iMX8MQ MCUXpresso SDK開發(fā)詳解

哦哈喲

飛凌iMX8MQ 平臺內(nèi)部有一個Cortex M4內(nèi)核，支持使用MCUXpresso SDK進(jìn)行開發(fā)。

MCUXpresso SDK是微控制器軟件支持的集合，它包含外圍驅(qū)動程序，RPMSG多核通信，以及FreeRTOS支持。可以查看SDK API文檔了解它實現(xiàn)的函數(shù)和結(jié)構(gòu)體。

一、使用ARM GCC工具編譯應(yīng)用程序

在Linux環(huán)境下，MCUXpresso SDK使用GCC工具進(jìn)行編譯，下面以hello_world demo為例說明編譯的過程。

首先需要搭建Linux編譯環(huán)境：

1、安裝cmake

$ sudo apt-get install cmake

$ cmake --version

cmake 的版本要大于 3.0.x 才行。如果您的的版本小于3.0，可以參考下列步驟進(jìn)行更新。

$ cd /tmp

$ wget https://cmake.org/files/v3.11/cmake-3.11.0-rc4-Linux-x86_64.tar.gz

$ tar zxvf cmake-3.11.0-rc4-Linux-x86_64.tar.gz

$ sudo mv cmake-3.11.0-rc4-Linux-x86_64 /opt/cmake-3.11

$ sudo ln -sf /opt/cmake-3.11/bin/* /usr/bin/

$ cmake --version

2、安裝GCc編譯器

將用戶資料工具目錄的 gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major-linux.tar.bz2 拷貝到虛擬機/tmp 目錄。

$ cd /tmp

$ sudo tar xvf gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major-linux.tar.bz2 -C /opt

3、設(shè)置環(huán)境變量

$ export ARMGCC_DIR=/opt/gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major

$ export PATH=/opt/gcc-arm-none-eabi-7-2017-q4-major/binPATH

設(shè)置完成可以看一下是否設(shè)置成功：

$ echo $ARMGCC_DIR

$ echo $PATH

4、編譯

將用戶資料原廠資料中的 SDK_2.8.0_EVK-MIMX8MQ.zip 拷貝到虛擬機 /home/forlinx/imx8mq 目錄下：

$ cd /home/forlinx/imx8mq

$ mkdir SDK_2.8.0_EVK-MIMX8MQ

$ mv SDK_2.8.0_EVK-MIMX8MQ.zip SDK_2.8.0_EVK-MIMX8MQ

$ cd SDK_2.8.0_EVK-MIMX8MQ

$ unzip SDK_2.8.0_EVK-MIMX8MQ.zip

$ cd boards/evkmimx8mq/demo_apps/hello_world/armgcc

$ ./build_debug.sh

  編譯出來的 hello_world.bin 文件在 ./debug 目錄下。

注意：這里也可以編譯其他版本，如build_ddr_debug.sh，只是在運行的時候會有差別。

二、 使用IAR和J link編譯和 調(diào)試

參考官方提供的手冊 《SDK_2.8.0_EVK-MIMX8MQ\docs\Getting Started with MCUXpresso SDK for EVK-MIMX8MQ》。

1、IAR和Jlink官方工具版本要求

IAR請使用IAR embedded Workbench 8.30.2版本或更高版本，jlink官方工具版本請使用包含MIM8M6_M4設(shè)備的版本，我們使用的版本為JLink_Windows_V654c。IAR embedded Workbench為付費軟件，請用戶自行購買安裝。Jlink官方工具用戶可以在jlink官方網(wǎng)站下載。

另外還需要NXP提供的SDK_2.8.0_EVK-MIMX8MQ，用戶資料內(nèi)已經(jīng)提供。

2、IAR通過Jlink運行測試程序

步驟一、打開工程

1.  打開IAR

2.  在“File”菜單下選擇“Open Workspace”，選擇SDK_2.8.0_EVK-MIMX8MQ\boards\evkmimx8mq\demo_apps\hello_world\iar\hello_world.eww。

3.  選擇debug選項

步驟 二 、  配置工程

按下ALT+F7快捷鍵打開配置界面。

1.  設(shè)置General Options選項配置：

2. 設(shè)置linker選項配置：

點擊“Edit...”

