置TencentOS tiny是否开启内存块管理模块
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#define TOS_CFG_MMHEAP_EN 1u //配置TencentOS tiny是否开启动态内存模块
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#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_EN 1u // TencentOS tiny 默认动态内存池功能宏
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#define TOS_CFG_MMHEAP_DEFAULT_POOL_SIZE 0x2000 // 配置TencentOS tiny默认动态内存池大小
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#define TOS_CFG_MUTEX_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启互斥锁模块
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#define TOS_CFG_MESSAGE_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启消息队列模块
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#define TOS_CFG_MAIL_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启消息邮箱模块
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#define TOS_CFG_PRIORITY_MESSAGE_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息队列模块
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#define TOS_CFG_PRIORITY_MAIL_QUEUE_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启优先级消息邮箱模块
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#define TOS_CFG_TIMER_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启软件定时器模块
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#define TOS_CFG_PWR_MGR_EN 0u // 配置TencentOS tiny是否开启外设电源管理模块
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#define TOS_CFG_TICKLESS_EN 0u // 配置Tickless 低功耗模块开关
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#define TOS_CFG_SEM_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启信号量模块
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#define TOS_CFG_TASK_STACK_DRAUGHT_DEPTH_DETACT_EN 1u // 配置TencentOS tiny是否开启任务栈深度检测
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#define TOS_CFG_FAULT_BACKTRACE_EN 0u // 配置TencentOS tiny是否开启异常栈回溯功能
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#define TOS_CFG_IDLE_TASK_STK_SIZE 128u // 配置TencentOS tiny空闲任务栈大小
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#define TOS_CFG_CPU_TICK_PER_SECOND 1000u // 配置TencentOS tiny的tick频率
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#define TOS_CFG_CPU_CLOCK (SystemCoreClock) // 配置TencentOS tiny CPU频率
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#define TOS_CFG_TIMER_AS_PROC 1u // 配置是否将TIMER配置成函数模式
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#endif
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#### 3.2.7 编译下载测试
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编译完成下载到开发板，通过串口助手我们可以看到两个任务交替运行，打印task信息，说明内核移植成功，如下图所示：
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## 四. EVB_AIoT开发板上使用TencentOS tiny对接腾讯云IoT Explorer
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基于TencentOS Tiny EVB AIoT要完成腾讯云IoT Explorer对接，需要完成两个部分的工作。
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一是：腾讯云IoT explorer 上完成项目、产品、设备创建、参数配置
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二是：基于TencentOS Tiny完成终端应用开发，向腾讯云上报业务数据。
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### 4.1 云端操作步骤
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#### 4.1.1 新建项目
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登录[腾讯云物联网开发平台](https://cloud.tencent.com/product/iotexplorer)，点击新建项目，填写项目名称和简介：
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#### 4.1.2 新建产品
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点击项目名称进入到该项目中，点击新建产品：
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产品新建成功后，可在产品列表页查看到：
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#### 4.1.3 数据模板
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进入产品，点击【物模型】，点击【导入物模型】，导入下面的JSON代码：
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```json
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{
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"version": "1.0",
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"properties": [
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{
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"id": "Count",
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"name": "计数器",
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"desc": "",
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"mode": "r",
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"define": {
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"type": "int",
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"min": "0",
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"max": "9999",
|
||
"start": "0",
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"step": "1",
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||
"unit": "n"
|
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},
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"required": false
|
||
}
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],
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"events": [],
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"actions": [],
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||
"profile": {
|
