👨🏾‍🔬 💪🏽 🤹🏻 STM32MP1 - कर्नेल + लिनक्स = सही माइक्रोकंट्रोलर 👩🏾‍🎤 💇 🤥

मेरी गतिविधि की प्रकृति से, मैं विभिन्न उपकरणों के विकास में लगा हुआ हूं: माप, नियंत्रण, नियंत्रण, आदि। डिवाइस का अधिकांश भाग 2 भागों में विभाजित है:

उच्च-संसाधन माइक्रोकंट्रोलर और कठिन वास्तविक समय ग्राफिकल यूजर इंटरफेस (जीयूआई) की आवश्यकता नहीं है।
कुछ संसाधनों का उपभोग करना और डिवाइस के कठिन वास्तविक समय के हार्डवेयर में काम करना।

और एक नियम के रूप में, माइक्रोकंट्रोलर्स की एक नई श्रृंखला के लिए संक्रमण जीयूआई के सुधार से निर्धारित किया गया था: अधिक रंग, उच्च संकल्प, अधिक जटिल डिजाइन तत्व। एक समय, यह विचार एक ग्राफिकल इंटरफ़ेस के रूप में रास्पबेरी बोर्ड के कुछ प्रकार का उपयोग करना था।

लेकिन STM32MP1 माइक्रोकंट्रोलर्स की एसटीएम की नई लाइन के आगमन के साथ, मेरी पीड़ा समाप्त हो गई और अब तक यही हुआ है।

सही नियंत्रक

मेरे लिए एक आदर्श नियंत्रक में निम्नलिखित विशेषताएं होनी चाहिए:

विभिन्न ग्राफिक्स प्रारूपों के लिए सरल समर्थन, वेक्टर फोंट के लिए समर्थन जैसे सभ्य ग्राफिक्स क्षमताएं हैं
ग्राफिक्स के लिए बड़ी मात्रा में मेमोरी
यूएसबी कीबोर्ड और माउस का समर्थन
ईथरनेट समर्थन
हार्डवेयर टाइमर की एक बड़ी संख्या
PWM पीढ़ी
GPIO की एक बड़ी संख्या
16 बिट एडीसी

यह इन आवश्यकताओं को एक सभ्य ग्राफिकल यूजर इंटरफेस के साथ विभिन्न उपकरणों के निर्माण के लिए आवश्यक हैं।

और इसलिए मुझे एसटीएम: एसटीएम 32 एमपी 1 से एक नई श्रृंखला देखकर बहुत खुशी हुई।

पहली बैठक

नई चिप से परिचित होने के लिए, STM32MP157C-DK2 बोर्ड खरीदा गया था। यहाँ एक (एक इंटरनेट से फोटो):

डेमो बोर्ड एक STM32MP157CAC चिप पर बनाया गया है, जिसमें शामिल हैं:

2 कोर ए 7, 650 मेगाहर्ट्ज प्रत्येक
1 कोर एम 4, 208 मेगाहर्ट्ज

याद

बहुत पहले अंतर जो आपकी आंख को पकड़ता है वह चिप पर फ्लैश मेमोरी की कमी है। A7 कोर के लिए, जो अनिवार्य रूप से एक माइक्रोप्रोसेसर है, यह एक सामान्य स्थिति है और कोड को हमेशा DRAM से निष्पादित किया जाता है। एम 4 पर आधारित माइक्रोकंट्रोलर में आमतौर पर फ्लैश मेमोरी शामिल होती है जिसमें निष्पादन योग्य कोड संग्रहीत होता है।

इस क्रिस्टल में, M4 कर्नेल में केवल RAM होती है और कोड इसे (डेटाशीट से) निष्पादित किया जाता है:

आंतरिक SRAM के 708 Kbytes:
AXI SYSRAM के 256 Kbytes + AHB SRAM के 384 Kbytes +
बैकअप डोमेन में AHB SRAM के 64 Kbytes
और बैकअप डोमेन में SRAM के 4 Kbytes

A7 कोर में एक अंतर्निहित DDR नियंत्रक (एक डेटशीट से) है:

STM32MP157C / F डिवाइस बाहरी SDRAM के लिए एक नियंत्रक एम्बेड करते हैं जो
निम्नलिखित उपकरणों का समर्थन करते हैं :

LPDDR2 या LPDDR3, 16- या 32-बिट डेटा, 1 Gbyte तक, 533 मेगाहर्ट्ज घड़ी तक।
DDR3 या DDR3L, 16- या 32-बिट डेटा, 1 Gbyte तक, 533 मेगाहर्ट्ज घड़ी तक।

