OpenSTLinux是用于STM32 微處理器的開源 Linux 發行版。該操作系統可幫助工程團隊更快地進行原型設計并縮短產品上市時間。因此，它可以作為一種獨特的支持工具，同時也為開源社區做出貢獻。 很多時候，團隊將 Tux 視為可以解決所有軟件需求的靈丹妙藥。然而，從概念到大眾市場需要的不僅僅是內核，尤其是在嵌入式系統上。因此，選擇正確的發行版和平臺至關重要。為了幫助面臨這一挑戰的專業人士，我們列出了在開始項目之前需要回答的七個基本問題。這些詢問還將幫助決策者評估他們的需求并決定哪種嵌入式 Linux 發行版適合他們。實際上，它們代表了旨在減少開發過程中重大摩擦的開發人員的指導方針。

正如我們在今年早些時候發布的使用 MPU 的十誡中看到的那樣，使用微處理器和嵌入式 Linux 會變得異常復雜。為了幫助處理這種復雜性，我們提出了 OpenSTLinux，這是一個主流的開源發行版。它包括板級支持包 （BSP）、內核、驅動程序、安全引導鏈、安全操作系統和應用程序框架。無論是來自 MCU 領域還是熟悉 MPU，開發人員面臨的挑戰是找出最適合他們項目的解決方案。因此，以下問題可作為團隊評估其需求的預備調查。

OpenSTLinux 及其貢獻

一、嵌入式Linux發行版給開發者帶來了什么？

按照慣例，OpenSTLinux 為 STM32MP1 微處理器提供板級支持包和應用程序框架。BSP 包括帶有低級驅動程序的內核空間。它還擁有 TF-A 和 U-Boot 引導鏈、用于安全系統的 OP-TEE 安全操作系統以及用于非安全環境的 Linux 內核。傳統上，許多業內人士只是停留在 BSP 上。發生這種情況時，開發人員必須花費大量時間尋找合適的中間件。ST采用了不同的理念。為了幫助工程師更快地編寫應用程序，OpenSTLinux 還在用戶空間中提供了軟件包。它位于內核空間之上，為電源管理或特定網絡協議等提供中間件。我們決定超越內核空間，以確保開發人員可以更快地選擇驅動程序并從軟件優化中受益。

2. 嵌入式 Linux 發行版為項目帶來了什么？

嵌入式 Linux 在許多方面都是獨一無二的，其中之一就是需要創建自定義發行版。與 PC 上的 Linux 不同，推出通用發行版是不可能的。主流的 OpenSTLinux 發行版是嵌入式系統定制發行版的基礎。但是，獲得專用發行版是開發過程中最復雜的階段之一。為了確保開發人員能夠盡快完成最佳工作，我們與Yocto 項目合作。Yocto 是工業環境中用于定制嵌入式 Linux 發行版的事實上的創建工具。因此，與 Yocto 項目密切合作可以確保團隊獲得項目所需的支持和資源。

ST 合作伙伴計劃的成員也提供了寶貴的幫助。例如，Bootlin可以為從事 Yocto Project 或 Buildroot 的團隊提供培訓服務。當項目要求不像工業應用程序那樣嚴格時，許多開發人員通常更喜歡后者。無論哪種方式，Bootlin 都可以幫助工程師快速入門。同樣，Pengutronix、TimeSys和Witekio負責引導加載程序、內核、用戶空間等，因此團隊可以專注于他們的功能。因此，OpenSTLinux 不僅僅是一個簡單的操作系統。它是一個龐大的生態系統的一部分，將一個項目帶到了終點線。

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3. 嵌入式 Linux 發行版為開源社區帶來了什么？

在所有發布嵌入式 Linux 軟件包的公司中，許多公司不愿與開源社區廣泛合作，這可能會導致各種問題。例如，它可以限制對硬件的支持，或者它可能意味著安全漏洞仍然未被注意到。結果，它增加了維護成本并降低了代碼質量。硬件供應商可以做出的一個真正重要的貢獻是上游他們的驅動程序。這是制造商上傳其開源驅動程序以使其成為主要 Linux 代碼庫的一部分的過程。但是，社區可能需要幾個月甚至一年的時間才能批準其中的一些。公司可能還必須修改其提交的重要部分或進行優化。

上游是如此重要，而且往往如此不受歡迎，以至于 Linux 基金會試圖解決這個問題。Linux.com上的一篇博文展示了如何讓管理人員相信，上游化符合他們的“最大利益”。ST 致力于與開源社區密切合作，在過去三年中，我們盡可能多地向上游推廣了我們的驅動程序。我們還創建了業內最大的內部 Linux 開發團隊之一。今天，大約 95% 的 STM32MP1 驅動程序位于主要的 Linux 代碼庫中。與社區合作還可以確保我們繼續改進我們的解決方案。與傳統驅動程序相比，應用程序將在更長的時間內獲得更大的支持。同樣，開發人員可以利用標準化的 API，而用戶可以更快地收到安全補丁。因此，由于我們對 Linux 社區的承諾，ST 可以保證更高水平的質量。

OpenSTLinux 及其支持

4. 嵌入式 Linux 發行版是否有來自其供應商和專門社區的強大支持系統？

選擇嵌入式 Linux 發行版的公司必須考慮支持操作。傳統上，供應商維護當前的 LTS 內核，這意味著他們添加功能并發布錯誤修復。因此，當新內核出現時，制造商可能不支持先前版本的最新驅動程序。因此，工程師必須使用第三方來繼續支持在其應用程序中使用的舊內核。