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"ProductId": "JTT7WSTP6T",
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"CategoryId": "1"
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}
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}
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```
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导入之后自动根据json文件创建的属性如下：
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#### 4.1.4 创建设备
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点击【设备调试】，进入后点击【新建设备】，创建真实设备：
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创建成功之后进入设备，查看到产品ID、设备名称、设备秘钥：
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### 4.2 基于TencentOS Tiny AIoT 开发板完成设备侧应用开发
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对接腾讯云物联网平台需要使用网络模块，我们开发板上有WAN Interface 可以扩展wifi 4G LoRa等等，这里我们扩展一个esp8266 wifi模块，如下图所示
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端侧的案例程序可以从微云下载，地址： 链接：https://share.weiyun.com/N299vYzD 密码：wsuwsx
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下载完成后解压工程，然后使用 MCUXpresso IDE 导入已有工程，具体操作如下：
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完成导入后，可以看到对应的工程，如图所示：
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打开工程后进入 < NXP_RT1062_TencentOS_Tiny_AIoT\source\mqttclient_iot_explorer.c> 源文件，根据您的网络环境和云端创建的产品设备信息修改终端参数。
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#### 4.2.1 修改WIFI接入信息
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找到mqttclient_task函数，修改要接入WIFI的名称和密码（建议使用手机热点，不要有特殊字符）：
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#### 4.2.2 修改云端对接信息
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终端的MQTT客户端需要对应的产品ID、设备ID，密码，我们从云端获取到对应的信息备用，如下图所示：
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获取到云端设备的产品ID、设备名称、设备密钥三元组后，我们使用如下的python脚本来生成mqtt 用户名 密码等信息：
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python脚本如下，也可以到https://github.com/OpenAtomFoundation/TencentOS-tiny/blob/master/tools/mqtt_config_gen.py 获取。
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```
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#!/usr/bin/python
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# -*- coding: UTF-8 -*-
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import base64
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import hashlib
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import hmac
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import random
|
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import string
|
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import time
|
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from string import Template
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|
||
# bind raw_input to input in Python 2
|
||
try:
|
||
input = raw_input
|
||
except NameError:
|
||
pass
|
||
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||
product_id = input("product id:")
|
||
dev_name = input("device name:")
|
||
passwd = input("password:")
|
||
sub = input("subscribe topic:[default:control]")
|
||
if sub == "":
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sub = "control"
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||
pub = input("publish topic:[default:event]")
|
||
if pub == "":
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pub = "event"
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client_id = product_id + dev_name
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# expire time: 2^32 - 1 = 4294967295
|
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username = client_id+";21010406;12365;{}".format(4294967295)
|
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def hmacsha1(content, passwd):
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passwd_byte = base64.b64decode(passwd)
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||
return hmac.new(passwd_byte, content, digestmod=hashlib.sha1).hexdigest()
|
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username = username.encode("utf-8")
|
||
passwd = passwd.encode("utf-8")
|
||
sign = hmacsha1(username, passwd)
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||
template_header = ('#ifndef TOS_MQTT_CONFIG_H\n'
|
||
'#define TOS_MQTT_CONFIG_H\n'
|
||
'\n'
|
||
'#define MQTT_SERVER_IP "111.230.189.156"\n'
|
||
'#define MQTT_SERVER_PORT "1883"\n'
|
||
'#define MQTT_PRODUCT_ID "$product"\n'
|
||
'#define MQTT_DEV_NAME "$dev"\n'
|
||
'#define MQTT_CLIENT_ID "$product$dev"\n'
|
||
'#define MQTT_USR_NAME "$product$dev;21010406;12365;4294967295"\n'
|
||
'#define MQTT_PASSWORD "$sign;hmacsha1"\n'
|
||
'#define MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC "$product/$dev/$sub"\n'
|
||
'#define MQTT_PUBLISH_TOPIC "$product/$dev/$pub"\n'
|
||
'\n'
|
||
'#define MQTT_SERVER_DOMAIN "$product.iotcloud.tencentdevices.com"\n'
|
||
'#define MQTT_TOPIC "$product/$dev"\n'
|
||
'#define MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC_DOWN "$thing/down/property/$product/$dev"\n'
|
||
'#define MQTT_PUBLISH_TOPIC_UP "$thing/up/property/$product/$dev"\n'