एक तरफ, एम 4 कर्नेल की मेमोरी फ्लैश मेमोरी में संस्करण की तुलना में कम लगती है, लेकिन दूसरी तरफ, रैम मेमोरी कोर आवृत्ति पर चलती है। फ्लैश मेमोरी ऐसा नहीं कर सकती है, और वहां आपको एक आवृत्ति विभक्त का उपयोग करना होगा।

कार्यस्थल संगठन

चूंकि लिनक्स को बोर्ड के साथ काम करने की आवश्यकता है, इसलिए मुझे अपने कंप्यूटर में एक अतिरिक्त हार्ड ड्राइव स्थापित करना होगा और उस पर उबंटू 16.04 तैनात करना होगा। यह ओएस एसटीएम द्वारा अनुशंसित है।

इंजीनियरिंग और उत्पादन मोड

बोर्ड दो मोड में से एक में शुरू हो सकता है (डिप स्विच द्वारा निर्धारित)। इंजीनियरिंग मोड में, M4 कोर अलग से काम करता है। उत्पादन मोड में, एम 4 कोर ए 7 कोर के नियंत्रण में चलता है। मैंने इंजीनियरिंग मोड का उपयोग नहीं किया, मैंने केवल उत्पादन मोड में काम किया। इस मोड में, आपको कोर घड़ी ट्यूनिंग के बारे में चिंता करने की ज़रूरत नहीं है। अधिकतम मान पर बूट प्रक्रिया के दौरान समय को कॉन्फ़िगर किया गया है। मैंने डिबगर में कई रजिस्टरों की जांच की, मको पर कुछ आवृत्तियों को घटाया और आस्टसीलस्कप को देखा। ए 7 650 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर संचालित होता है, एम 4 208 मेगाहर्ट्ज की आवृत्ति पर।

कर्नेल M4। प्रोग्राम डाउनलोड करें और चलाएं

चूंकि M4 कोर A7 चला रहा है, इसका मतलब है OpenSTLinux चलाना। M4 कोर को नियंत्रित करने के लिए लिनक्स रीमोटेपोक फ्रेमवर्क (RPROC) का उपयोग किया जाता है। यह ढांचा आपको कर्नेल, डाउनलोड और डीबग सॉफ़्टवेयर (ईएलएफ फ़ाइलों) को सक्षम और अक्षम करने की अनुमति देता है।

प्रोग्राम को M4 कर्नेल में लोड करने के लिए, निम्न कमांड का उपयोग करें:

इको-एन <फर्मवेयर_नामे.फ़ल >> / sys / class / remoteproc / remoteproc0 / फर्मवेयर

प्रोग्राम शुरू करने के लिए:

इको स्टार्ट> / s / s / क्लास / remoteproc / remoteproc0 / राज्य

को रोकने के लिए:

इको stop> / sys / class / remoteproc / remoteprocX / state

कर्नेल M4। SW4STM32

उपर्युक्त आदेशों की कोशिश की गई है, सब कुछ काम करता है :) लेकिन काम करने के लिए, आपको किसी प्रकार की सामान्य आईडीई की आवश्यकता है। एसटीएम इसके लिए AC6 SW4STM32 सॉफ्टवेयर का उपयोग करने की सिफारिश करता है। इसी समय, OpenSTM32 वेबसाइट का बहुत अच्छा शीर्षक है:

लिनक्स के लिए सिस्टम वर्कबेंच के साथ, एसटी से MPUs के STM32MP1 परिवार पर एंबेडेड लिनक्स का निर्माण और रखरखाव के लिए इतना सरल कभी नहीं था, यहां तक कि लिनक्स की दुनिया में नए लोगों के लिए भी।
और, यदि आप STM32 के लिए सिस्टम कार्यक्षेत्र में लिनक्स के लिए सिस्टम कार्यक्षेत्र को स्थापित करते हैं, तो आप आंशिक रूप से लिनक्स पर, आंशिक रूप से कोर्टेक्स-एम 4 पर आंशिक रूप से चलने वाले असममित अनुप्रयोगों को विकसित और डिबग कर सकते हैं।

यही है, आप एम 4 कोर और ए 7 दोनों के लिए कोड लिख सकते हैं। लेकिन यह एक पेड वर्जन है। और मुफ्त वाला, जो डाउनलोड के लिए उपलब्ध है, आपको केवल एम 4 कोर के लिए कोड लिखने और डीबग करने की अनुमति देता है।

IDE SW4STM32 को डाउनलोड, इंस्टॉल और ट्राय किया गया है। सब कुछ काम करता है, लिखने और संकलन की प्रक्रिया विंडोज पर संस्करण से अलग नहीं है।
एकमात्र अंतर कोड लोडिंग और डिबगिंग है, क्योंकि सॉफ्टवेयर लिखने के लिए एथेनेट और एसएसएच कनेक्शन का उपयोग किया जाता है। डिबगिंग और बिंदुओं पर रोक के लिए, अंतर्निहित एसटी लिंक बोर्ड का उपयोग किया जाता है।