如果這是非常標準的做法，它可能會變得很麻煩。嵌入式開發人員通常在以前的 LTS 內核版本上啟動項目，這與傾向于支持最新版本的 PC 開發人員不同。如果嵌入式系統使用先前的內核意味著工程師可以重用過去的工作，它甚至可能是有利的。不幸的是，如果供應商不再支持以前的 LTS 內核版本，團隊可能不得不在最新版本上開始一個項目。因此，程序員必須編寫更多的代碼，從而進一步延遲它們的上市時間。

ST 通過系統地支持當前和以前的 LTS 內核解決了這個問題。因此，團隊具有更大的靈活性。開發人員可能更有信心在較早的內核上啟動項目以加速開發。此外，STM32 MPU 社區是詢問有關 OpenSTLinux 問題的好地方。舉個例子，這個 ST 社區成員在構建其 Linux 內核時遇到了問題。幾個小時后，一名 ST 員工回復了一些提示，另一位社區成員也提出了其他建議。我們還提供了一個廣泛的 Wiki，可幫助開發人員入門。我們還提供研討會和其他網絡研討會來協助工程師。

5. 嵌入式 Linux 發行版的供應商是否提供安全功能？

保護嵌入式系統的安全既復雜又至關重要。工程師們知道，黑客可能會損害他們的品牌、傷害用戶并可能竊取重要的知識產權。但是，如果沒有負責嵌入式 Linux 發行版的制造商的支持，開發人員必須自己做所有事情。因此，它可能導致延誤和大量投資。

為確保團隊不必經歷這些，我們提供了一系列安全解決方案。例如，STM32Trust提供了幫助開發人員實現安全固件更新或安全啟動的工具。我們還提供軟件包以利用安全固件和安全模塊安裝。兩者都可以保護公司在生產過程中免受知識產權盜竊。最后，OpenSTLinux 依賴于 STM32MP1 中的硬件單元，例如那些加速 AES 256 加密和解密操作的單元。

OpenSTLinux 和 STM32MP1 還意味著開發人員可以快速使用基于Arm 可信固件 （TF-A）的安全啟動鏈。然后，他們可以啟動一個開放式可移植可信執行環境 （OP-TEE）。OP-TEE 對 ST 來說是特殊的，因為我們最初編寫了 Secure OS 并將其反向移植到 Arm v7，然后將其交給ST 合作伙伴計劃的成員Linaro 。最終，我們的重點是保護嵌入式系統的所有級別。

6. 嵌入式 Linux 發行版的供應商是否提供軟件來擴展功能？

剛接觸嵌入式 Linux 的工程師可能會低估編寫應用程序的工作量。不管發行版如何，就是這樣，在開發人員發布工作程序之前還有很長的路要走。因此，我們提供擴展包來幫助團隊讓他們的概念驗證更快地工作。例如，X-LINUX-AI包含用于計算機視覺演示的框架和應用示例。同樣，X-LINUX-PREDMNT將啟動預測性維護和狀態監測應用。后一個包包括 AWS IoT Greengrass Edge Computing 服務并使用 STM32MP1 設置網關。該軟件還適用于WireST-SDK和EdgeST-SDK以促進邊緣計算系統的創建。

ST 將使其合作伙伴和客戶能夠提供他們的擴展包。與 Yocto recipes 類似，這些軟件工具將幫助希望快速發布應用程序的開發人員。

要了解開發人員如何使用我們的 STM32MP1 作為 AWS 云服務的網關，請查看狀態監控和預測性維護：更快發送您的第一個傳感器數據的解決方案。

我們在 XR 日會議期間展示了 X-LINUX-AI 的演示。要了解有關我們使用的硬件的更多信息，請查看：XR Day Live！關注塑造我們頭上穿什么的活動。?

7. 嵌入式 Linux 發行版的供應商是否提供用于快速原型制作的軟件包？

OpenSTLinux 提供了三個包。STM32MP1Starter是啟動演示和試用我們的開發板的最快方式。它包括多個固件示例和工具來安裝我們的 Linux 映像。一旦開發人員希望開始編寫概念驗證或原型設計，他們就可以轉向STM32MP1Dev，其中包括一個軟件開發套件。最后，STM32MP1Distrib提供 OpenSTLinux 板級支持包 （BSP）。它使團隊能夠創建類似于 Starter 或 Developers Package 的自定義分發。

查看我們在線發布的培訓課程：視頻：STM32MP1 研討會或如何欣賞 MPU 設計的復雜性。

現在怎么辦？

對于許多工程師來說，下一步通常是最困難的：開始實際項目。一旦團隊評估了他們的需求并回答了這七個問題，規劃路線圖可能會令人生畏。這就是我們確保 OpenSTLinux 成為 ST 生態系統不可或缺的一部分的原因。我們努力使操作系統成為工程師和開源社區的重要貢獻者。它還具有豐富的功能，可簡化開發、保護產品并縮短上市時間。然而，因為它存在于 ST 產品組合中，所以 OpenSTLinux 不僅僅是其各個部分的總和。

熟悉 STM32 MCU 的開發人員可以移植 MCU 代碼并在 STM32MP1 的 Cortex-M4 上使用 RTOS。希望構建界面的團隊可以依賴Qt和Crank是 ST 合作伙伴計劃的成員這一事實。工程師可以添加屏蔽層來試驗傳感器，嘗試亞千兆赫協議，或者只是添加新功能，使其與競爭對手區分開來。我們還提供軟件工具來促進定制 PCB 的創建。最終，OpenSTLinux 和 ST 生態系統的其余部分提供了一種整體方法，力求揭開開發的神秘面紗，因此工程師不會問他們如何提出設計，而是他們可以為客戶做些什么。

審核編輯：郭婷