【STM32MP157A-DK1】开发路线概述和创建开发主机.pdf (1.63 MB, 下载次数: 45)

2020-4-14 22:30 上传

点击文件名下载附件

非常感谢STM32技术社区提供的MP1探秘之旅！

1.   STM32MP157A-DK1概述

STM32MP157A-DK1终于到货，包装简洁环保。

物品清单包括：

STM32MP157A-DK1开发板	1块
闪迪Class-4 16GB TF卡	1张
双头Type-C线	1根
小册子	1张

STM32MP157A-DK1开发板没有焊接LBEE5KL1DX-883模块，所以没有板载的Wi-Fi和蓝牙功能，但开发板保留了焊盘。没有集成的Emmc，但可以使用TF卡作为主存储器。具有兼容树莓派的40针GPIO扩展接口和兼容Arduino Uno扩展接口。更详细的硬件信息见参考资料。

STM32MP157A-DK1开发板主要器件：

STM32MP157AAC3

4-Gbit DDR3L, 16 bits, 533 MHz

ST PMIC STPMIC1

1-Gbps Ethernet (RGMII)

Audio codec

USB2514B-AEZC USB Hub

MIPI DSI LCD

SiI9022A HDMI桥

On-board ST-LINK/V2-1

TF卡槽

Boot拨码开关

2.   GTK演示程序

开发板附赠的TF卡已经烧录好了Start Package镜像，通过使用HDMI并接入鼠标和电源后，即可体验开箱功能，如下图示。ST的Start Package镜像包含了一个基于Weston的使用Python编写的GTK演示程序，可以快速的测试和演示开发板功能。

Weston是Wayland的实现，而Wayland用于替换X Serve，简单的理解Wayland是优化了X Server后的协议，提升了图形渲染效率且具有良好的扩展性和移植性，GTK+和QT5工具集都已经支持Weston，所以可以很容易根据需要采用GTK+、QT5等编写GUI程序。GTK使用C语言实现，但通过语言绑定还可以采用JavaScript、Python、Rust、C++等编写应用程序。ST的Start Package选择使用了GTK+实现GUI程序，使用Python编写，体现出了Weston的高效率，非常适用于和体现STM32MP1的硬件性能。Wayland/Weston概况如下图示。

应用程序只需要关注于GTK的编程，不需要深入Wayland/Weston。但根据需要，ST提供了更加详细的资料，用于Wayland/Weston的调试开发。参考资料中可以获取更多信息。

Weston不同于适用于MCU的GUI中间件，比如STemWin（emWin）和TouchGFX。基于Weston的GUI编程相对容易的多且免费、稳定。Ubuntu使用的GNOME桌面环境和更多的APP都是基于GTK实现的，它们非常稳定和高效率。QT5的成功也是有目共睹，QT5使用C++实现。更重要的，GTK和QT5都是开源和免费的，全球开发者和公司都积极贡献，使得它们非常的高效和稳定。项目如果需要在MCU上添加GUI功能，那需要慎重评估成本、技术和时间效率。

3.   STM32MP1的开发路线图

STM32MP1的开发该从何处入手？ST给出了基本的路线，如下图示。

根据路线图，我理解为3个阶段：

阶段1：

参考使用Starter Package包。该阶段是最简单的开发实践，类似于安装一个Linux系统并运行和测试开发板各硬件模块。

Starter Package包含有OpenSTLinux镜像，OpenSTLinux镜像是通过Distribution Package制作生成的。烧录镜像需要安装STM32CubeProg，Windows、Linux或MacOS都可以安装STM32CubeProg并烧录OpenSTLinux镜像。可以把OpenSTLinux看作是ST的Linux发行版，其包含了Weston桌面，可以使用Linux常用shell命令，支持直接在OpenSTLinux上开发简单程序。

阶段2：

参考使用Developer Package包。一般项目在本阶段即可完成所有研发任务。

使用Developer Package SDK开发调试Linux应用程序，使用Developer Package Sources可以定制Linux内核，使用STM32CubeIDE和STM32CubeMP1 Package开发调试MCU固件。Developer Package SDK是通过Distribution Package制作生成的。

阶段3：

参考使用Distribution Package包。本阶段使用meta-st-openstlinux，参考使用Yocto可以定制自己的Linux发行版本，并生成Start Package和SDK开发包。当阶段2无法满足项目需求时，可以根据需要定制自己的Linux发行版本。

上述3个阶段是逐步提升的过程，开发中每一个阶段都会用到。ST发布了生态系统包，并根据生态系统包版本号统一了所有的主机软件和package来确保一致性。根据各阶段使用的主机软件、生态系统包等内容，我总结出了下表。

