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STM32MP157A-DK1开发板评测 ST公司的产品虽然本身就很丰富, 但是最有人气, 对市场影响力最大的当然是Cortex-M系列. 从几K Flash的Cortex-M0系列到高性能的Cortex-M7系列, 还穿插着无线系列,低功耗系列, 外挂SPI Flash作为Code空间的跨界系列, 几乎都是相应市场上的佼佼者。 作为蓝蝴蝶粉的一员, 我也总结过STM32脱颖而出的原因: 1. 以市场中心的产品迭代速度, 敏锐地抓住了Cortex-M内核替代8位,16位内核的机会。 2. 产品多样性, 各种应用场景几乎都有针对性的产品。 3. 开发生态建立, 包括软件库的匠心制作, 开发平台的革命性创新(CubeMX这个工具节省了我大量开发时间)。 这中间第三点最重要, 算是竞争力壁垒,应该是能占据市场第一的最主要的因素。 当然STM32MP1推出之前, ST公司在MPU市场是缺位的. 之前最高性能的H7系列可以跑到400多MHz, 可以外挂SPIFlash。但是不能运行复杂操作系统, 天花板由Cortex-M内核本身的定位决定, 依然不能算是MPU。所以MP1系列的推出, 填补了这一缺憾。因为ST公司在STM32产品上积攒的开发生态经验和优势, 使得程序员们对MP1抱有更高的期望。要知道嵌入式芯片从来不是以绝对的硬件参数论英雄的。我们见过很多硬件参数非常优秀的芯片, 在市场上表现一般。原因无非就是开发难度大, 公开资料不全, 配套的工具不友好等等。所以我称STM32MP1为强化的STM32,就是希望ST公司在填补自己产品版图的同时, 同时提高整个嵌入式开发群体的开发技能与效率，共同合作创造更有意义的产品。 板子 还是按照俗套先来看看板子 这个系列板子有两个版本: STM32MP157A-DK1和STM32MP157C-DK2, 本文主角是前者.。两者差别: 1. DK1与DK2的主控芯片不同。STM32MP157AAC和STM32MP157CAC，前者定位比后者低一点: 1.1 157A/157C的Cortex-A7最高频率为650MHz。 1.2 157A缺少157C拥有的: AES/DES/RSA硬件加密单元, SecureBoot功能. 2. DK2配有触摸屏幕, DK1没有。 3. DK2的板子上焊接有WiFi/Bluetooth模块, DK1这里是空的。 除此之外两个板子基本是一样的, 板子的布局也是相同的。如果有焊接高手可以换两个板子的主控芯片也是可行的。所以两者的Demo程序绝大多数也是可以共用的。 芯片 这个芯片的资源比较丰富, 定位是工控/高端消费类应用。这里作者也不照抄数据手册了，感兴趣的可以去下载看看，它的主要内核是双Cortex-A7+Cortex-M4，还有Neon, FPU, GPU等等。MP1主要是使用Cortex-A7, Cortex-M4可以算是一个从MCU,因为芯片本身是没有Flash的,需要Cortex-A7把可执行代码载入到Cortex-M4可以访问的RAM空间。板子上的NV空间是TF卡, 内存主空间是512Mbyte的DDR.考虑到使用这个芯片的同学有一大部分是从STM32的以前的用户,简要介绍些内核.目前的ARM内核主要有三个系列Cortex-A, Cortex-R, Cortex-M。 Cortex-M系列 大家都很熟了, 特点是只能支持Thumb/Thumb2指令集, 没有MMU. 主要面向中低端应用, 比如疫情期间的体温枪就有很大一部分是STM32的方案. 这当中又有Cortex-M0/M1,Cortex-M3, Cortex-M4, Cortex-M7, Cortex-M23, Cortex-M33, Cortex-M35等内核, 面向不同复杂度的应用。 Cortex-R系列 是面向实时应用的内核. 比如车载ECU,电梯控制器, 高精度电机控制等等. 目前没有看到ST公司的这个系列的产品. 支持ARM指令和Thumb/Thumb2指令.可以看作ARM7的升级产品。 Cortex-A系列 就是面向复杂应用的内核. 通俗点讲就是跑Linux/Android的内核. 大家熟知的高通/海思芯片都是这个系列的内核. 这个板子的Cortex-A7是其中比较低功耗的内核. 但不是最低的, 还有Cortex-A5是最低端的A系列内核. 注意, Cortex-A7是ARMv5架构, 而且Cortex-A7是Cortex-A9之后推出的内核. 跟Cortex-M0是Cortex-M3之后推出的类似. 当然这些细节并不重要。 系统方面, Cortex-A系列的芯片当然可以跑任何主流系统, 或者根本不跑系统. 但是这种芯片主要跑Linux/Android. 考虑到具体的运行频率和定位的应用场景, Linux应该是大多数的选择. 本文也是假定大家用它来跑Linux. 