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本文以 Tock 仓库中 boards/wm1110dev/README.md 为核心，系统讲解 Wio WM1110 开发板的硬件构成、Tock 内核移植要点，以及如何借助 Tock Bootloader 与 nRF52840dk 完成烧录和日常编程。读完本文，你将掌握 WM1110 的完整刷机链路（跳线连接 → 烧录 Bootloader → tockloader 刷内核与 App），并理解该板在内核源码中的引脚分配、内存布局与驱动注册方式。

一、Wio WM1110 开发板是什么

Wio WM1110 Development Board 是 Seeed Studio 推出的一款多模无线定位开发板，定位是LoRa 与位置服务（location services）应用。它基于 Nordic nRF52840 SoC，并集成了 Semtech LR1110 射频前端芯片，属于 Tock 官方支持的板级平台之一，对应内核入口为 boards/wm1110dev/src/main.rs。

从硬件构成上看，这块板集成了三类关键器件：

其中 LR1110 是这块板的核心卖点：它通过一颗芯片同时支持 LoRaWAN 长距离通信、GNSS 卫星定位与 WiFi AP 扫描辅助定位，配合 nRF52840 的 Cortex-M4F 主控与丰富外设，天然适合做资产追踪、环境监测等低功耗物联网场景。

1.1 源码中的板级资源确认

在 boards/wm1110dev/src/main.rs 中，可以看到 Tock 为这块板注册的完整驱动集合。Platform结构体（main.rs#L118-L132）与SyscallDriverLookup实现（main.rs#L134-L156）把以下能力暴露给用户态进程：

• console（串口控制台，capsules_core::console::DRIVER_NUM）
• gpio（通用 IO，引脚 D2~D7）
• alarm（定时器/闹钟）
• led（三色 LED 中的绿、红两路）
• rng（真随机数，基于 nRF52840 TRNG）
• nonvolatile_storage（非易失存储驱动）
• temperature / humidity（基于 SHT41 的温湿度驱动）
• LoRa SPI 驱动（LoRaPhySPI）与LoRa GPIO 驱动（LoRaPhyGPIO），分别对应 capsules/core/src/driver.rs#L44-L45 中定义的系统调用号0x30003与0x30004
• IPC（进程间通信）

这些驱动号与 doc/syscalls 目录下的系统调用文档一一对应，读者可以结合 doc/syscalls/README.md 查看每个驱动的用户态接口。

二、准备工作：环境与前置条件

2.1 安装 Tock 工具链

在开始任何烧录工作之前，请先按照 Tock 官方的 Getting Started 指南 完成环境搭建。核心依赖包括：

1. Rust（nightly 版本，仓库的 rust-toolchain.toml 会固定具体日期版本，构建系统会自动校验并安装对应 nightly）；
2. rustup（版本 ≥ 1.23.0），用于管理多个 Rust 工具链；
3. 宿主机工具链（gcc、glibc）；
4. make、find 等命令行工具。

快速安装（以 Ubuntu 为例）：

$ sudo apt install -y build-essential python3-pip curl $ curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh $ pipx install tockloader $ pipx ensurepath

其中tockloader是 Tock 生态的烧录与 App 管理工具，稍后刷内核、装应用都靠它。

2.2 两种烧录路径的取舍

WM1110 开发板在设计上默认使用外部 JLink 编程器进行烧录。Tock 团队希望摆脱这个依赖，因此选择使用Tock Bootloader：它允许通过 UART 串口直接烧录内核与应用，日常开发不再需要 JLink。不过有两点需要明确：

• Bootloader 本身仍需借助 JLink 编程器烧录一次（一次性操作）；
• 之后的内核、应用烧录全部走 Bootloader + tockloader，无需再碰 JLink。

最简单的 JLink 来源就是一块现成的nRF52840dk开发板——它板载 J-Link OB 调试器，可以直接充当外部编程器。

三、把 nRF52840dk 连接到 WM1110-dev

3.1 跳线连接图

在烧录 Bootloader 之前，先用杜邦线（跳线）把 nRF52840dk 与 WM1110-dev 连起来。官方连接示意图如下：

图中展示了四组点对点跳线连接，把 nRF52840dk 板载的 J-Link 调试排针信号引到 WM1110-dev 上。

3.2 引脚映射表

对应 README 中的官方引脚映射如下：

连接完成后的正确姿势是：nRF52840dk 与 WM1110-dev 两块板各自通过一条 USB 线连接到电脑（共两条 USB 线）。

只有一条 USB 线怎么办？官方给出的替代方案：把唯一的 USB 线插在 nRF52840dk 上，然后额外跳两根线：

• 3V3 (wm1110dev) <-> VDD (nrf)
• SWD SEL (nrf) <-> VDD (nrf)

