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STM32MP1-内核+ Linux =完美的微控制器

根据活动的性质，我从事各种设备的开发：测量，控制，控制等。该设备的绝大部分分为2部分：

  1. 高资源微控制器，不需要硬实时图形用户界面（GUI）。
  2. 消耗很少的资源并在设备的实时硬件中工作。

通常，向GUI系列的改进决定了向新系列微控制器的过渡：更多的颜色，更高的分辨率，更复杂的设计元素。曾经有一次想法是使用某种Raspberry板作为图形界面。

但是随着STM的新系列STM32MP1微控制器的问世，我的痛苦结束了，到目前为止，事情就是这样。

完美的控制器


对我而言，理想的控制器应具有以下特征：

  • 具有良好的图形功能，例如对各种图形格式的简单支持，对矢量字体的支持
  • 图形的大量内存
  • USB键盘和鼠标支持
  • 以太网支持
  • 大量的硬件计时器
  • PWM产生
  • 大量的GPIO
  • 16位ADC

这些要求是构建具有良好图形用户界面的各种设备所需要的。

因此，我很高兴看到STM的新系列：STM32MP1。

首次见面


为了熟悉新芯片，购买了STM32MP157C-DK2板。这是一张（来自Internet的照片）：该



演示板基于STM32MP157CAC芯片构建，其中包括：

  • 2个内核A7，每个650 MHz
  • 1核心M4，208 MHz

记忆


引起您注意的第一个区别是芯片上缺少闪存。对于本质上是微处理器的A7内核，这是正常情况，并且代码始终从DRAM执行。基于M4的微控制器通常包括闪存，其中存储了可执行代码。

在此晶振中，M4内核仅具有RAM，并从中执行代码（根据数据表）：

708 KB内部SRAM：256 KB
AXI SYSRAM + 384 KB AHB SRAM +
64 KB AHB SRAM在备份域中
，4 KB SRAM在备份域中

A7内核具有内置的DDR控制器（来自数据表）：
STM32MP157C / F设备嵌入了用于外部SDRAM的控制器，该控制器支持
以下设备：

  • LPDDR2或LPDDR3，16位或32位数据，最大1 GB，最大533 MHz时钟。
  • DDR3或DDR3L，16位或32位数据，最高1 GB，最高533 MHz时钟。

一方面，M4内核的内存似乎比闪存中的内存要少，但另一方面，RAM内存以核心频率运行。闪存无法做到这一点，因此您必须使用分频器。

工作场所组织


由于需要使用Linux才能与开发板一起使用，因此我必须在计算机上安装一个额外的硬盘驱动器，然后在其上部署Ubuntu 16.04。STM建议使用此操作系统。

工程与生产模式


该板可以两种模式之一启动（由DIP开关确定）。在工程模式下，M4内核单独工作。在生产模式下，M4内核在A7内核的控制下运行。我没有使用工程模式，仅在生产模式下工作。在这种模式下，您不必担心调整核心时钟。在引导过程中将时序配置为最大值。我检查了调试器中的几个寄存器，推导了MCO上的某些频率，然后看了示波器。A7的工作频率为650 MHz，M4的工作频率为208 MHz。

内核M4。下载并运行程序


由于M4内核正在运行A7，因此意味着正在运行OpenSTLinux。Linux remoteproc框架（RPROC）用于控制M4内核。该框架允许您启用和禁用内核，下载和调试软件（ELF文件）。

要将程序加载到M4内核中，请使用以下命令：

echo -n <firmware_name.elf >> / sys / class / remoteproc / remoteproc0 / firmware

要启动程序：

echo start> / sys / class / remoteproc / remoteproc0 / state

要停止：

echo停止> / sys / class / remoteproc / remoteprocX /状态

内核M4。SW4STM32


上面提到的命令已经过尝试，一切正常:)但是要工作，您需要某种普通的IDE。STM建议为此使用AC6 SW4STM32软件。同时，OpenSTM32网站有一个非常酷的标题：
借助适用于Linux的System Workbench，意法半导体STM32MP1系列MPU上的嵌入式Linux的构建和维护从未如此简单，即使对于Linux世界的新手也是如此。
而且，如果您在STM32的System Workbench中安装了Linux的System Workbench，则可以无缝地开发和调试部分在Linux上，部分在Cortex-M4上运行的非对称应用程序。
也就是说，您可以为m4内核和A7编写代码。但这是付费版本。免费的一个可供下载，允许您只为M4内核编写和调试代码。

IDE SW4STM32已下载，安装并尝试。一切正常，编写和编译的过程与Windows上的版本相同。
唯一的区别是代码加载和调试，因为Ethenet和SSH连接用于编写软件。为了进行逐点调试和停止，使用了内置的ST LINK板。

内核A7。交叉编译器


为了在PC上编译程序，STM提供了一个交叉编译器。STM32MP1 Wiki的下面的链接中详细描述了加载和运行交叉编译器脚本的过程。一切都按照说明进行，一切都按预期进行。:)

运行生态系统v1.1.0的交叉编译器：

源SDK / environment-setup-cortexa7t2hf-neon-vfpv4-openstlinux_weston-linux-gnueabi
，然后 根据makefile将
make命令
和源代码编译为ARM代码:)

内核A7。下载并运行程序


要将程序加载到演示板上，请使用命令：

scp gtk_hello_world root@192.168.1.18：/ usr / local

此命令将gtk_hello_world文件下载到/ usr / local部分，该文件位于IP地址为192.168.1.18的开发板上。根-默认情况下，板上的密码。

核心间数据交换


大多数时间都花在了解内核之间的数据交换机制上。在STM提供的示例中，有几种选择可以实现这种交换。您可以直接从OpenSTLinux使用驱动程序，也可以使用虚拟UART机制。我决定简化通过虚拟端口的共享。

在Linux端，它看起来像这样：

打开设备：

fd = open（“ / dev / ttyRPMSG0”，O_RDWR）;

然后我们对其进行写入或读取：

write（fd，“ LED_Toggle \ r \ 0”，10）;
len =读取（fd，buf，sizeof（buf））;

一切都很简单，但有一点细微差别。为了显示ttyRPMSG0设备，您需要M4内核以这种形式访问A7内核：

这是M4内核代码的行：

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

M4内核从虚拟端口接收数据：

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

将数据写入虚拟端口：

VIRT_UART_Transmit(&huart0, TxArray, TXCounter);

一切正常，但有一点细微之处我仍无法理解。除非A7内核先前已将任何数据写入端口，否则M4内核发送的A7内核的数据接收不会开始。

整个机制由一组第三方OpenAMP库实现。该库应包含在M4内核项目中，并进行相应的初始化。

未来的计划


安装并配置Eclipse以编写和调试A7的代码。
编写一个普通的图形演示，例如M4 ADC的示波器。
最后，使您的控制器板基于该芯片。:) Wiki

有用链接

STM32MP1
OpenSTM32
ST社区
AC6

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