Jak zacząć z STM32MP2? STM32MP257 Discovery Kit

Spis treści

Wstęp

Nowa płytka od STMicroelectronics, STM32MP257F-DK, trafiła na moje biurko. To mocna jednostka z dwurdzeniowym Cortex-A35 i dodatkowym Cortex-M33, oferująca sporo możliwości.

W tym krótkim wpisie pokażę, jak wgrać na nią oficjalny obraz systemu OpenSTLinux Starter Package, aby szybko zacząć pracę.

Więcej znajdziesz w materiale na YT:

Przygotowanie środowiska

Zanim podłączymy płytkę, potrzebujemy kilku narzędzi na naszym komputerze z Linuxem.

STM32CubeProgrammer: To oficjalne narzędzie ST do wgrywania oprogramowania.
- Pobierz archiwum .zip ze strony ST: https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeprog.html
- Stwórz katalog roboczy, skopiuj tam archiwum i rozpakuj je:

mkdir stm32mp25 && cd stm32mp25 
cp ~/Downloads/en.stm32cubeprg-lin-v2-18-0.zip  .
unzip en.stm32cubeprg-lin-v2-18-0.zip

Uruchom instalator:

./SetupSTM32CubeProgrammer-2.18.0.linux

Aby łatwo używać narzędzia z linii komend, dodajmy je do PATH. Najprościej stworzyć link symboliczny w /usr/bin (może wymagać sudo):

# Ścieżka może się różnić w zależności od Twojej instalacji! 
# Sprawdź, gdzie zainstalował się CubeProgrammer. 
ln -s /home/USER/STMicroelectronics/STM32Cube/STM32CubeProgrammer/bin/STM32_Programmer_CLI /usr/bin/STM32_Programmer_CLI

libusb: Potrzebne do komunikacji z płytką przez USB w trybie DFU (Device Firmware Upgrade).

apt-get update sudo apt-get install libusb-1.0-0

Reguły udev: Aby system poprawnie rozpoznawał podłączoną płytkę.
- Przejdź do katalogu z regułami w zainstalowanym CubeProgrammer:

# Ścieżka może się różnić! 
cd /home/USER/STMicroelectronics/STM32Cube/STM32CubeProgrammer/Drivers/rules

Skopiuj reguły do systemowego katalogu udev:

cp *.* /etc/udev/rules.d/

Pobieranie i przygotowanie obrazu systemu

Udaj się na stronę STMicroelectronics i pobierz najnowszy STM32MP2 Starter Package: https://www.st.com/en/embedded-software/stm32mp2starter.html#get-software
Stwórz nowy katalog roboczy na pliki systemowe, skopiuj tam pobrane archiwum (.tar.gz) i rozpakuj je: Bash#

# Przejdź do swojego głównego katalogu roboczego cd ~/prv/stm32mp25 mkdir starter && cd starter 
cp ~/Downloads/en.FLASH-stm32mp2-openstlinux-6.6-yocto-scarthgap-mpu-v24.12.05.tar.gz . 
# Rozpakuj archiwum (nazwa pliku będzie zależeć od wersji) 
gunzip en.FLASH-stm32mp2-openstlinux-6.6-yocto-scarthgap-mpu-v24.12.05.tar.gz

tar -xvf en.FLASH-stm32mp2-openstlinux-6.6-yocto-scarthgap-mpu-v24.12.05.tar

Po rozpakowaniu powstanie struktura katalogów. Najważniejszy dla nas będzie podkatalog images/stm32mp2 wewnątrz rozpakowanego folderu (np. stm32mp2-openstlinux-6.6-yocto-scarthgap-mpu-v24.12.05/images/stm32mp2). Znajdują się tam m.in.:
- Pliki związane z procesem bootowania (TF-A, U-Boot, OP-TEE)
- Obraz jądra Linux
- Obraz systemu plików rootfs
- Pliki FlashLayout (.tsv) – kluczowe dla procesu wgrywania, opisują układ partycji dla różnych konfiguracji i nośników (np. SD card, eMMC).