|
||
'\n'
|
||
'#endif\n'
|
||
'\n')
|
||
|
||
template_c = ('#ifndef TOS_MQTT_CONFIG_H\n'
|
||
'tos_sal_module_parse_domain(MQTT_SERVER_DOMAIN,host_ip,sizeof(host_ip));\n'
|
||
'\n'
|
||
'mqtt_set_port(client, MQTT_SERVER_PORT);\n'
|
||
'mqtt_set_host(client, host_ip);\n'
|
||
'mqtt_set_client_id(client, MQTT_CLIENT_ID);\n'
|
||
'mqtt_set_user_name(client, MQTT_USR_NAME);\n'
|
||
'mqtt_set_password(client, MQTT_PASSWORD);\n'
|
||
'mqtt_set_clean_session(client, 1);\n'
|
||
'\n'
|
||
'error = mqtt_subscribe(client, MQTT_SUBSCRIBE_TOPIC_DOWN, QOS0, tos_topic_handler);\n'
|
||
'\n'
|
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'error = mqtt_publish(client, MQTT_PUBLISH_TOPIC_UP, &msg);\n'
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'\n'
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'#endif\n'
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'\n')
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src_header = Template(template_header)
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src_c = Template(template_c)
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d = {
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'product':product_id,
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'dev':dev_name,
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'sign':sign,
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'sub':sub,
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'pub':pub,
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'thing':'$thing'
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}
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#do the substitution
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dst_header = src_header.substitute(d)
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dst_c = src_c.substitute(d)
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print("===============Generate mqtt_config.h==================")
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print(dst_header)
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with open('mqtt_config.h', 'w') as f:
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f.write(dst_header)
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print("===============Generate mqtt_connect_demo.c==================")
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print(dst_c)
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with open('mqtt_connect_demo.c', 'w') as f:
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f.write(dst_c)
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```
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运行python脚本，一次输入产品ID、设备名称、设备密钥，就可以生成对用的mqtt信息了，如下图所示：
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然后我们根据生成的mqtt 客户端信息修改mqttclient_task函数，需要修改的内容如下：
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最新版本的mqtt_config_gen.py将同时生成mqtt_config.h、mqtt_connect_demo.c文件，引入mqtt_config.h后，可直接复制mqtt_connect_demo.c中的示例代码，到mqttclient_task函数之中对应的部分。
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#### 4.2.3 编译工程
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工程上右键，选择构建项目，编译整个工程：
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#### 4.2.4 下载程序
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工程右键，选择调试方式，进入MCUXpresso IDE LinkServer CMSIS DAP ，下载程序到开发板并进行调试：
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#### 4.2.5 使用串口助手查看日志
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运行sscom软件，打开电脑上开发板对应的串口，比如我选择COM6，点击【打开串口】：
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按下开发板上的复位键，程序开始运行，即可在串口助手中看到系统运行打印的日志：
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从日志中可以看到wifi连接成功，mqtt对接腾讯云物联网平台成功；
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同时数据上传成功也会出现如下日志：
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### 4.3 云端平台查看设备数据
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回到腾讯云物联网开发平台，可以看到设备状态变为【在线】：
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点击【设备日志】一栏，可以看到设备上报的计数值：
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点击【设备属性】一栏，点击【计数器】后的【查看】，即可看到计数值的历史数据曲线图：
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## 五、腾讯连连小程序操作步骤
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### 5.1 添加家庭
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手机端在【微信】搜索【腾讯连连】小程序，首次使用需要进入后点击【我的】->【家庭管理】，添加一个你喜欢的名称即可。
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### 5.2 添加调试设备
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返回【首页】，点击右上角“加号”图标：
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进入后点击右上角扫码图标：
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在腾讯云物联网开发平台进入【设备调试】，点击对应设备后的【二维码】：
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腾讯连连扫描此二维码即可成功添加设备，添加成功之后如图：
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点击此设备即可实时查看数据，并下发控制指令：
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写在结尾的话：感谢大家使用TencentOS Tiny，本文难免有描述不清晰的地方，如果有任何问题，欢迎加入TencentOS Tiny 的官网QQ技术群进行交流，基于TencentOS Tiny相关的项目合作请邮件联系 supowang@tencent.com
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