其余跳线保持不变。这样由 nRF52840dk 的 USB 同时为两块板供电，并通过 VDD 回灌点亮 WM1110 的调试链路。

3.3 底层原理：SWD 调试链路

理解这几根线的作用，能帮你排查连接问题：

• SWD SEL / 3V3：SWD SEL 是 SWD 调试使能信号，拉高到 3.3V 后 WM1110 的 SWD 调试接口才会被激活，J-Link 才能访问目标芯片；
• SWD CLK / CLK：SWD 时钟线，由 J-Link 驱动；
• SWD IO / DIO：SWD 双向数据线，承载调试协议的数据收发；
• GND / GND：共地，所有信号都必须以它为参考。

nRF52840dk 板载的 J-Link OB 正是通过这四根线以标准 SWD 协议与 WM1110 的 nRF52840 芯片通信。

四、一次性烧录 Tock Bootloader

4.1 执行烧录命令

跳线接好、两块板都通电之后，进入 WM1110 的板级目录执行：

$ cd boards/wm1110dev $ make flash-bootloader

这条命令会调用JLinkExe，借助 nRF52840dk 板载的 JTag 硬件把 Bootloader 写入 WM1110。整个操作对 JLinkExe 的依赖体现在 Makefile 的flash-bootloader目标中（boards/wm1110dev/Makefile#L22-L26）：

.PHONY: flash-bootloader flash-bootloader: curl -L --output /tmp/wm1110_dev-bootloader_v1.1.3.bin https://github.com/tock/tock-bootloader/releases/download/v1.1.3/wm1110_dev-bootloader_v1.1.3.bin tockloader flash --address 0 /tmp/wm1110_dev-bootloader_v1.1.3.bin rm /tmp/wm1110_dev-bootloader_v1.1.3.bin

从源码可以拆解出这条目标实际做了三件事：

1. 用curl从 Tock Bootloader 的 release 页面下载 WM1110 专用的 Bootloader 镜像（版本 v1.1.3），临时存放在/tmp/wm1110_dev-bootloader_v1.1.3.bin；
2. 用tockloader flash --address 0把它烧录到芯片地址 0（即 Flash 起始位置）；
3. 烧录完成后删除临时文件。

需要强调的是：此时 nRF52840dk 必须已连接且其 J-Link 可被 JLinkExe 识别。若JLinkExe尚未安装，请参考 doc/Getting_Started.md 中的 Programming Adapter 一节，安装 "J-Link Software and Documentation Pack"（版本 ≥ 5.0）。

4.2 为什么 Bootloader 要放在地址 0

查看 WM1110 的链接脚本 boards/wm1110dev/layout.ld 可以更清楚地理解这个设计：

MEMORY { rom (rx) : ORIGIN = 0x00010000, LENGTH = 256K prog (rx) : ORIGIN = 0x00050000, LENGTH = 704K-16K ram (rwx) : ORIGIN = 0x20000000, LENGTH = 256K }

• rom 段从0x10000（64KB 偏移）开始——这正是给 Tock Bootloader 预留的 64KB 空间，Bootloader 常驻0x00000 ~ 0x0FFFF；
• Tock 内核（rom 段）起始于0x10000，长度 256KB；
• 应用区（prog 段）起始于0x50000，长度 704K−16K，末尾保留 16KB 给非易失存储。

与之呼应，WM1110 的program目标把内核烧录到--address 0x10000（boards/wm1110dev/Makefile#L18-L20）：

.PHONY: program program: $(TOCK_ROOT_DIRECTORY)target/$(TARGET)/release/$(PLATFORM).bin tockloader flash --address 0x10000 $<

也就是说，Flash 的布局为：Bootloader（0x0）→ 内核（0x10000）→ 应用（0x50000 起）。这也是flash-bootloader必须烧在--address 0的原因。

4.3 用户态非易失存储

nrf52840 芯片的 main.rs#L489-L501 中，NonvolatileStorageComponent把 Flash 末尾区域开放给用户态进程使用：起始地址0xFC000、长度 16 个页（每页 4KB，共 64KB），内核自身不占用这部分（"No kernel access"）。这与 layout.ld 中 prog 段704K-16K的预留完全一致，App 可以在系统调用层访问这块区域做持久化存储。