選擇MIMX8MQ6xxxJZ_cm4_ddr_ram.icf、MIMX8MQ6xxxJZ_cm4_ram.icf，不同的選項會生成的鏡像會運行在不同的存儲中（ddr、ram）。

3.  設(shè)置Debugger選項配置：

4. 設(shè)置J-Link/J-Trace選項配置：

配置完成后點擊 “OK”。

步驟三、編譯并運行工程

注意：調(diào)試M4程序，iMX8MQ開發(fā)板不能啟動到Linux內(nèi)核階段，需要停止在uboot（啟動時，在調(diào)試串口按下空格鍵）。

1.  點擊“Make”編譯工程，工程編譯完成，且無報錯：

2. 點擊“Download and Debug”按鈕：

3. 提示設(shè)置 J-Link 選擇設(shè)備：

4. 選擇“MIMX8MQ6_M4”設(shè)備：

5. 運行測試程序：

6. 在M4核調(diào)試串口查看運行結(jié)果：

三、使用 U -boot運行應(yīng)用程序

可以在iMX8MQ開發(fā)板啟動的時候進(jìn)入u-boot命令行，通過u-boot命令來將bin文件加載到M4中并運行，下面以hello_world.bin程序為例說明運行的過程。

注意：M4程序運行可能和A53有資源沖突，如某個接口在M4中已經(jīng)使用，A53中不要再次調(diào)用此接口。M4程序運行在DDR中，需要Linux中預(yù)留這部分內(nèi)存。在系統(tǒng)燒寫的設(shè)備樹ok8mq-evk-rpmsg.dtb中有配置。我們下面測試都是使用此設(shè)備樹測試M4程序。

在uboot命令行內(nèi)輸入下列命令修改設(shè)備樹：

$ setenv fdt_file ok8mq-evk-rpmsg.dtb

$ saveenv

1、 準(zhǔn)備測試用M4程序

采用第一或者第二中的方法生成運行在DDR和ram的hello_world.bin，并將它們分別命名為hello_world_ddr.bin和hello_world_ram.bin。

2、 串口連接

由于hello_world程序中使用了uart2，因此在開始測試之前請連接uart2到PC的串口。并使用串口調(diào)試工具打開對應(yīng)的COM口，波特率等參數(shù)設(shè)置和OKMX8MQ Debug口參數(shù)相同。

3、 將編譯出來的hello_world_ddr.bin和hello_world_ram.bin拷貝到U盤（fat32）的根目錄下面，將U盤插到開發(fā)板上，重啟iMX8MQ開發(fā)板，停在u-boot命令行。

4、 在u-boot命令行執(zhí)行如下命令

對于debug/release版本的bin文件，它運行在TCM，執(zhí)行下列命令：

$ usb start

$ fatload usb 0:1 0x48000000 hello_world_ram.bin

$ cp.b 0x48000000 0x7e0000 0x20000

$ bootaux 0x7e0000

終端的執(zhí)行：

在uart2的調(diào)試串口工具上可以看到打印信息如下：

對于ddr_debug/ddr_release版本的bin文件，它運行在ddr4，執(zhí)行下列命令：

$setenv fdt_file ok8mq-evk-rpmsg.dtb

$ saveenv

$ usb start

$ fatload usb 0:1 0x80000000 hello_world_ddr.bin

$ dcache flush

$ bootaux 0x80000000

終端的執(zhí)行：

在uart2的調(diào)試串口工具上可以看到打印信息如下：

四、Uboot自動啟動M4程序

    在制作系統(tǒng)鏡像的時候，會將源碼包內(nèi)images/m4/文件夾下的文件寫入到boot.img鏡像內(nèi)，該鏡像是rootfs.sdcard的一部分。我們把鏡像燒寫到emmc后，這些m4程序的鏡像就在emmc的fat32分區(qū)內(nèi)存在。Uboot啟動過程中會運行m4_run，將m4_run設(shè)置為啟動m4程序，啟動后uboot會啟動M4程序。

