ART-PI Smart 開(kāi)發(fā)板介紹

art-pi smart 是rt-thread公司推出的一款基于NXP公司imx6ull處理器的開(kāi)發(fā)板，主要用來(lái)測(cè)試評(píng)估RT公司去年新發(fā)布的混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)RT-Smart。

RT-Thread Smart（簡(jiǎn)稱 rt-smart）嵌入式實(shí)時(shí)操作系統(tǒng)是基于 RT-Thread 操作系統(tǒng)衍生的新分支，面向帶 MMU，中高端應(yīng)用的芯片，例如 ARM Cortex-A 系列芯片，MIPS 芯片，帶 MMU 的 RISC-V 芯片等。rt-smart 在 RT-Thread 操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上啟用獨(dú)立、完整的進(jìn)程方式，同時(shí)以混合微內(nèi)核模式執(zhí)行。

rt-smart 是一款高性能混合微內(nèi)核操作系統(tǒng)，在傳統(tǒng)嵌入式操作系統(tǒng)劃分中，rt-smart 能夠填補(bǔ)傳統(tǒng) RTOS 和大型操作系統(tǒng) Linux 之間的空白，在實(shí)時(shí)性、成本、安全性、啟動(dòng)速度等方面可以取得最佳的平衡。

開(kāi)發(fā)環(huán)境的建立

下載RT-Smart SDK

RT官方針對(duì)ART-PI Smart開(kāi)發(fā)板提供了完整的SDK開(kāi)發(fā)包，該SDK有完整的bsp支持，并且有詳細(xì)的readme文件作為離線參考，在進(jìn)行開(kāi)發(fā)之前，先從gittee上獲取該sdk完整的文件（本人電腦離線使用居多，所以簡(jiǎn)單粗暴直接從gittee上下載zip本地解壓即可）。這里需要注意一下，因?yàn)楹罄m(xù)本人選擇的是scons構(gòu)建工具通過(guò)ENV命令行窗口來(lái)進(jìn)行構(gòu)建，所以SDK放置的目錄一定不要有中文（任何開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)工作，都不要出現(xiàn)中文路徑，這是個(gè)好習(xí)慣）。1.ART-Pi-Smart SDK倉(cāng)庫(kù)

https://gitee.com/rtthread/ART-Pi-smart

2.ART-Pi-Smart 用戶手冊(cè)

https://art-pi.gitee.io/smart-website/docs/#/user_manual/user_manual?id=windows-%e4%b8%8b%ef%bc%8c%e5%bf%ab%e9%80%9f%e4%bd%93%e9%aa%8c-rt-smart

如下圖所示，是ART-PI Smart的SDK目錄結(jié)構(gòu)：

如下圖所示，是開(kāi)發(fā)板控制臺(tái)界面下smart系統(tǒng)目錄結(jié)構(gòu)，具體開(kāi)發(fā)板上電鏈接流程請(qǐng)參考官方文檔，此處不贅述。需要注意的是，電腦上要提前安裝cp210x的驅(qū)動(dòng)。

安裝ENV和SCONS構(gòu)建工具

Env 是 RT-Thread 推出的開(kāi)發(fā)輔助工具，針對(duì)基于 RT-Thread 操作系統(tǒng)的項(xiàng)目工程，提供編譯構(gòu)建環(huán)境、圖形化系統(tǒng)配置及軟件包管理功能。其內(nèi)置的 menuconfig 提供了簡(jiǎn)單易用的配置剪裁工具，可對(duì)內(nèi)核、組件和軟件包進(jìn)行自由裁剪，使系統(tǒng)以搭積木的方式進(jìn)行構(gòu)建。

主要特性

menuconfig 圖形化配置界面，交互性好，操作邏輯強(qiáng)；

豐富的文字幫助說(shuō)明，配置無(wú)需查閱文檔；
使用靈活，自動(dòng)處理依賴，功能開(kāi)關(guān)徹底；
自動(dòng)生成 rtconfig.h，無(wú)需手動(dòng)修改；
使用scons工具生成工程，提供編譯環(huán)境，操作簡(jiǎn)單；
提供多種軟件包，模塊化軟件包耦合關(guān)聯(lián)少，可維護(hù)性好；
軟件包可在線下載，軟件包持續(xù)集成，包可靠性高；