五、Bootloader 的激活与日常使用

5.1 如何进入 Bootloader 模式

Bootloader 烧录完成后，日常烧录不再需要 JLink。它的激活方式是硬件操作：

快速连续按下两次复位（Reset）按钮，Bootloader 即被激活；激活后绿色 LED 常亮作为指示。

一旦绿灯常亮，说明设备已进入 Bootloader 模式，等待主机通过 UART 接收固件。这个绿灯正是 main.rs#L32-L33 中定义的LED_GREEN_PIN（P0_13），它和红色 LED（P0_14）共同组成三色 LED 中由 Tock 内核驱动的两路：

// Three-color LED. const LED_RED_PIN: Pin = Pin::P0_14; const LED_GREEN_PIN: Pin = Pin::P0_13;

另外，板上的复位按键对应BUTTON_RST_PIN（P0_18），由NrfStartupComponent接管（main.rs#L240-L246）。在 boards/wm1110dev/src/main.rs 中，这两个 LED 以LedHigh方式注册进LedsComponent，用户态可通过 LED 驱动系统调用点灭它们；同时它们也被注册为内核调试 GPIO（debug_gpio!宏可用）。

5.2 Bootloader 就位后，tockloader 即可正常工作

进入 Bootloader 模式后，tockloader 会像在其他支持 Bootloader 的 Tock 板卡上一样正常工作。这意味着你可以：

1. 编译并烧录内核：在 boards/wm1110dev 目录下执行make install（等价于make program），tockloader 会把编译产物target/thumbv7em-none-eabihf/release/wm1110dev.bin通过 UART 烧到0x10000；
2. 安装示例应用：例如tockloader install blink，应用会被烧入应用区并自动启动；
3. 管理应用：tockloader list查看已装应用、tockloader erase-apps清空应用区、tockloader uninstall卸载指定应用等。

编译内核的通用目标与其他板卡一致（boards/Makefile.common 与 doc/Getting_Started.md 均有说明）：

若在make install时指定串口，可通过make install PORT=/dev/ttyUSB0传入（Makefile 中PORT变量会转成tockloader --port <port>参数）。

六、WM1110 板级源码导读（可选深入）

如果读者想进一步理解这块板在 Tock 中的实现，以下几个文件值得精读：

• boards/wm1110dev/src/main.rs：板级入口。定义了全部引脚常量（main.rs#L32-L62）：
  • UART：TX=P0_24、RX=P0_22（UART_TX_PIN/UART_RX_PIN），用于 console 与调试输出，波特率 115200；
  • I2C：SDA=P0_27、SCL=P0_26，挂载 SHT41；另有I2C_PWR（P0_07）作为 I2C 总线与传感器的电源开关，启动时由内核拉高供电（main.rs#L361-L363）；
  • SPI：SCK=P1_13、MOSI=P1_14、MISO=P1_15、CS=P1_12，连接 LR1110；
  • LR1110 控制脚：BUSY=P1_11、RESET=P1_10、DIO9=P1_08，通过LoRaPhyGPIO（0x30004）暴露给用户态；
  • GPIO D2~D7 分别映射 P0_17/P0_16/P0_15/P1_09/P1_04/P1_03。
• boards/wm1110dev/src/io.rs：panic 处理。内核崩溃时点亮红色 LED（P0_14）并通过 UART（115200、8N1）打印调试信息；
• boards/wm1110dev/Makefile：烧录相关全部目标；
• boards/wm1110dev/layout.ld：内存布局，Bootloader/内核/应用/存储分区一目了然；
• boards/wm1110dev/Cargo.toml：板级 crate 依赖，主要引入cortexm4、kernel、nrf52、nrf52840、components、capsules-core/capsules-extra/capsules-system等。

七、小结：完整上手指南

把整个流程串起来，WM1110 从零到跑起 Tock 的完整路径是：

1. 装环境：Rust nightly + rustup + tockloader（参考 doc/Getting_Started.md）；
2. 接线：按引脚映射表把 nRF52840dk 与 WM1110-dev 用跳线连好，两块板各接一条 USB；
3. 烧 Bootloader（一次性）：在boards/wm1110dev下执行make flash-bootloader，借助 nRF52840dk 的 J-Link 完成；
4. 进入 Bootloader 模式：快速双击复位键，绿灯常亮即成功；
5. 日常烧录：make install烧内核，tockloader install blink装应用，从此无需 JLink。

这套 "JLink 只用来烧一次 Bootloader，之后全走 UART" 的方案，是 WM1110 这类无板载调试器板卡的典型 Tock 部署模式，也让该板成为 LoRaWAN/GNSS 场景下体验 Tock 的安全嵌入式开发流程的低门槛选择。

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