开发STM32MP1这个开发板分几个层次, 难度逐次增加, 但是并不是一定要开发到最底层才算”最硬核”. 实际上很多工业中的产品都是二次开发甚至N次开发的成果. 最关键还是设计与代码的质量, 以及产品所创造的价值. 就本开发板而言, 开发者可以: 1. 在提供好的Linux镜像上做开发, 把这个开发板子当做一个Mini工控电脑. 2. 利用OpenSTLinux提供的SDK, 开发自己的应用程序. 3. 利用开源的OpenSTLinux源代码, 定制自己的内核和镜像. 4. 不要Linux,从Baremetal出发, 移植/运行其他OS,或者干脆不用OS. 如果是要涉及到上述第二层之后的开发, 最好准备一台Linux开发机器, 最好是跑Ubuntu18.04的本地Linux机器. Windows上跑虚拟机+镜像也是比较方便的组合.Windows10的 启动/登陆板子上Linux 板子拿到手之后会有配套的已经制作好的启动TF卡,插入. 并且把板子背面的启动选项开关配置成(1,1). 配制成第一种(0,0)时是强制DFU,是用来烧写板上存储器用的, 本文暂不展开, 但是必须要提出的是STLink Utility不能用于这个目的. 要使用STM32CubeProgrammer.配置好从SD卡启动后,插上电源即可启动. 板子上的几个接口如下: 1.电源接口, Type C供电, 任何Type C的Source都可以供电. 注意本板子不支持向外供电. 作者使用的是Think Pad的Type C电源, 华为/小米的Type C电源应该都可以. 或者插在电脑也可以. 2.千兆网口, 建议插在自己家中的路由器上. 因为DK1没有无线网络连接, 所以这个是唯一的网络接口. 3.TF卡槽, DK1/DK2板子上没有NandFlash/NorFlash/eMMC,这是唯一的NV存储. 如果要用其他卡做起动盘, 建议最少16G. 4.带麦的音频接口. 基本上任何耳机都可以. 5.STLink V2-1接口. 除了STLink 还有一个虚拟串口. 6.HDMI接口, 基本上任何带HDMI的显示器都可以. 出厂自带Linux镜像有GUI界面. 7.USB接口, 这个口是板子的USB Device口, 可用作DFU. 8.USB Host接口, 可以接4个USB Device. 作者试验过键盘,鼠标. 包括无线的键鼠都能用. 登入板上的Linux, 从操作的角度三种途径: 1. STLink的虚拟串口, 如果要在uboot那里停下来做操作这也是唯一的选项了. 2. 把键盘/鼠标/显示器都接上, 直接使用OpenSTLinux的Xterm. 3. ssh登陆. Play With Linux 这一章节我们先利用已有的Linux镜像上玩玩, 做几个实验. 1. 播放网络音频 保证你的开发板可以访问要播放的网络资源. 可以先ping一下子. root@stm32mp1:~# ping minibrd.com PING minibrd.com (139.155.102.100)56(84)bytes of data. 64 bytes from 139.155.102.109 (139.155.102.100)：icmp_seq=1 ttl=50 time=48.1 ms 如果ping不通, 先把网络问题解决. 利用已有的工具mpg123来播放 root@stm32mp1:~# mpg123 http://minibrd.com/media/suikoden_vol2_081.mp3 HighPerformance MPEG 1.0/2.0/2.5 Audio Player for Layers 1, 2 and 3 version 1.25.10; written and copyright by Michael Hipp and others free software (LGPL） without any warrantybut with best wishes Directory:http://minibrd.com/media/ Terminal control enabled, press ‘h’for listing of keys and functions. Playing MPEG stream 1 of 1: suikoden_vol2_001.mp3. . . MPEG 2.O L III cbr32 16000 j-s 音频是板子自带的输出口, 可以插上耳机或者音箱欣赏. 如果想调整音量.用这个命令:alsamixer 用方向键调整音量. 如果想把音频下载到本地后面再听: root@stm32mp1:~# wgetminibrd.com/media/suikoden_vol2_001.mp3 Connecting to minibrd.com(139.155.102.100:80) suikoden_vol2_001.mp 100%|**********************************| 5509k 0:00:00 ETA 获取最新2019-nCoV数据 2019底2020初疫情牵动着万千人的心, 即使目前国内的情况基本好转, 但是全球的情况依然令人揪心. 