具體的ENV安裝和使用，參考最權(quán)威的官方文檔即可，這里不做過(guò)多贅述啦。

RT官方ENV用戶手冊(cè)

https://www.rt-thread.org/document/site/#/development-tools/env/env

RT官方SCONS用戶手冊(cè)

https://www.rt-thread.org/document/site/#/development-tools/scons/scons

安裝對(duì)應(yīng)系統(tǒng)下的編譯工具鏈

ART-PT Smart可以在windows下開(kāi)發(fā)，也可以在Linux環(huán)境下開(kāi)發(fā)，本人選擇了日常熟悉的windows環(huán)境開(kāi)部署相關(guān)的編譯工具鏈，也方便后續(xù)新上手的朋友們快速熟悉。在解壓好的SDK根目錄下，找到toos文件夾，進(jìn)去之后，在tools文件夾下，打開(kāi)ENV窗口，輸入指令

1pythonget_toolchain.py

在主機(jī)保證聯(lián)網(wǎng)的前提下，該腳本會(huì)自動(dòng)識(shí)別用戶當(dāng)前的開(kāi)發(fā)環(huán)境，自動(dòng)安裝相匹配的編譯工具鏈

安裝完畢之后，在ENV命令行界面，輸入如下指令，查看工具鏈?zhǔn)欠癜惭b正確：

1arm-linux-musleabi-gcc-v

出現(xiàn)如下內(nèi)容代表工具鏈已經(jīng)自動(dòng)安裝好：

 1Usingbuilt-inspecs.
 2COLLECT_GCC=arm-linux-musleabi-gcc
 3COLLECT_LTO_WRAPPER=e:/test/rt-smart/tools/gnu_gcc/arm-linux-musleabi_for_i686-w64-mingw32/bin/../libexec/gcc/arm-linux-musleabi/7.3.0/lto-wrapper.exe
 4Target:arm-linux-musleabi
 5Configuredwith:../src_gcc/configure--disable-werror--prefix=--target=arm-linux-musleabi--with-sysroot=/arm-linux-musleabi--with-build-sysroot=/builds/research/musl-toolchain/build/arm-linux-musleabi_for_i686-w64-mingw32/sysroot/--enable-languages=c,c++--disable-multilib--enable-tls--disable-libmudflap--disable-libsanitizer--disable-gnu-indirect-function--disable-libmpx--enable-libstdcxx-time--host=i686-w64-mingw32--disable-bootstrapAR_FOR_TARGET=arm-linux-musleabi-arAS_FOR_TARGET=arm-linux-musleabi-asLD_FOR_TARGET=arm-linux-musleabi-ldNM_FOR_TARGET=arm-linux-musleabi-nmOBJCOPY_FOR_TARGET=arm-linux-musleabi-objcopyOBJDUMP_FOR_TARGET=arm-linux-musleabi-objdumpRANLIB_FOR_TARGET=arm-linux-musleabi-ranlibREADELF_FOR_TARGET=arm-linux-musleabi-readelfSTRIP_FOR_TARGET=arm-linux-musleabi-strip
 6Threadmodel:posix
 7gccversion7.3.0(GCC)
 8builddate:Sep30202113:47:19
 9buildsha:b998444eb32a74bdeb55fd70963187255ae6efe0
10buildjob:173019

接著，打開(kāi)ENV工具，然后輸入執(zhí)行：

1smart-env.bat

該操作是在進(jìn)一步開(kāi)發(fā)前先設(shè)置好環(huán)境變量（rt-smart 工具鏈、編譯器等），輸入如下指令，查看環(huán)境變量是否生效：

