超強算力+實(shí)時(shí)響應！米爾發(fā)布基于STM32MP25x核心板Debian系統

一、系統概述
MYD-LD25X搭載的Debian系統包含以太網(wǎng)、WIFI/BT、USB、RS485、RS232、CAN、AUDIO、HDMI顯示和攝像頭等功能，同時(shí)也集成了XFCE輕量化桌面、VNC遠程操控、SWITCH網(wǎng)絡(luò )交換和TSN時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )功能，為工業(yè)設備賦予“超強算力+實(shí)時(shí)響應+極簡(jiǎn)運維”的體驗！

類(lèi)別	名稱(chēng)	描述
源碼	TF-A	Arm Trusted Firmware 2.8
	OP-TEE	OP-TEE 3.19
	Bootloader	U-boot 2022.10
	Kernel	Linux Kernel 6.1.82
文件系統	myir-image-debian	Debian12文件系統
工具	燒錄工具	STM32CubeProgrammer
文檔	MYD-LD25X_Debian系統開(kāi)發(fā)指南	包含源碼編譯，燒錄等

注：目前Debian系統只適配了高配置開(kāi)發(fā)板型號：MYD-LD257-8E2D-150-I


二、亮點(diǎn)功能介紹
1、Xfce桌面
Xfce是一款輕量級的開(kāi)源桌面環(huán)境，旨在提供高效、穩定和易于使用的桌面體驗。
輕量級：Xfce以資源效率為目標，注重在低資源消耗下提供快速響應和流暢的用戶(hù)體驗。它適用于各種硬件配置，包括舊式計算機和嵌入式設備。
簡(jiǎn)潔和直觀(guān)：Xfce遵循簡(jiǎn)潔和直觀(guān)的設計原則，提供了直觀(guān)易用的用戶(hù)界面，使用戶(hù)能夠快速上手和自定義桌面環(huán)境。
模塊化：Xfce采用模塊化的設計，桌面環(huán)境由多個(gè)獨立的組件（如面板、窗口管理器、文件管理器等）組成，用戶(hù)可以根據自己的需求進(jìn)行定制和配置。
1.1.啟動(dòng)X(jué)fce
myir-image-debian系統默認已經(jīng)包含xfce顯示界面，開(kāi)發(fā)板啟動(dòng)進(jìn)入系統后，接上屏幕會(huì )顯示如下界面，說(shuō)明成功啟動(dòng)X(jué)fce，需輸入設置的賬戶(hù)進(jìn)入系統界面。

2、VNC遠程控制
2.1. vnc簡(jiǎn)介
VNC（Virtual Network Computing，虛擬網(wǎng)絡(luò )計算）是一種遠程桌面控制技術(shù)，允許用戶(hù)通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)或局域網(wǎng)遠程訪(fǎng)問(wèn)和控制另一臺計算機的桌面環(huán)境。系統默認安裝了TigerVNC。以下是其核心特點(diǎn)和應用：

       
•         協(xié)議基礎：基于RFB協(xié)議（Remote Framebuffer Protocol），通過(guò)傳輸屏幕圖像的更新部分和用戶(hù)輸入指令實(shí)現交互。
         
•         客戶(hù)端-服務(wù)端架構：
  

服務(wù)端：運行在MYD-LD25X上，負責分享屏幕并接收客戶(hù)端指令�？蛻�(hù)端：用戶(hù)通過(guò)客戶(hù)端連接到服務(wù)端，查看并操作遠程桌面。

       
•         網(wǎng)絡(luò )傳輸：默認使用TCP端口5900+N（N為顯示器編號，如:1對應5901）。
  

2.2. 啟動(dòng)VNC服務(wù)
Debian系統默認上電就開(kāi)啟VNC服務(wù)端，使用下面命令查看vnc服務(wù)：
root@myd-ld25x:~# ps -ef | grep vncroot        2348       1  0 15:14 ?        00:00:00 /usr/bin/perl /usr/bin/vncserver -geometry 1280x720 -depth 24 -localhost no :1root        2349    2348  0 15:14 ?        00:00:01 /usr/bin/Xtigervnc :1 -localhost=0 -desktop myd-ld25x:1 (root) -rfbport 5901 -PasswordFile /tmp/tigervnc.QQW419/passwd -SecurityTypes VncAuth,TLSVnc -auth /root/.Xauthority -geometry 1280x720 -depth 24root        2350    2348  0 15:14 ?        00:00:00 /bin/sh /etc/X11/Xtigervnc-sessionroot        2356    2350  0 15:14 ?        00:00:00 tigervncconfig -iconicroot        4836    3480  0 16:48 ttySTM0  00:00:00 grep vnc

