還是按照俗套先來看看板子

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這個系列板子有兩個版本: STM32MP157A-DK1和STM32MP157C-DK2, 本文主角是前者. 兩者差別:

1.1 ?157A/157C的Cortex-A7最高頻率為650MHz。

1.2??157A缺少157C擁有的: AES/DES/RSA硬件加密單元, SecureBoot功能.

除此之外兩個板子基本是一樣的, 板子的布局也是相同的。如果有焊接高手可以換兩個板子的主控芯片也是可行的。所以兩者的Demo程序絕大多數(shù)也是可以共用的。

這個芯片的資源比較豐富, 定位是工控/高端消費類應用。這里作者也不照抄數(shù)據(jù)手冊了，感興趣的可以去下載看看，它的主要內核是雙Cortex-A7+Cortex-M4，還有Neon, FPU, GPU等等。MP1主要是使用Cortex-A7, Cortex-M4可以算是一個從MCU,因為芯片本身是沒有Flash的, 需要Cortex-A7把可執(zhí)行代碼載入到Cortex-M4可以訪問的RAM空間。板子上的NV空間是TF卡, 內存主空間是512Mbyte的DDR. 考慮到使用這個芯片的同學有一大部分是從STM32的以前的用戶, 簡要介紹些內核.目前的ARM內核主要有三個系列Cortex-A, Cortex-R, Cortex-M。

Cortex-M系列

大家都很熟了, 特點是只能支持Thumb/Thumb2指令集, 沒有MMU. 主要面向中低端應用, 比如疫情期間的體溫槍就有很大一部分是STM32的方案. 這當中又有Cortex-M0/M1, Cortex-M3, Cortex-M4, Cortex-M7, Cortex-M23, Cortex-M33, Cortex-M35等內核, 面向不同復雜度的應用。

Cortex-R系列

是面向實時應用的內核. 比如車載ECU, 電梯控制器, 高精度電機控制等等. 目前沒有看到ST公司的這個系列的產(chǎn)品. 支持ARM指令和Thumb/Thumb2指令.可以看作ARM7的升級產(chǎn)品。

Cortex-A系列

就是面向復雜應用的內核. 通俗點講就是跑Linux/Android的內核. 大家熟知的高通/海思芯片都是這個系列的內核. 這個板子的Cortex-A7是其中比較低功耗的內核. 但不是最低的, 還有Cortex-A5是最低端的A系列內核. 注意, Cortex-A7是ARM v5架構, 而且Cortex-A7是Cortex-A9之后推出的內核. 跟Cortex-M0是Cortex-M3之后推出的類似. 當然這些細節(jié)并不重要.

系統(tǒng)方面, Cortex-A系列的芯片當然可以跑任何主流系統(tǒng), 或者根本不跑系統(tǒng). 但是這種芯片主要跑Linux/Android. 考慮到具體的運行頻率和定位的應用場景, Linux應該是大多數(shù)的選擇. 本文也是假定大家用它來跑Linux.

開發(fā)STM32MP1這個開發(fā)板分幾個層次, 難度逐次增加, 但是并不是一定要開發(fā)到最底層才算”最硬核”. 實際上很多工業(yè)中的產(chǎn)品都是二次開發(fā)甚至N次開發(fā)的成果. 最關鍵還是設計與代碼的質量, 以及產(chǎn)品所創(chuàng)造的價值.

就本開發(fā)板而言, 開發(fā)者可以:

1.? ?? ?在提供好的Linux鏡像上做開發(fā), 把這個開發(fā)板子當做一個Mini工控電腦.
2.? ?? ?利用OpenSTLinux提供的SDK, 開發(fā)自己的應用程序.
3.? ?? ?利用開源的OpenSTLinux源代碼, 定制自己的內核和鏡像.
4.? ?? ?不要Linux,從Baremetal出發(fā), 移植/運行其他OS,或者干脆不用OS.

如果是要涉及到上述第二層之后的開發(fā), 最好準備一臺Linux開發(fā)機器, 最好是跑Ubuntu 18.04的本地Linux機器. Windows上跑虛擬機+鏡像也是比較方便的組合.Windows10的WSL2也可以.

板子拿到手之后會有配套的已經(jīng)制作好的啟動TF卡,插入. 并且把板子背面的啟動選項開關配置成(1,1).

1.電源接口, Type C供電,?任何Type C的Source都可以供電.?注意本板子不支持向外供電.?作者使用的是Think Pad的Type C電源,?華為/小米的Type C電源應該都可以.?或者插在電腦也可以.