Przygotowanie sprzętu i wgrywanie obrazu

Ustaw tryb bootowania: Na płytce STM32MP257F-DK znajdź przełączniki DIP (SW1). Aby wymusić tryb DFU (wgrywanie przez USB), ustaw wszystkie przełączniki w pozycję OFF. Szczegóły znajdziesz w dokumentacji ST Wiki dla tej płytki (link w rozdziale Referencje)
Podłącz zasilanie: Użyj portu USB-C oznaczonego jako PWR. Zasilacz od Raspberry Pi 4B działa bez problemu.
Podłącz dane USB: Użyj drugiego portu USB-C i podłącz go do komputera kablem USB-C -> USB-A/C.
Sprawdź połączenie: Otwórz terminal i wpisz:

STM32_Programmer_CLI -l usb

Powinieneś zobaczyć wykryte urządzenie USB (np. usb1). Jeśli nie, sprawdź reguły udev, libusb i połączenia kablowe.
Wgraj obraz: Przejdź do katalogu z obrazami i plikami dystrybucji:

# Ścieżka zależy od wersji i miejsca rozpakowania! 
cd ~/prv/stm32mp25/starter/stm32mp2-openstlinux-*/images/stm32mp2

Uruchom proces wgrywania, używając odpowiedniego pliku .tsv. Poniższy przykład wgrywa obraz optee na kartę SD:

STM32_Programmer_CLI -c port=usb1 -w flashlayout_st-image-weston/optee/FlashLayout_sdcard_stm32mp257f-dk-optee.tsv

Uwaga: Jeśli usb1 nie działa, spróbuj usb0 lub sprawdź wynik polecenia STM32_Programmer_CLI -l usb. Wgrywanie potrwa kilka minut.
Zakończenie: Po pomyślnym wgraniu zobaczysz komunikat typu:

Start operation done successfully at partition 0x13 Flashing service completed successfully

Pierwsze uruchomienie

Odłącz zasilanie i kabel USB-C danych.
Zmień tryb bootowania: Ustaw przełączniki DIP (SW1) z powrotem na domyślną konfigurację bootowania z nośnika, na który wgrałeś system (np. z karty SD – sprawdź w dokumentacji ST Wiki, często jest to ON OFF OFF OFF).
Podłącz UART: Aby zobaczyć konsolę szeregową podczas startu systemu, podłącz kabel USB-C z komputera do portu PWR/STLINK. Ten port zasili płytkę oraz zapewni połączenie UART przez wbudowany konwerter ST-LINK.
- Uwaga: Korzystanie z zasilania przez port ST-LINK może powodować świecenie diod LED wskazujących na problem z zasilaniem (np. pomarańczowa LED). Wydaje się to normalne w tej konfiguracji. Jeśli potrzebujesz pełnej mocy, użyj zasilacza sieciowego.
Uruchom terminal szeregowy: Użyj minicom, screen lub putty na swoim PC, łącząc się z odpowiednim portem szeregowym (zazwyczaj /dev/ttyACMx, baud rate 115200).
Po podłączeniu zasilania powinieneś zobaczyć logi startowe U-Boota i Linuksa.

Podsumowanie i porównanie z Raspberry Pi

Start z STM32MP257 jest trochę trudniejszy niż z popularnym Raspberry Pi. Wymaga instalacji dedykowanych narzędzi, ręcznej konfiguracji trybu bootowania i wgrywania obrazu przez USB DFU. Dokumentacja ST, choć obszerna, czasami zawiera drobne nieścisłości lub niedopowiedzenia (np. który port USB-C służy do czego po flashowaniu, potencjalne problemy z rozpakowaniem archiwum tar jeśli użyje się złej komendy).

Jednak STM32MP2 oferuje sporo zalet:

Secure Boot
Koprocesor Cortex-M, przyda się do zastosowań real-time
Przycisk Reset: Przydatny 🙂
Pamięć eMMC: Wbudowana, szybsza i trwalsza niż typowa karta SD
Elastyczny bootflow: Większa kontrola nad bootem, możemy wybierać i eksperymentować
Bogate peryferia: WiFi, Bluetooth, Ethernet, HDMI, liczne GPIO (to ma też Raspberry)

Mimo początkowych trudności, STM32MP257 wydaje się bardzo obiecującą platformą dla bardziej zaawansowanych projektów wykorzystujących Embedded Linuxa.