2.3 客戶(hù)端連接測試

       
•         下載客戶(hù)端
  
  

Windows下載并安裝客戶(hù)端軟件（如RealVNC Viewer），如下圖所示：

       
•         獲取連接信息
  
  

通過(guò)myd-ld25x開(kāi)發(fā)板獲取目標設備的IP地址或主機名
（如192.168.40.198或myd-ld25x）：
root@myd-ld25x:~# cat /etc/hosts127.0.0.1 myd-ld25xroot@myd-ld25x:~# ifconfig end1: flags=4099ADCAST,MULTICAST>  mtu 1500        ether 38:d5:47:00:29:62  txqueuelen 1000  (Ethernet)        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0        device interrupt 65  base 0xc000   end2: flags=4163  mtu 1500        inet 192.168.40.198  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.40.255        inet6 fe80::bd6:742b:ef7e:ee6f  prefixlen 64  scopeid 0x20        ether 5e:08:0d:0e:83:b6  txqueuelen 1000  (Ethernet)        RX packets 12454  bytes 2524533 (2.4 MiB)        RX errors 0  dropped 129  overruns 0  frame 0        TX packets 476  bytes 41087 (40.1 KiB)        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0        device interrupt 68  base 0x8000

通過(guò)VNC服務(wù)器的log，獲取端口/顯示編號，如:1（對應端口5901）或直接指定端口號5901：
root@myd-ld25x:~# cat .vnc/myd-ld25x:1.log Xvnc TigerVNC 1.12.0 - built 2023-01-06 16:01Copyright (C) 1999-2021 TigerVNC Team and many others (see README.rst)See https://www.tigervnc.org for information on TigerVNC.Underlying X server release 12101006, X.Org  Mon Mar  3 18:02:44 2025 vncext:      VNC extension running! vncext:      Listening for VNC connections on all interface(s), port 5901 vncext:      created VNC server for screen 03NI3X0 New Xtigervnc server 'myd-ld25x:1 (root)' on port 5901 for display :1.3NI3X0 Use xtigervncviewer -SecurityTypes VncAuth,TLSVnc -passwd /tmp/tigervnc.otB4Rd/passwd myd-ld25x:1 to connect to the VNC server.[mi] mieq: warning: overriding existing handler (nil) with 0xaaaae7efad10 for event 2[mi] mieq: warning: overriding existing handler (nil) with 0xaaaae7efad10 for event 3..................................................

       
•         輸入連接地址
  
  

依次點(diǎn)擊VNC客戶(hù)端界面“File->New connection”輸入服務(wù)器和主機名，格式如下：

格式：目標地址:顯示編號或 目標地址::端口號
示例1（主機名+顯示編號）：myd-ld25x:1
示例2（IP+端口）：192.168.40.198:5901

以主機名為例子，配置完成后，點(diǎn)擊”OK”按鈕，如下圖所示：

5.png

圖2.2 客戶(hù)端VNC配置

       
•         成功連接
  

連接成功后，客戶(hù)端窗口將顯示遠程設備的桌面，可進(jìn)行交互操作。

6.png

圖2.3 VNC連接成功界面

3、交換機功能
3.1. 交換機簡(jiǎn)介
以太網(wǎng)交換機是一種硬件設備，用于連接局域網(wǎng)（LAN）上的設備，并在這些設備之間轉發(fā)數據包。它在OSI模型的數據鏈路層（第2層）運行，并使用MAC地址來(lái)確定每個(gè)數據包的目的地。以太網(wǎng)交換機可以通過(guò)減少沖突和擁塞來(lái)提高網(wǎng)絡(luò )性能，同時(shí)還可以提供如虛擬局域網(wǎng)（VLAN）和基于端口的訪(fǎng)問(wèn)控制等安全功能。與以太網(wǎng)橋接器相比，以太網(wǎng)交換機在CPU使用率方面更為高效。由于硬件以太網(wǎng)交換機負責數據轉發(fā)、過(guò)濾和優(yōu)先級排序，因此減輕了CPU的工作負擔。這樣一來(lái)，CPU可以專(zhuān)注于處理其他任務(wù)，從而進(jìn)一步提升網(wǎng)絡(luò )性能。本節主要介紹myd-ld25x作為交換機進(jìn)行雙網(wǎng)段轉發(fā)功能。

3.2. 網(wǎng)絡(luò )拓撲介紹
STM32MP257有兩個(gè)以太網(wǎng)控制器，MYD-LD25X以太網(wǎng)控制器1支持交換機功能。其網(wǎng)絡(luò )拓撲如下圖：

