研發紀事

        STM32MP157開發板通電後，如下圖，開發板上面所運行 Qt 的版本為 5.12 ，因此我們從 Qt 官網下載對應的版本來開發 UI 介面，網址： https://download.qt.io/archive/qt/5.12/5.12.9/ 。 MP157 上面運行的作業系統是 OpenLinux ，要從 ST 官網下載 STM32MP1 OpenSTLinux Developer Package ，安裝包裡面有交叉編譯器和基於 Yocto 的 SDK ，安裝過程請參考 [2] 第一章或 [4] 第六章。         安裝 Qt Creator 5.12.9 後，需要將上述 cross compiler 的位置指向 ST 官方自帶的工具，如下圖所示，請參考 [2] 第二章。第一步先設定 qmake 路徑，第二步再設定 C++ 編譯器的路徑，最後再將開發環境的配置設定好。 第一個範例         利用 Qt 來編譯我們第一個範例 Hello World ， Qt 能分別編譯 Ubuntu 環境的 UI 介面，也能編譯 MP157 開發板的 UI 介面。下面第一張圖是運行在 Ubuntu 系統的 Hello World ，下圖第二張是運行在 MP157 板子的 Hello World ，如果第一個範例能成功運行在不同系統的話，這代表我們上述安裝 Qt 開發環境是正確的。 參考資料 [1] STM32MP1 嵌入式 Linux 驅動開發指南 V2.0 [2] STM32MP157 出廠系統 Qt 交叉編譯環境搭建 V1.1 [3] STM32MP1 嵌入式 Linux C 應用編程指南 V1.4 [4] STM32MP157 快速體驗 V1.6

STM32MP157開發板的資料非常多，本文主要是抓出建立一個開發環境的重點部分。MP157  晶片有兩顆 ARM Cortext-A7 核心 800MHz 和一顆 Cortext-M4 核心 209MHz ，其中 A7 運行 Linux 核心。由於其多核的架構適用於處理複雜的任務，比如智能家居、環境監控、安防、自動控制系統、智慧醫療監測 … 等嵌入式的 Linux 應用。 首先認識啟動過程，當晶片通電啟動後，先跑 TF-A(STM 的安全開機流程 ) ，接著運行 uboot 開機程式 ( 俗稱 bootloader) ，此時 uboot 會載入 Linux 核心到 SRAM ，最後再運行 Linux 系統，周邊設備的驅動會被 Linux 系統帶起來，呈現給我們的就是 Linux 操作介面。 由於是 ARM 為基礎的晶片，編譯過程需要用 ARM 官方的編譯工具，也就是 tool-chain 。正點原子建議使用 gcc-arm-9.2-2019.12-x86_64-arm-none- 版本，這是 2019 年底出的 9.2 版本，有分為 Linux 和 Windows 版。同時， STM 官方有提供 TF-A 、 uboot 、 Linux 內核的原始碼，為了避免編譯原始碼產生錯誤，最好用同一編譯版本 9.2 版，因為無法確認新版本編譯工具是否能成功編譯原始碼。最後留意一點，如果要修改 uboot 或 Linux 內核驅動的話，最好在 Ubuntu 的環境底下進行原始碼的編譯。 Cross Compiler交叉編譯器 首先，到 ARM 官網下載 https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-a/downloads ，搜尋 version 9.2 。 如果安裝到 Windows 環境，選 Windows (mingw-w64-i686) hosted cross compilers 底下的 AArch32 target with hard float (mingw-w64-i686-arm-none-linux-gnueabihf.tar.xz) 。然後，用 WinRAR 工具將它解壓縮到某一目錄下，接著在

        意法 STM32 系列晶片在工業或控制領域使用是非常廣泛的，這裡介紹一塊 F407 的控制板，板子將晶片的周邊電路已經拉出來，並接到歐式端子頭，如圖一所示。簡單介紹 STM32F407 核心是 ARM Cortex-M4F，晶片最高工作頻率 168MHz ，底下列出這塊控制板的周邊介面：         1) 16 路光耦合隔離 GPI         2) 16 路光耦合隔離 GPO (有帶+24V電源的接點)         3) 4 路光耦合隔離 GPO (無電源的接點)         4) 2 路 DAC (12-bit, 0-10V)         5) 8 路 ADC (24-bit, 0~10V, 7500 samples/sec) : 接 ADS1256 晶片         6) RS-485(兩組), RS-232(一組), CAN-bus(兩組)         7) Ethernet RJ-45 接口：接 LAN8720 PHY 晶片         8) 8 路高速 PWM 輸出         9) 2 路高速 PWM 輸入 圖一：工控板系統圖示         下圖二是控制板的實體圖片，左下角是總電源 +24V 供電，右下角有一個 USB 接口 (UART to USB)，用來接到電腦，當做終端機可以查看 debug 訊息，也可以當做系統參數配置的通訊介面，像是設定網路 IP 參數或系統參數....等，如下圖四所示。下方的 GPO 的數位輸出端子都會對應一個 LED 燈，當 GPO 輸出為 1 時，燈號就會亮起，反之，燈號會熄滅。 圖二：工控板實物圖示         控制板上面用了一顆 ADS1256 ADC 晶片，具有八個通道，解析度為 24-bit，總取樣率最高為 30k samples/sec。由於 F407 對於中斷處理的速度還不夠快，不足以滿足最高取樣率 30K 的條件。實測下來，如果系統只用到單一通道，則取樣率可高達到 15K  samples/sec，如果系統要多個通道掃描的話，則取樣率最多只能做到 7.5K 或者甚至更低 3.75K。         下圖三是 ADC 取樣到的點 (24-bit) 利用網路傳送到電腦上，並在電腦上將取樣點描繪出來，像是一個示波器的顯示一樣。圖中的橫軸代表取樣的點數