以hello_world例程示例，按下面的方法設(shè)置uboot環(huán)境變量后，uboot會自動啟動M4程序。

hello_world程序的鏡像，我們已經(jīng)默認(rèn)添加到源碼的images/m4/文件夾下，所以我們的鏡像內(nèi)emmc的分區(qū)1內(nèi)的m4文件夾下包含了hello_world的鏡像，hello_world_ram.bin和hello_world_ddr.bin。

在ram啟動M4程序。

$ setenv m4_run 'mmc dev 0; fatload mmc 0:1 0x48000000 m4/hello_world_ram.bin; cp.b 0x48000000 0x7e0000 0x20000; bootaux 0x7e0000 '

$ saveenv

在ddr啟動M4程序。

$ setenv m4_run 'mmc dev 0; fatload mmc 0:1 0x80000000 m4/hello_world_ddr.bin; dcache flush; bootaux 0x80000000'

$ saveenv

注1：用戶添加自己編譯的鏡像放到images/m4/文件夾下，編輯生成鏡像，燒寫后就會在emmc的fat分區(qū)內(nèi)，啟動的時候根據(jù)編譯的為ddr版或ram版選擇m4_run的設(shè)置方法，并將m4_run命令內(nèi)的m4鏡像名字替換成自己編譯的m4鏡像的名字。

注2：可以在系統(tǒng)啟動后查看fat分區(qū)內(nèi)包含的鏡像，也可以通過cp命令添加鏡像。

查看鏡像：

$ ls /run/media/mmcblk0p1/m4

復(fù)制鏡像到文件夾：

$ cp /run/media/sda1/m4_flash.bin /run/media/mmcblk0p1/m4/

五、異構(gòu)多核通信測試

使用RPMsg（Remote Processor Messaging）實現(xiàn)Cortex A53跟Cortex M4進(jìn)行通信。

RPMsg是一種基于virtio的消息傳遞總線，它允許內(nèi)核驅(qū)動程序與系統(tǒng)上可用的遠(yuǎn)程處理器（如Cortex M4）進(jìn)行通信。下圖是一個多核通信架構(gòu)：

飛凌iMX8MQ的MCUXpresso SDK中有一個demo：rpmsg_lite_pingpong_rtos，它實現(xiàn)了Cortex A53與Cortex M4的數(shù)據(jù)收發(fā)，二者使用了共享內(nèi)存，并且在Cortex M4上運行了一個FreeRTOS Task。

在Cortex A53端通過內(nèi)核模塊的方式實現(xiàn)該功能，代碼位于：drivers/rpmsg/imx_rpmsg_pingpong.c。

下面以 Arm GCC 方式編譯示例。

進(jìn)入以下目錄：

$ cd boards/evkmimx8mq/multicore_examples/rpmsg_lite_pingpong_rtos/linux_remote/armgcc

編譯debug版本的bin文件：

$ ./build_debug.sh

$ cd debug

$ ls -l

將編譯出來的bin文件rpmsg_lite_pingpong_rtos_linux_remote.bin拷貝到U盤（Fat32）的根目錄下面，啟動開發(fā)板停在u-boot命令行。

$ setenv fdt_file ok8mq-evk-rpmsg.dtb

$ saveenv

$ usb start

$ fatload usb 0:1 0x48000000 rpmsg_lite_pingpong_rtos_linux_remote.bin

$ cp.b 0x48000000 0x7e0000 0x20000

$ bootaux 0x7e0000

運行bin文件后，可以在uart2的串口終端看到以下輸出：

然后在A53 U-boot命令行輸入 boot 啟動kernel，此時可以在Cortex M4的串口終端看到以下輸出：

然后在Cortex A53的串口終端加載以下內(nèi)核模塊：

$ modprobe imx_rpmsg_pingpong

模塊加載之后，Cortex A53開始跟Cortex M4進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸，此時可以在Cortex M4的串口終端看到以下輸出：

此時可以在Cortex A53的串口終端看到以下輸出：

詳情請查看飛凌官方網(wǎng)站https://www.forlinx.com/