7.png

圖3.1 網(wǎng)絡(luò )拓撲圖

根據上圖很容易了解網(wǎng)絡(luò )拓撲結構：
[Device1] (169.254.1.2) │├── end2 接口│[MP25 板] │├── end2 接口: 169.254.1.1（連接 Device1）├── sw0p2 接口: 192.168.0.20（連接 Device2 end2）│└── IP 轉發(fā)已啟用 (`echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward`) [Device2] (192.168.0.11)

3.3.關(guān)鍵拓撲配置解析

       
•         myd-ld25x的配置
  
  

從網(wǎng)絡(luò )拓撲圖可知，myd-ld25x被當作為交換機/網(wǎng)關(guān)，連接不同的子網(wǎng)絡(luò )，子網(wǎng)1配置169.254.1.0/24（通過(guò) end2 接口）；子網(wǎng)2:配置192.168.0.0/24（通過(guò) sw0p2 接口）。啟用 ip_forward 后，myd-ld25x可將來(lái)自子網(wǎng)1的流量轉發(fā)到子網(wǎng)2，反之亦然。

       
•         Device1 配置
  
  

設置 IP 為169.254.1.2，默認網(wǎng)關(guān)指向 myd-ld25x的 end2 接口 (169.254.1.1)。使得所有非本子網(wǎng)的流量（如訪(fǎng)問(wèn) 192.168.0.11）通過(guò)網(wǎng)關(guān) myd-ld25x 轉發(fā)。

       
•         Device2 配置
  
  

設置 IP 為192.168.0.11，默認網(wǎng)關(guān)指向myd-ld25x的 sw0p2 接口 (192.168.0.20)。使所有非本子網(wǎng)的流量（如訪(fǎng)問(wèn) 169.254.1.2）通過(guò)網(wǎng)關(guān)myd-ld25x轉發(fā)。

3.4.轉發(fā)功能配置與測試

       
•         切換交換機設備樹(shù)
  
  

啟動(dòng)開(kāi)發(fā)板，在uboot階段選擇交換機設備樹(shù)，如下圖所示：

8.png

圖3.2 選擇交換機設備樹(shù)

       
•         轉發(fā)功能配置
  
  

根據拓撲結構對myd-ld25x開(kāi)發(fā)板板進(jìn)行配置，啟動(dòng)設備并設置 end1/sw0ep 接口，同時(shí)啟用 IP 轉發(fā)功能，使設備能夠充當路由器，轉發(fā)網(wǎng)絡(luò )流量。root@myd-ld25x:~# ifconfig end2 169.254.1.1 up root@myd-ld25x:~# ifconfig sw0p2 192.168.0.20 uproot@myd-ld25x:~# echo 1 > /proc/sys/net/ipv4/ip_forward

配置設備1（開(kāi)發(fā)板或者PC）網(wǎng)絡(luò )接口IP和路由，這里Device1使用一塊MYD-LD25X開(kāi)發(fā)板：
Board EEWORLDBBCODETK4gt; ifconfig end2 169.254.1.2 upBoard EEWORLDBBCODETK4gt; ip route add default via 169.254.1.1

配置設備2（開(kāi)發(fā)板或者PC）網(wǎng)絡(luò )IP和路由，這里Device2也使用一塊MYD-LD25X開(kāi)發(fā)板：Board EEWORLDBBCODETK4gt; ifconfig end2 192.168.0.11 upBoard EEWORLDBBCODETK4gt; ip route add default via 192.168.0.10

3.5.連通性驗證從Device1->Device2，當執行ping 192.168.0.11 時(shí)， 數據包從 Device1 發(fā)送到默認網(wǎng)關(guān)MYD-LD25X (169.254.1.1)，MYD-LD25X根據路由表將數據包轉發(fā)到 sw0p2 接口 (192.168.0.20)。Device2 收到數據包并回復，路徑反向同理。Board EEWORLDBBCODETK4gt; ping 192.168.0.11PING 192.168.0.11 (192.168.0.11) 56(84) bytes of data.64 bytes from 192.168.0.11: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.959 ms64 bytes from 192.168.0.11: icmp_seq=2 ttl=63 time=0.618 ms64 bytes from 192.168.0.11: icmp_seq=3 ttl=63 time=0.649 ms64 bytes from 192.168.0.11: icmp_seq=4 ttl=63 time=0.669 ms64 bytes from 192.168.0.11: icmp_seq=5 ttl=63 time=0.625 ms64 bytes from 192.168.0.11: icmp_seq=6 ttl=63 time=0.624 ms64 bytes from 192.168.0.11: icmp_seq=7 ttl=63 time=0.630 ms64 bytes from 192.168.0.11: icmp_seq=8 ttl=63 time=0.669 ms

