手把手教你搭建STM32MP1开发环境

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转自 | McuLover666

一、STM32MP157

1. 系列介绍

STM32MP157 微处理器基于灵活的双 Arm® Cortex®-A7 内核（工作频率 800 MHz）和 Cortex®-M4 内核（工作频率 209 MHz）架构，并配一个专用的 3D 图形处理单元（GPU）、MIPI-DSI 显示接口、以及一个 CAN FD 接口。

STM32MP157 3D OpenGL ES 2.0 图形引擎专为在图形用户界面（GUI）、菜单显示或动画等应用中加速 3D 图形而设计，可以配合面向行业标准 API 优化的软件堆栈，支持 Android™ 和 Linux® 嵌入式开发平台。

除了一个 LCD-TFT 显示控制器，STM32MP157 系列还内嵌多达 37 个通信外设，包括 10/100M 或千兆以太网、3 个 USB 2.0 主机/OTG、29 个定时器和高级模拟器件。

除了真随机数生成器（TRNG）、硬件加密和哈希处理器之外，安全选项还包括安全启动、TrustZone® 外设、以及主动篡改检测功能。

2. STM32MP157 概览

3. 文档

官方介绍^[1]
参考手册^[2]
规格书^[3]

4. STM32MPU wiki

Wiki 地址：https://wiki.stmicroelectronics.cn/stm32mpu^[4]。

二、ST 提供的工具和软件

1. STM32MPU Embedded Software Package

STM32MPU Embedded Software Package 包括以下三种包：

Starter Package：入门包，快速入门 STM32MP 系列微处理器，一般是编译好的固件
Developer Package：开发包，包括 SDK、uboot 源码、Linux 源码等，用于我们自己修改
Distribution Package：发行包，可以创建我们自己的 Linux 发布包

2. Developer Package

本系列文章中我们主要使用 Developer Package，其中主要内容有：

SDK：用于在主机上交叉编译开发（含交叉编译器）
源码：
- U-Boot
- Trusted Firmware-A (TF-A)
- Linux kernel®
- Open source Trusted Execution Environment (OP-TEE)（可选）
The STM32Cube MPU Package
- 用于 M 核开发
- 为 OpenSTLinux distribution 生成设备树
- 为 STM32CubeIDE 生成初始化代码
- STM32CubeMX
- STM32CubeIDE

三、A 核开发环境搭建（Develop on Arm® Cortex®-A7）

1. 系统要求

存储空间建议 100G，我安装完 SDK 之后的空间占用情况如下：

本文中我使用 ubuntu 18.04，阿里源。

2. 安装 SDK

（1）安装额外的包：

需要的包：

sudo apt-get update
sudo apt-get install gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib build-essential chrpath socat cpio python3 python3-pip python3-pexpect xz-utils debianutils iputils-ping python3-git python3-jinja2 libegl1-mesa libsdl1.2-dev pylint3 pylint xterm
sudo apt-get install make xsltproc docbook-utils fop dblatex xmlto
sudo apt-get install libmpc-dev libgmp-dev

开发包中需要用到的包：

sudo apt-get install libncurses5 libncurses5-dev libncursesw5-dev libssl-dev linux-headers-generic u-boot-tools device-tree-compiler bison flex g++ libyaml-dev libmpc-dev libgmp-dev

安装 repo：

sudo apt-get install repo

一些有用的工具：

sudo apt-get install coreutils bsdmainutils sed curl bc lrzsz corkscrew cvs subversion mercurial nfs-common nfs-kernel-server libarchive-zip-perl dos2unix texi2html diffstat libxml2-utils

（2）额外的配置

Linux 系统上，默认允许 MMC 上有 8 个分区，修改支持 16 个分区，将以下选项添加到 modprobe 中：

echo 'options mmc_block perdev_minors=16' > /tmp/mmc_block.conf
sudo mv /tmp/mmc_block.conf /etc/modprobe.d/mmc_block.conf

（3）下载 SDK

下载链接^[5]

下载后放到 $HOME/STM32MPU_workspace/tmp 路径下，重命名为.tar.xz 格式，解压：

cd $HOME/STM32MPU_workspace/tmp
tar xvf en.SDK-x86_64-stm32mp1-openstlinux-5.10-dunfell-mp1-21-11-17.tar.xz

（4）安装 SDK

创建 STM32MP15 开发包 SDK 路径：

mkdir -p $HOME/STM32MPU_workspace/STM32MP15-Ecosystem-v3.1.0/Developer-Package/SDK

给脚本可执行权限：

sudo chmod +x stm32mp1-openstlinux-5.10-dunfell-mp1-21-11-17/sdk/st-image-weston-openstlinux-weston-stm32mp1-x86_64-toolchain-3.1.11-openstlinux-5.10-dunfell-mp1-21-11-17.sh

执行脚本（将命令中的 mculover666 替换为自己的用户名）：

./stm32mp1-openstlinux-5.10-dunfell-mp1-21-11-17/sdk/st-image-weston-openstlinux-weston-stm32mp1-x86_64-toolchain-3.1.11-openstlinux-5.10-dunfell-mp1-21-11-17.sh -d /home/mculover666/STM32MPU_workspace/STM32MP15-Ecosystem-v3.1.0/Developer-Package/SDK

安装完成后如图：（5）环境变量生效：

cd $HOME/STM32MPU_workspace/STM32MP15-Ecosystem-v3.1.0/Developer-Package
source SDK/environment-setup-cortexa7t2hf-neon-vfpv4-ostl-linux-gnueabi