2.千兆網(wǎng)口,?建議插在自己家中的路由器上.?因為DK1沒有無線網(wǎng)絡連接,?所以這個是唯一的網(wǎng)絡接口.

3.TF卡槽, DK1/DK2板子上沒有NandFlash/NorFlash/eMMC,這是唯一的NV存儲.?如果要用其他卡做起動盤,?建議最少16G.

4.帶麥的音頻接口.?基本上任何耳機都可以.

5.STLink V2-1接口.?除了STLink?還有一個虛擬串口.

6.HDMI接口,?基本上任何帶HDMI的顯示器都可以.?出廠自帶Linux鏡像有GUI界面.

7.USB接口,?這個口是板子的USB Device口,?可用作DFU.

8.USB Host接口,?可以接4個USB Device.?作者試驗過鍵盤,鼠標.?包括無線的鍵鼠都能用.

登入板上的Linux,?從操作的角度三種途徑:

1. STLink的虛擬串口,?如果要在uboot那里停下來做操作這也是唯一的選項了.

2.?把鍵盤/鼠標/顯示器都接上,?直接使用OpenSTLinux的Xterm.

3. ssh登陸.

這一章節(jié)我們先利用已有的Linux鏡像上玩玩,?做幾個實驗.

1.?播放網(wǎng)絡音頻

保證你的開發(fā)板可以訪問要播放的網(wǎng)絡資源.?可以先ping一下子.

如果ping不通,?先把網(wǎng)絡問題解決.

音頻是板子自帶的輸出口,?可以插上耳機或者音箱欣賞.?如果想調整音量.用這個命令: alsamixer

用方向鍵調整音量.

如果想把音頻下載到本地后面再聽:

2019底2020初疫情牽動著萬千人的心,?即使目前國內的情況基本好轉,?但是全球的情況依然令人揪心.?這里通過板子獲取全球最新的確診/疑似/死亡數(shù)據(jù).?如果再花點時間,?增加圖形界面,?配上LCD或者大屏幕,?可以做成一個展示板子.?這里只獲取到數(shù)據(jù),?獲取之后的數(shù)據(jù)的GUI部分有興趣的可以動手做一做,?或者以后有時間再來發(fā)貼.

首先要找一個數(shù)據(jù)源,?這里使用美國約翰霍普金斯大學的一個數(shù)據(jù)源,?使用curl可以拉取所有數(shù)據(jù):

輸入上述命令后, console會打印最新的數(shù)據(jù).?全球所有地區(qū)基本上都覆蓋了.?但是這數(shù)據(jù)比較多,?需要做一點處理.?比如僅僅打印目前中國境內的各地區(qū)確診數(shù)據(jù):

將上述腳本存為源代碼,再運行:

完成這個實驗包含兩部分:

1.從網(wǎng)絡獲取數(shù)據(jù),?如果用C/C++,可以使用curl的API.?如果是python,?標準庫有內建的urllib等庫;

2.結果的解析,?如果使用C/C++有很多開源的json庫可用.?如果是python則標準庫有內建的json支持.

如果涉及到圖形化展示數(shù)據(jù),?則還有Qt, GTK,?或者tkinter.

這個實驗使用系統(tǒng)內置的GPIO控制程序來做流水燈實驗.?控制板子上的LD5, LD6, LD7這幾個LED.?其中LD5, LD6是低邏輯點亮, LD7是高邏輯點亮.LD8是Linux本身已經(jīng)使用了,?用戶程序不能控制.

Ctrl+Z或者Ctrl+C都可以退出.

因為板子跑的是Linux,?工具鏈可以使用開發(fā)機本身的包管理工具來安裝.?如果要使用板上特有的庫,?還需要配置OpenSTLinux的SDK和BSP.?這里我們只是打印Hello World.?使用標準的開發(fā)工具鏈即可.

在開發(fā)機上安裝g++工具鏈:

隨便在電腦上找一個原來寫的C++測試代碼:

編譯連接:

如果沒有帶參數(shù)的話, build的輸出為a.out

把這個a.out通過網(wǎng)絡或者拷貝弄到開發(fā)板上的文件系統(tǒng)中,?添加可執(zhí)行屬性即可運行:

請復制粘貼網(wǎng)址到外部瀏覽器進行瀏覽：

STM32 MPU Wiki:?

https://wiki.st.com/stm32mpu/wiki/Main_Page

STM32 MP1 Product Page:

https://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32mp157.html#

STM32 MP1 DK1 Page:

https://www.st.com/content/st_com/en/products/evaluation-tools/product-evaluation-tools/mcu-mpu-eval-tools/stm32-mcu-mpu-eval-tools/stm32-discovery-kits/stm32mp157a-dk1.html