從Device2->Device1，過(guò)程一樣：Board EEWORLDBBCODETK4gt; ping 169.254.1.2 PING 169.254.1.2 (169.254.1.2) 56(84) bytes of data.64 bytes from 169.254.1.2: icmp_seq=1 ttl=63 time=0.761 ms64 bytes from 169.254.1.2: icmp_seq=2 ttl=63 time=0.688 ms64 bytes from 169.254.1.2: icmp_seq=3 ttl=63 time=0.678 ms64 bytes from 169.254.1.2: icmp_seq=4 ttl=63 time=0.640 ms64 bytes from 169.254.1.2: icmp_seq=5 ttl=63 time=0.676 ms64 bytes from 169.254.1.2: icmp_seq=6 ttl=63 time=0.614 ms64 bytes from 169.254.1.2: icmp_seq=7 ttl=63 time=0.608 ms64 bytes from 169.254.1.2: icmp_seq=8 ttl=63 time=0.543 ms

通過(guò)MYD-LD25X板作為路由中轉，成功實(shí)現了兩個(gè)不同子網(wǎng)（169.254.1.0/24和 192.168.0.0/24）間的通信。

4、TSN4.1.TSN簡(jiǎn)介TSN代表時(shí)間敏感網(wǎng)絡(luò )（Time-Sensitive Networking），它是由電氣和電子工程師協(xié)會(huì )（IEEE）開(kāi)發(fā)的一系列標準，旨在通過(guò)以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )提供確定性和低延遲的通信。TSN旨在支持實(shí)時(shí)應用，如工業(yè)自動(dòng)化、汽車(chē)以及音頻/視頻流傳輸。TSN通過(guò)在網(wǎng)絡(luò )中的所有設備之間提供時(shí)間同步，并使用流量整形和調度機制為時(shí)間關(guān)鍵型流量分配優(yōu)先級和網(wǎng)絡(luò )資源，從而實(shí)現確定性通信。TSN還支持冗余和容錯機制，以確保高可用性和可靠性。此處列出了IEEE定義的TSN標準的完整清單。TSN的關(guān)鍵特性包括：

       
•         時(shí)間同步：TSN使用精確時(shí)間協(xié)議（PTP）來(lái)同步網(wǎng)絡(luò )中所有設備的時(shí)鐘，精度可達亞微秒級。IEEE 802.1AS-Rev   
         
•         流量整形和調度：TSN使用服務(wù)質(zhì)量（QoS）機制為時(shí)間關(guān)鍵型流量分配優(yōu)先級和網(wǎng)絡(luò )資源，并防止擁塞和數據包丟失。IEEE 802.1Qav和IEEE 802.1Qbv
         
•         互操作性：TSN設計為與現有以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )兼容，并支持不同供應商和設備之間的互操作性。
  
  

總體而言，TSN為以太網(wǎng)網(wǎng)絡(luò )上的實(shí)時(shí)通信提供了一個(gè)標準化且可靠的解決方案，有助于在各行各業(yè)啟用新的應用和用例。802.1Qav和802.1Qbv之間的選擇取決于應用的特定需求。802.1Qav通常用于帶寬需求可變且不可預測的應用，而802.1Qbv則通常用于帶寬需求固定且可預測的應用。MYD-LD25X獨立網(wǎng)口end2和switch都支持TSN功能。本節將以myd-ld25x開(kāi)發(fā)板獨立以太網(wǎng)為例，展示TSN 802.1Qav如何提升流量整形效果。

4.2. 網(wǎng)絡(luò )拓撲介紹通過(guò)預留4個(gè)帶寬序列，給每個(gè)序列分別不同的優(yōu)先級，如下網(wǎng)絡(luò )拓撲圖所示：

9.png

圖4.1 QAV例子

如上圖所示，配置網(wǎng)口如下：

       
•         使用4個(gè)隊列（Q0-Q3）。每個(gè)隊列在硬件中都有預留的帶寬。最多支持4個(gè)隊列。
         
•         隊列0無(wú)帶寬限制，用于通用流量。
         
•         隊列1預留了最大帶寬的10%（100Mbps）
         
•         隊列2預留了最大帶寬的20%（200Mbps）
         
•         隊列3預留了最大帶寬的30%（300Mbps）
         
•         Q3是最高優(yōu)先級隊列，而Q0是最低優(yōu)先級隊列。
  
  

4.3. 網(wǎng)絡(luò )流量控制

       
•         創(chuàng )建vlan端口
  
  