最新的STM32MP15生态系统包v1.2.0新增发布了基于Android 10.0.0的ST Android发行版。

4.   创建开发主机

根据开发阶段2/3的要求，要想开发和调试自己的应用程序、制作镜像、烧录镜像等，都需要搭建本地的开发环境，即准备一个开发主机和安装配置开发环境。本文侧重于创建一个基于Ubuntu 18.04.4 LTS 64bit的虚拟机作为开发主机，后续评测将基于该虚拟机进行，包括如何安装和配置开发环境、开发和调试应用程序等。基于VMware Workstation Player的虚拟机开发环境也是经ST验证过的。

一般情况下，在开发主机上可以完成所有开发任务，如下图示。

4.1   下载并安装VMware Workstation Player。见参考资料。

4.2   下载Ubuntu 18.04.4 LTS镜像。见参考资料。

4.3   在VMware Workstation Player中“创建新虚拟机”并添加Ubuntu镜像。

4.4   输入“简易安装信息”中的用户名和密码。

4.5   输入虚拟机名称和选择虚拟机存储位置。

4.6   磁盘大小填写1024GB。为了方便移动，我还选择了“将虚拟磁盘存储为单个文件”。

4.7   选择“自定义硬件”。

4.8   分别修改：内存为4GB或更高、处理器为8核心或更多，并勾选上全部的虚拟化引擎。建议在“网络适配器”中暂时去掉默认已勾选的“启动时连接”，可以防止Ubuntu在安装过程中下载和更新软件。

4.9   点击“完成”即可开始安装。

4.10安装速度很快完成。本虚拟机占用约5GB的磁盘空间。

4.11后续建议安装VM tools，可以加速虚拟机的运行。

至此，完成了开发主机的创建。如果使用的主机本身就是Ubuntu18.04.4 LTS，则可以不用安装虚拟机。但建议总是为开发环境创建一个虚拟机，虚拟机相当于一个干净的沙盒，可以排除其它软件的干扰，也可以复制给别人直接使用。

5.   总结

本文主要概述了STM32MP157A-DK1的开发板信息，分析了GTK演示程序和Wayland/Weston桌面协议，总结了STM32MP1开发路线的3个阶段，最后说明如何创建虚拟机作为开发主机。

后续将会在开发主机中，给出详细的测评。

6.   参考资料：

[1]. STM32MP157A-DK1

http://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

[2]. STM32MP157A

http://www.st.com/en/microcontrollers-microprocessors/stm32mp157a.html

[3]. STM32MP157A-DK1硬件概述

http://wiki.st.com/stm32mpu/wiki/STM32MP157X-DKX_-_hardware_description

[4]. Host Computer配置要求

http://wiki.st.com/stm32mpu/wiki/PC_prerequisites

[5]. Wayland Weston overview
- b& r; ]* R: K& lhttp://wiki.st.com/stm32mpu/wiki/Wayland_Weston_overview

[6]. Is Wayland replacing the X server?

http://wayland.freedesktop.org/faq.html#heading_toc_j_4

[7]. gtk

http://gtk.org/

[8]. Which STM32MPU Embedded Software Packagebetter suits your needs

http://wiki.st.com/stm32mpu/wiki/Which_STM32MPU_Embedded_Software_Package_better_suits_your_needs#Distribution_Package

[9]. VMware Workstation 15.5 Player

http://www.vmware.com/cn/products/workstation-player/workstation-player-evaluation.html

[10].          UbuntuLTS

http://ubuntu.com/download/desktop

radio2radio 发表于 2020-3-30 11:19
我感觉ST这个板子，要争取树莓派的市场，还有很长的路要走。
" O2 j% s. i6 v" z
1. 要么比树莓派便宜，这个目前售价贵好多， ...

