STM32MP157开发环境搭建（A7核、M4核）

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

[1]官方介绍: https://www.st.com/zh/microcontrollers-microprocessors/stm32mp157.html#overview

[2]参考手册: https://www.st.com/zh/microcontrollers-microprocessors/stm32mp157.html#documentation

[3]规格书: https://www.st.com/zh/microcontrollers-microprocessors/stm32mp157.html#documentation

[4]https://wiki.stmicroelectronics.cn/stm32mpu: https://wiki.stmicroelectronics.cn/stm32mpu

[5]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

[6]STM32CubeIDE: https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeide.html#getsoftware-scroll

[7]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