iMX8MQ MCUXpresso SDK開(kāi)發(fā)詳解

哦哈喲

飛凌iMX8MQ 平臺內部有一個(gè)Cortex M4內核，支持使用MCUXpresso SDK進(jìn)行開(kāi)發(fā)。

MCUXpresso SDK是微控制器軟件支持的集合，它包含外圍驅動(dòng)程序，RPMSG多核通信，以及FreeRTOS支持�？梢圆榭碨DK API文檔了解它實(shí)現的函數和結構體。

一、使用ARM GCC工具編譯應用程序

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(shuō)明編譯的過(guò)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(hù)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

設置完成可以看一下是否設置成功：

$ echo $ARMGCC_DIR

$ echo $PATH

4、編譯

將用戶(hù)資料原廠(chǎng)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(lái)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(shí)候會(huì )有差別。

二、 使用IAR和J link編譯和 調試

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(hù)自行購買(mǎi)安裝。Jlink官方工具用戶(hù)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(hù)資料內已經(jīng)提供。

2、IAR通過(guò)Jlink運行測試程序

步驟一、打開(kāi)工程

1.  打開(kāi)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(kāi)配置界面。

1.  設置General Options選項配置：

2. 設置linker選項配置：

點(diǎn)擊“Edit...”

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

3.  設置Debugger選項配置：

4. 設置J-Link/J-Trace選項配置：

配置完成后點(diǎn)擊 “OK”。

步驟三、編譯并運行工程

注意：調試M4程序，iMX8MQ開(kāi)發(fā)板不能啟動(dòng)到Linux內核階段，需要停止在uboot（啟動(dòng)時(shí)，在調試串口按下空格鍵）。

1.  點(diǎn)擊“Make”編譯工程，工程編譯完成，且無(wú)報錯：

2. 點(diǎn)擊“Download and Debug”按鈕：

3. 提示設置 J-Link 選擇設備：

4. 選擇“MIMX8MQ6_M4”設備：

5. 運行測試程序：

6. 在M4核調試串口查看運行結果：

三、使用 U -boot運行應用程序

可以在iMX8MQ開(kāi)發(fā)板啟動(dòng)的時(shí)候進(jìn)入u-boot命令行，通過(guò)u-boot命令來(lái)將bin文件加載到M4中并運行，下面以hello_world.bin程序為例說(shuō)明運行的過(guò)程。

注意：M4程序運行可能和A53有資源沖突，如某個(gè)接口在M4中已經(jīng)使用，A53中不要再次調用此接口。M4程序運行在DDR中，需要Linux中預留這部分內存。在系統燒寫(xiě)的設備樹(shù)ok8mq-evk-rpmsg.dtb中有配置。我們下面測試都是使用此設備樹(shù)測試M4程序。

在uboot命令行內輸入下列命令修改設備樹(shù)：

$ setenv fdt_file ok8mq-evk-rpmsg.dtb

$ saveenv

1、 準備測試用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(kāi)始測試之前請連接uart2到PC的串口。并使用串口調試工具打開(kāi)對應的COM口，波特率等參數設置和OKMX8MQ Debug口參數相同。

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

4、 在u-boot命令行執行如下命令

對于debug/release版本的bin文件，它運行在TCM，執行下列命令：

$ usb start

$ fatload usb 0:1 0x48000000 hello_world_ram.bin

$ cp.b 0x48000000 0x7e0000 0x20000

$ bootaux 0x7e0000

終端的執行：

在uart2的調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

終端的執行：

在uart2的調試串口工具上可以看到打印信息如下：

四、Uboot自動(dòng)啟動(dòng)M4程序

    在制作系統鏡像的時(shí)候，會(huì )將源碼包內images/m4/文件夾下的文件寫(xiě)入到boot.img鏡像內，該鏡像是rootfs.sdcard的一部分。我們把鏡像燒寫(xiě)到emmc后，這些m4程序的鏡像就在emmc的fat32分區內存在。Uboot啟動(dòng)過(guò)程中會(huì )運行m4_run，將m4_run設置為啟動(dòng)m4程序，啟動(dòng)后uboot會(huì )啟動(dòng)M4程序。

以hello_world例程示例，按下面的方法設置uboot環(huán)境變量后，uboot會(huì )自動(dòng)啟動(dòng)M4程序。

hello_world程序的鏡像，我們已經(jīng)默認添加到源碼的images/m4/文件夾下，所以我們的鏡像內emmc的分區1內的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(dòng)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(dòng)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(hù)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(xiě)后就會(huì )在emmc的fat分區內，啟動(dòng)的時(shí)候根據編譯的為ddr版或ram版選擇m4_run的設置方法，并將m4_run命令內的m4鏡像名字替換成自己編譯的m4鏡像的名字。

注2：可以在系統啟動(dòng)后查看fat分區內包含的鏡像，也可以通過(guò)cp命令添加鏡像。

查看鏡像：

$ ls /run/media/mmcblk0p1/m4

復制鏡像到文件夾：

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

五、異構多核通信測試

使用RPMsg（Remote Processor Messaging）實(shí)現Cortex A53跟Cortex M4進(jìn)行通信。

RPMsg是一種基于virtio的消息傳遞總線(xiàn)，它允許內核驅動(dòng)程序與系統上可用的遠程處理器（如Cortex M4）進(jìn)行通信。下圖是一個(gè)多核通信架構：

飛凌iMX8MQ的MCUXpresso SDK中有一個(gè)demo：rpmsg_lite_pingpong_rtos，它實(shí)現了Cortex A53與Cortex M4的數據收發(fā)，二者使用了共享內存，并且在Cortex M4上運行了一個(gè)FreeRTOS Task。

在Cortex A53端通過(guò)內核模塊的方式實(shí)現該功能，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(lái)的bin文件rpmsg_lite_pingpong_rtos_linux_remote.bin拷貝到U盤(pán)（Fat32）的根目錄下面，啟動(dòng)開(kāi)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A(yíng)53 U-boot命令行輸入 boot 啟動(dòng)kernel，此時(shí)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核模塊：

$ modprobe imx_rpmsg_pingpong

模塊加載之后，Cortex A53開(kāi)始跟Cortex M4進(jìn)行數據傳輸，此時(shí)可以在Cortex M4的串口終端看到以下輸出：

此時(shí)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/