在MYD-LD25X開(kāi)發(fā)板發(fā)送端執行下面命令創(chuàng )建vlan端口，并建立端口映射：root@myd-ld25x:~# ip link add link end2 name end2.200 type vlan id 200root@myd-ld25x:~# ip link set end2.200 type vlan egress 0:0 1:1 2:2 3:3 4:4 5:5 6:6 7:7root@myd-ld25x:~# ifconfig end2.200 192.168.200.60 netmask 255.255.255.0

在接受端(PC或者其他開(kāi)發(fā)板)接收端創(chuàng )建vlan端口：root@localhost:~# ip link add link eno0 name eno0.200 type vlan id 200 root@localhost:~# ip link set eno0.200 up root@localhost:~# ip addr add 192.168.200.30/24 dev eno0.200

       
•         配置網(wǎng)絡(luò )流量
  
  

CBS用于通過(guò)限制流量類(lèi)別的數據速率來(lái)強制實(shí)施服務(wù)質(zhì)量；為了將數據包劃分為不同的流量類(lèi)別，用戶(hù)可以選擇使用mqprio。root@myd-ld25x:~# tc qdisc add dev end0 clsactroot@myd-ld25x:~# tc qdisc add dev end0 handle 100: parent rootmqprio   num_tc 4   map 0 0 1 1 2 2 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3   queues 1@0 1@1 1@2 1@3 hw 0

為每個(gè)隊列分配不同的帶寬// Set bandwidth of queue 1 to be 100Mbpsroot@myd-ld25x:~#  tc qdisc replace dev end0 parent 100:2 cbs   idleslope 100000   sendslope -900000   hicredit 150   locredit -1350   offload 1  // Set bandwidth of queue 2 to be 200Mbps root@myd-ld25x:~# tc qdisc replace dev end0 parent 100:3 cbs   idleslope 200000   sendslope -800000   hicredit 300   locredit -1200   offload 1  // Set bandwidth of queue 3 to be 300Mbps  root@myd-ld25x:~# tc qdisc replace dev end0 parent 100:4 cbs   idleslope 300000   sendslope -700000   hicredit 450   locredit -1050   offload 1

       
•         流量測試
  
  

在連接到端點(diǎn)end2且IP地址為192.168.200.30的遠程PC或其他設備上運行4個(gè)iperf會(huì )話(huà)，以生成具有不同優(yōu)先級的多個(gè)數據流。root@localhost:~#  iperf3 -s -p 5003&root@localhost:~#  iperf3 -s -p 5002&root@localhost:~#  iperf3 -s -p 5001&root@localhost:~#  iperf3 -s -p 5000&

在MYD-LD25X開(kāi)發(fā)板，使用iperf3開(kāi)始傳輸數據流：//Stream with SKB priority 6  : TOS=0x14 == SO_PRIORITY=6// https:man7.org/linux/man-pages/man8/tc-prio.8.htmlroot@myd-ld25x:~#  iperf3 -c 192.168.200.30 -u -b 0 -p 5003 -l1472 -t60 --tos 0x14 &//Stream with SKB priority 4root@myd-ld25x:~#  iperf3 -c 192.168.200.30 -u -b 0 -p 5002 -l1472 -t60 --tos 0x1a &//Stream with SKB priority 2root@myd-ld25x:~# iperf3 -c 192.168.200.30 -u -b 0 -p 5001 -l1472 -t60 --tos 0xa &//Stream with SKB priority 0 (Best effort)root@myd-ld25x:~# iperf3 -c 192.168.200.30 -u -b 0 -p 5000 -l1472 -t60  &

       
• 測試結果
  

對于優(yōu)先級為6且帶寬為300Mbps的隊列3，使用TC規則后：root@myd-ld25x:~# iperf3 -c 192.168.200.30 -u -b 0 -p 5003 -l1472 -t60 --tos 0x14 &[1] 5238root@myd-ld25x:~# warning: UDP block size 1472 exceeds TCP MSS 1448, may result in fragmentation / dropsConnecting to host 192.168.200.30, port 5003[  5] local 192.168.200.60 port 56663 connected to 192.168.200.30 port 5003[ ID] Interval           Transfer     Bitrate         Total Datagrams[  5]   0.00-1.00   sec  34.7 MBytes   291 Mbits/sec  24720  [  5]   1.00-2.00   sec  34.7 MBytes   291 Mbits/sec  24710  [  5]   2.00-3.00   sec  34.7 MBytes   291 Mbits/sec  24730  [  5]   3.00-4.00   sec  34.6 MBytes   291 Mbits/sec  24680  [  5]   4.00-5.00   sec  34.6 MBytes   290 Mbits/sec  24670

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