这里通过板子获取全球最新的确诊/疑似/死亡数据. 如果再花点时间, 增加图形界面, 配上LCD或者大屏幕, 可以做成一个展示板子.这里只获取到数据, 获取之后的数据的GUI部分有兴趣的可以动手做一做, 或者以后有时间再来发贴. 首先要找一个数据源, 这里使用美国约翰霍普金斯大学的一个数据源, 使用curl可以拉取所有数据： 输入上述命令后, console会打印最新的数据. 全球所有地区基本上都覆盖了. 但是这数据比较多, 需要做一点处理. 比如仅仅打印目前中国境内的各地区确诊数据: import json import urllib.request world_source_url='https://coronavirus-tracker-api.herokuapp.com/v2/locations’ world_data_stream=urllib.request.urlopen(world_source_url) world_data_str = world_data_stream.read().decode('utf-8) world_data_json =json.loads(world_data_str) print(world_data_json.keys( )) latest=world_data_json['latest'] print('Latest confirmed:' +str(latest['confirmed])) locations=world_data_json['locations'] for l in locations: if(‘China'==1['country']): print(1[‘province"]+',Latestconfirmed:'+str(['latest']['confirmed'])) 将上述脚本存为源代码,再运行: root@stm32mp1:~# viurlrequests_get_latest_ncov_data.py root@stm32mp1:~# python3urlrequests_get_latest_ncov_data.py dict_keys(['locations', 'latest']) Latest confirmed:1272115 Anhui ,Latest confirmed:990 Beijing ,Latest confirmed:586 Chongqing ,Latest confirmed:579 Fujian ,Latest confirmed:350 Gansu ,Latest confirmed:138 Guangdong ,Latest confirmed:1524 Guangxi ,Latest confirmed:254 Guizhou ,Latest confirmed:146 Hainan ,Latest confirmed:168 Hebei ,Latest confirmed:327 Heilongjiang ,Latest confirmed:504 Henan ,Latest confirmed:1276 Hong Kong ,Latest confirmed:890 Hubei ,Latest confirmed:67803 Hunan ,Latest confirmed:1019 Inner Mongolia Latestconfirmed:117 Jiangsu ,Latest confirmed:651 Jiangxi ,Latest confirmed:937 Jilin ,Latest confirmed:98 Liaoning ,Latest confirmed:142 Macau ,Latest confirmed:44 Ningxia ,Latest confirmed:75 Qinghai ,Latest confirmed:18 Shaanxi ,Latest confirmed:256 Shandong ,Latest confirmed:779 Shanghai ，Latestconfirmed:531 Shanxi ,Latest confirmed:138 Sichuan ,Latest confirmed:558 Tianjin ,Latest confirmed:180 Tibet ,Latest confirmed:1 Xinjiang ,Latest confirmed:76 Yunnan ,Latest confirmed:184 Zhejiang ,Latest confirmed:1263 完成这个实验包含两部分: 1.从网络获取数据, 如果用C/C++,可以使用curl的API. 