（6）检查 SDK 是否可用

① 检查目标架构（arm）：

echo $ARCH

② 检查目标工具的工具链二进制前缀（arm-ostl-linux-gnueabi-）：

echo $CROSS_COMPILE

③ 检查交叉编译器：

echo $CC

结果：

arm-ostl-linux-gnueabi-gcc -mthumb -mfpu=neon-vfpv4 -mfloat-abi=hard -mcpu=cortex-a7 --sysroot=/home/mculover666/STM32MPU_workspace/STM32MP15-Ecosystem-v3.1.0/Developer-Package/SDK/sysroots/cortexa7t2hf-neon-vfpv4-ostl-linux-gnueabi

④ 检查交叉编译器版本：

$CC --version

结果如下：

arm-ostl-linux-gnueabi-gcc (GCC) 9.3.0
Copyright (C) 2019 Free Software Foundation, Inc.
This is free software; see the source for copying conditions.  There is NO
warranty; not even for MERCHANTABILITY or FITNESS FOR A PARTICULAR PURPOSE.

⑤ 检查 SDK 版本：

echo $OECORE_SDK_VERSION

结果如下：

3.1.11-openstlinux-5.10-dunfell-mp1-21-11-17

至此，SDK 安装完成，STM32MP157 开发环境搭建完成。

四、M 核开发环境搭建（Develop on Arm® Cortex®-M4）

1. 安装 STM32CubeIDE

下载链接：STM32CubeIDE^[6]。

下载之后解压：

unzip en.st-stm32cubeide_1.8.0_11526_20211125_0815_amd64.sh_v1.8.0.zip

赋予可执行权限：

sudo chmod -x st-stm32cubeide_1.8.0_11526_20211125_0815_amd64.sh
sduo ./st-stm32cubeide_1.8.0_11526_20211125_0815_amd64.sh

安装完成后如图：启动后界面如下：

2. 安装 STM32Cube MP1 package

下载扩展包到$HOME/STM32MPU_workspace/STM32MP15-Ecosystem-v3.1.0/Developer-Package目录，下载链接：en.STM32Cube_FW_MP1_V1-5-0.zip^[7]。

解压：

unzip en.STM32Cube_FW_MP1_V1-5-0_v1.5.0.zip

内容说明如下：

STM32Cube_FW_MP1_V1.5.0
├── Drivers
│   ├── BSP                          BSP drivers for the supported STM32MP1 boards
│   │   └── [...]
│   ├── CMSIS
│   │   └── [...]
│   └── STM32MP1xx_HAL_Driver        HAL drivers for the supported STM32MP1 devices
│       └── [...]
├── _htmresc
│   └── [...]
├── License.md
├── Middlewares
│   └── [...]
├── package.xml
├── Projects
│   ├── STM32CubeProjectsList.html   List of examples and applications for STM32CubeMP1 package
│   ├── STM32MP157C-DK2              Set of examples and applications → STM32MP15 Discovery kits
│   │   └── [...]
│   └── STM32MP157C-EV1              Set of examples and applications → STM32MP15 Evaluation boards
│       └── [...]
├── Readme.md
├── Release_Notes.html               Release note for STM32CubeMP1 package
└── Utilities└── [...]

3. 修改、编译、加载新固件

3.1. 打开工程

（1）关闭欢迎界面，进行工作界面：（2）导入示例工程

点击【File】-> 【import】，选择导入已经存在的工程：（3）选择打开 OpenAMP_TTY_echo 示例工程

工程所在位置在$HOME/STM32MPU_workspace/STM32MP15-Ecosystem-v3.1.0/Developer-Package/STM32Cube_FW_MP1_V1.5.0/Projects/STM32MP157C-DK2/Applications/OpenAMP/OpenAMP_TTY_echo/STM32CubeIDE，选择工程根路径：点击【Finish】后进入工程界面：

3.2. 编译工程

编译完成：

3. 检查与开发板的连接

必须保证开发板网络和开发机连通。

软件会下载会检测开发板 ip 核状态：点击建立串口终端：建立成功后如图：

4. 开启调试会话

选择 OpenAMP_TTY_echo_CM4 工程，右键单击，选择【Debug As】 -> 【Debug configurations... 】，打开调试配置窗口：配置好后点击【Debug】进入调试：在串口终端查看 CM4 核的两个串口：测试 CM4 核的串口是否回传：M4 核正常运行，LED7 正常闪烁，测试完毕。

参考资料

官方介绍:

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

参考手册:

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

规格书:

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

https://wiki.stmicroelectronics.cn/stm32mpu: https://wiki.stmicroelectronics.cn/stm32mpu

下载链接: [https://st.com/content/ccc/resource/technical/software/sw_development_suite/group0/63/94/71/38/24/c4/4f/7f/stm32mp1dev_yocto_sdk/files/SDK-x86_64-stm32mp1-openstlinux-5.10-dunfell-mp1-21-11-17.tar.xz/_jcr_content/translations/en.SDK-x86_64-stm32mp1-openstlinux-5.10-dunfell-mp1-21-11-17.tar.xz

STM32CubeIDE: https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeide.html

en.STM32Cube_FW_MP1_V1-5-0.zip: https://www.st.com/content/st_com/en/products/embedded-software/mcu-mpu-embedded-software/stm32-embedded-software/stm32cube-mcu-mpu-packages/stm32cubemp1.html

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