कर्नेल A7। क्रॉस कंपाइलर

एक पीसी पर कार्यक्रमों को संकलित करने के लिए, एसटीएम एक क्रॉस-कंपाइलर प्रदान करता है। क्रॉस-कंपाइलर स्क्रिप्ट को लोड करने और चलाने की प्रक्रिया को नीचे दिए गए STM32MP1 विकी में विस्तार से वर्णित किया गया है। सब कुछ निर्देशों के अनुसार किया गया था, सब कुछ उसी तरह काम करता है जैसा कि इसे करना चाहिए। :)

इकोसिस्टम v1.1.0 के लिए क्रॉस-कंपाइलर चलाना:

स्रोत SDK / पर्यावरण-सेटअप-कोर्टेक्सa7t2hf-neon-vfpv4-openstlinux_weston-linux-gnueaea
अच्छी तरह से, फिर मेकफाइल के अनुसार,
कमांड
और सोर्स कोड बनायें , ARM कोड में संकलित किया जाएगा :)

कर्नेल A7। प्रोग्राम डाउनलोड करें और चलाएं

प्रोग्राम को डेमो बोर्ड में लोड करने के लिए, कमांड का उपयोग करें:

scp gtk_hello_world root@192.168.1.18: / usr / local

यह कमांड / usr / लोकल सेक्शन में gtk_hello_world फ़ाइल डाउनलोड करता है, जो IP पते के साथ बोर्ड पर स्थित है: 192.168.1.18। रूट - वह पासवर्ड जो डिफ़ॉल्ट रूप से बोर्ड पर है।

इंटर-कोर डेटा एक्सचेंज

अधिकांश समय कोर के बीच डेटा विनिमय के तंत्र को समझने में बिताया गया था। एसटीएम द्वारा दिए गए उदाहरणों में, इस तरह के विनिमय को लागू करने के लिए कई विकल्प हैं। आप OpenSTLinux के ड्राइवर के साथ सीधे काम कर सकते हैं या वर्चुअल UART तंत्र का उपयोग कर सकते हैं। मैंने वर्चुअल पोर्ट के माध्यम से साझा करने का निर्णय लिया।

लिनक्स की तरफ, यह इस तरह दिखता है:

डिवाइस खोलें:

fd = open ("/ dev / ttyRPMSG0", O_RDWR);

फिर हम इसे लिखते हैं या पढ़ते हैं:

लिखते हैं (fd, "LED_Toggle \ r \ 0", 10);
len = read (fd, buf, sizeof (buf));

सब कुछ काफी सरल है, लेकिन एक छोटी सी बारीकियों है। दिखने के लिए ttyRPMSG0 डिवाइस के लिए, आपको इस रूप में A7 कोर तक पहुंचने के लिए M4 कोर की आवश्यकता है:

ये M4 कोर कोड की पंक्तियाँ हैं:

VIRT_UART_Init(&huart0); //  
VIRT_UART_RegisterCallback(&huart0, VIRT_UART_RXCPLT_CB_ID, VIRT_UART0_RxCpltCallback) //      .

M4 कोर द्वारा वर्चुअल पोर्ट से डेटा का रिसेप्शन:

if (VirtUart0RxMsg)
{
      //     VirtUart0ChannelBuffRx
     
      VirtUart0RxMsg = 0;
}

वर्चुअल पोर्ट पर डेटा लिखना:

VIRT_UART_Transmit(&huart0, TxArray, TXCounter);

सब कुछ काम करता है, लेकिन एक छोटी सी बारीकियां हैं जो मुझे अभी तक समझ नहीं आई हैं। A7 कोर द्वारा डेटा का रिसेप्शन, जो M4 कोर द्वारा प्रेषित होता है, तब तक शुरू नहीं होता है जब तक कि A7 कोर पहले किसी भी डेटा को पोर्ट पर नहीं लिखता है।

इस पूरे तंत्र को तीसरे पक्ष के OpenAMP पुस्तकालयों के एक सेट द्वारा लागू किया गया है। इस पुस्तकालय को M4 कर्नेल परियोजना में शामिल किया जाना चाहिए और तदनुसार प्रारंभ किया जाना चाहिए।

भविष्य की योजनाएं

A7 के लिए कोड लिखने और डिबग करने के लिए ग्रहण को स्थापित और कॉन्फ़िगर करें।
एक सामान्य चित्रमय डेमो लिखें, जैसे कि M4 ADC से आस्टसीलस्कप।
और अंत में, इस चिप के आधार पर अपना कंट्रोलर बोर्ड बनाएं। :) विकी

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