如果是python, 标准库有内建的urllib等库; 2.结果的解析, 如果使用C/C++有很多开源的json库可用. 如果是python则标准库有内建的json支持. 如果涉及到图形化展示数据, 则还有Qt,GTK, 或者tkinter. GPIO控制 这个实验使用系统内置的GPIO控制程序来做流水灯实验. 控制板子上的LD5, LD6, LD7这几个LED. 其中LD5, LD6是低逻辑点亮, LD7是高逻辑点亮.LD8是Linux本身已经使用了, 用户程序不能控制. root@stm32mp1:~#vi gpio ctrl led.sh root@stm32mp1:~#cat gpio ctrl led.sh #！/bin/sh # PA14 LD5Negative Drive #PA13 LD6 NegativeDrive #PH7 LD7 PositiveDrive while true; do gpioset gpiochip0 14=0 sleep 1 gpioset gpiochip0 13=0 sleep 1 gpioset gpiochip7 7=1 sleep 1 gpioset gpiochip0 14=1 sleep 1 gpioset gpiochip0 13=1 sleep 1 gpioset gpiochip7 7=0 sleep 1 done root@stm32mp1:~#bash gpio_ctrl_led.sh Ctrl+Z或者Ctrl+C都可以退出. 写一个HelloWorld/C++ 因为板子跑的是Linux, 工具链可以使用开发机本身的包管理工具来安装. 如果要使用板上特有的库, 还需要配置OpenSTLinux的SDK和BSP. 这里我们只是打印HelloWorld. 使用标准的开发工具链即可. 在开发机上安装g++工具链: Sudo apt install g++-arm-linux-gnueabihf 随便在电脑上找一个原来写的C++测试代码: 11:25:55 $ cat test_macro.cpp #include <iostream> #include <iomanip> #include <string> #include <cassert> Using namespace std; #define FNAME "fake_source.cpp" int a = _COUNTER_; int b= _COUNTER_; int c = _COUNTER_; int main(int argc, char** argv) { cout<< _VERSION_ << end1; cout<< _TIMESTAMP_ << end1; cout<< _FILE_ << end1; cout << _func_<< end1; cout<< _LINE_ << end1; cout<< _COUNTER_ << end1; cout<<a<<“ ”<<b <<””<<c << end1; // assert(false); #line 123456789 FNAME cout << _FILE_ << end1; cout << _LINE_ << end1; // assert(false); cout << "demo @:"<<hex<< setfill('0'）<< setw(8)<< 0x8033690<< end1; return 0; } 编译连接: $arm-linux-gnueabhif-g++ test_macro.cpp 如果没有带参数的话, build的输出为a.out $ file a.out a.out; ELF 32-bit LSB shared object, ARN,EABI5 version 1 (SYSV), dynamically linked, interpreter /lib/1d-, for GNU/Linux3.2.0, BuildID[sha1]=5c3a33a12c153d0432a6c59f1e143123f516dfc2，not stripped 把这个a.out通过网络或者拷贝弄到开发板上的文件系统中, 添加可执行属性即可运行: root@stm32mp1:~# chmod +x a.out root@stm32mp1:~# ./a.out 7.5.0 Sun Apr 5 20:24:21 2020 ./test_macro.cpp main 20 3 0 1 2 fake_source.cpp 123456790 demo @:08033690 参考 请复制粘贴网址到外部浏览器进行浏览： 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 文章出处：21ic论坛，网友：zhanzr21 |
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