我认为与树莓派相比，情况是这样的：
1. 树莓派的意识形态其实是“封闭的”。
; x9 t6 c4 }9 U4 `树莓派的分工非常明确，英国的Raspberry Pi Foundation主要关注于树莓派的设计（PCB几种版型确定且不可更改）、市场定位（卡片PC、极客、学生编程）、分发授权。几家大的分销商获取Raspberry Pi Foundation的授权制作和销售树莓派产品。市场上很少有其他谁可以定制并发布树莓派SOM（实际基本都会选择用CM模块），因为成本太高、量低没人理你。
Raspberry Pi Foundation对E络盟说，我有个大活你干不干，有博通还有量但要便宜，E络盟说干。
3 ]/ \0 q) u9 w5 ~; c( G, F- K: fRaspberry Pi Foundation对博通说，我有个大活你干不干，有E络盟还有量但要便宜，博通说干但有条件。
Raspberry Pi Foundation发布消息，我要推出卡片PC了，非常好用，是PC级别的体验且便宜，现在接受预定，速来。
2. 树莓派的封闭根本原因在于不开源。
' ^1 a& w6 Q: b+ K: u4 H1 n树莓派用的博通处理器，博通与树莓派之间签有保密协议（NDA），你很难找到关于树莓派CPU的文档，尽管现在发布了一些，但远远不够。它是不开源的。
3.树莓派是普世型产品。
$ y3 [0 u# e( k! g: _- C  M/ r% T尽管树莓派封闭和不开源，但树莓派定位是普世型的，操作系统也是PC级别的，树莓派定位是个卡片PC，不用安装SDK，不用深入定制树莓派，拿来直接用就行了，说白了就是把树莓派当作PC用。
- r! K' n! o( U/ ^$ ]1 V$ `. D4.工业用途上，树莓派必须解决电源问题！
最新的一代刚加了PMIC，但树莓派还是定位卡片PC，cpu能力越来越强，功耗越来越大，与实际工业用途可能不符。博通家的又不是样样精通的。
5.吃灰的树莓派太多了。
. o( C2 N" K) `仔细想象就知道了。只用TF卡的树莓派，其它部分再强，TF卡的短板导致普通用户很难接受。
6.树莓派也有Yocto项目。
: W% Y0 M/ u0 ]* L0 q- F; b4 y  v这个是Linux的生态，ST当然也属于其中，ST不缺少生态，学习曲线都很陡峭，但ST更好。ST的Wiki很丰富，从一个点可以逐步穿越应用层协议、内核、底层驱动直达硬件层等，ST都有文档，那是肯定的，STM32MP1有参考手册，你可以详细了解任何一个外设和寄存器。但除了参考手册，Wiki非常重要。
7.ST即将复制MCU的成功到MPU上。
现在工业级Cortex-A核玩的溜的就是隔壁的N家，也是得益于收购了，产品层出不穷。Google的Coral Dev Board TPU就是用他家的产品做的平台，真的没得选，只能选N家。树莓派？别闹了！注意，TI的快要EOL了。
ST来了就不算晚，预计后面还会有STM32MP3/7等新品推出，不止于Cortex-A7系列。
N家太过于倚重纯的Linux生态，认为用的就都得会才行，但实际往往很多人望而却步了。ST怎么复制MCU的成功到MP1上？交个朋友送芯片、交个朋友送开发板、提供详细的技术支持和培训（包括硬件、软件、文档），有这好事，看看国内出MP1 SOM板的速度有多快！量上来了，价格很快就会下来。
* c( U* c3 j5 g1 v' o就差你来了。

还是不太容易编辑长帖子。

1 F0 n; y* l! ~: o2 {& [$ P3 z# E/ r这个好，感谢分享

我感觉ST这个板子，要争取树莓派的市场，还有很长的路要走。
5 Q" D6 B, y) M9 A0 H
1. 要么比树莓派便宜，这个目前售价贵好多，增加WiFi和BLE后还要加价吗。怎么卖。
2. 要么比树莓派性能高，现在这个MCU速度比树莓派还慢。
3. 软件环境，这个比较麻烦，需要多年经营，才能被现有的生态所接受。

无论怎样，ST加油！

大佬给力

楼上分析的比较深刻呀，看好st

mmuuss586 发表于 2020-3-30 10:40
4 w' w) i+ o- r这个好，感谢分享

我觉的st如果出一款内置ddr、lqfp封装的mpu，推广起来会更快些。
9 E- d, U8 `# E" b; \# m# W4 S本来都是搞单片机的，画bga，ddr难度太大了。

any012 发表于 2020-6-5 14:06
我觉的st如果出一款内置ddr、lqfp封装的mpu，推广起来会更快些。
本来都是搞单片机的，画bga，ddr难度太大 ...

3 b; ?9 w! {1 G0 l- N" B# KST是做基础“设施”的，属于生态的基础部分，你说的带有DDR等封装的方案，可以有下游的其他众多厂家支持。比如有丰富多样的SOM提供选择，现在还有SIP（System in Package）可选。
SIP可以理解为是SOM的最小系统，细化了SOM的方案。
. {. q& r6 z  r不同于MCU，MPU往往有众多的SOM厂家提供生态支持，以扩大和开放市场（Intel为什么不直接出主板？！），技术、分工不同和细化市场的结果。
其实国外把MCU做成SOM的也很多。
国内的情况是MPU涉及到除了MPU本身外，还有DDR等高速部分，不只是比着葫芦画个瓢那么简单的事情，硬件相比MCU显著增加了难度。但这凸显了SOM的重要性。

6 A* N1 r* V: s, r! y: t% D. LSIP形如如下：
参考：
) |" b) T6 v& n" U3 rhttp://octavosystems.com/octavo_products/osd32mp15x/
/ [, y, v5 q( U# J) |# P7 [& ~- a
, s, a, \  v8 C5 f( ~; t, a