1setRTT

如果生效，則會(huì)顯示如下信息，否則請(qǐng)檢sdk相關(guān)查路徑是否有中文，或者工具鏈沒(méi)有安裝等。

1RTT_CC=gcc
2RTT_CC_PREFIX=arm-linux-musleabi-
3RTT_EXEC_PATH=E:	est
t-smart	oolsgnu_gccarm-linux-musleabi_for_i686-w64-mingw32
4in

（注意：后續(xù)每次打開(kāi)ENV工具進(jìn)行scons之類的操作，都必須線設(shè)置該環(huán)境變量，否則后續(xù)編譯構(gòu)建將會(huì)報(bào)錯(cuò)?。?/span>

構(gòu)建和編譯內(nèi)核

內(nèi)核裁剪與構(gòu)建

進(jìn)入到SDK根目錄下，然后依次進(jìn)入到ART-PI Smart BSP所在的目錄下，例如：

1盤符:..ART-Pi-smart-masterkernelspimx6ull-artpi-smart

在該目錄下，打開(kāi)ENV命令行窗口，輸入指令：

1menuconfig

則ENV窗口會(huì)自動(dòng)彈出內(nèi)核的圖形配置界面，如下圖所示：

在menuconfig配置界面下，有豐富的外設(shè)資源和各種系統(tǒng)相關(guān)的組件，以及內(nèi)核相關(guān)的功能供開(kāi)發(fā)者進(jìn)行勾選、適配和裁剪。如果之前有過(guò)RT-Thread的開(kāi)發(fā)經(jīng)驗(yàn)，那么這個(gè)流程將會(huì)非常熟悉。配置完成后，依次推出并保存，回到命令行界面，然后輸入如下指令對(duì)剛才配置好的內(nèi)核進(jìn)行編譯：

1scons

該編譯指令其實(shí)還可以配合其他參數(shù)一起使用，具體細(xì)節(jié)請(qǐng)參考前文提到的官方SCONS用戶手冊(cè)。

新內(nèi)核的更新方式

在bsp目錄下，scons成功之后，將會(huì)生成內(nèi)核的可執(zhí)行文件，分別是：

1rtthread.bin
2rtthread.elf
3rtthread.imx
4rtthread.img

運(yùn)行新的內(nèi)核，本文只用到了以上兩種文件格式，分別是imx和bin格式的內(nèi)核文件。

單次運(yùn)行新內(nèi)核

通過(guò)開(kāi)發(fā)板網(wǎng)絡(luò)接口，可以傳輸內(nèi)核文件到開(kāi)發(fā)板并且執(zhí)行，檢測(cè)內(nèi)核當(dāng)前運(yùn)行情況。同時(shí)也可以利用開(kāi)發(fā)板上第二個(gè)usb接口，通過(guò)上位機(jī)軟件加載啟動(dòng)內(nèi)核。這兩種方式在官方手冊(cè)里介紹的較為詳細(xì)，本文不再贅述。請(qǐng)參考前文給出的官方鏈接。
在這里提及這種方式，主要是想引出一個(gè)自己遇到的問(wèn)題，本人手中的板子，emmc文件系統(tǒng)上的內(nèi)核文件版本較老，網(wǎng)絡(luò)IP不能靜態(tài)設(shè)置，只能DHCP動(dòng)態(tài)分配，而我身邊恰好沒(méi)有路由器，更新之后內(nèi)核用到官方的方式加載運(yùn)行之后，可以正常設(shè)置靜態(tài)IP，但是復(fù)位之后，系統(tǒng)內(nèi)核又回到舊的版本，也就是說(shuō)，上面提到的官方示例的加載運(yùn)行方式是把內(nèi)核文件加載到RAM種運(yùn)行了，所以，如果跟我一樣有需要把內(nèi)核文件上傳到emmc的文件系統(tǒng)中的朋友，可以用下面兩種方式。

固化內(nèi)核到EMMC文件系統(tǒng)

方法一：通過(guò)webserver傳輸目前Smart的內(nèi)核中，帶有webclien.elf程序，在電腦端可以建立一個(gè)webserver服務(wù)器，在板子上，執(zhí)行webclient.elf，可以直接訪問(wèn)并下載對(duì)應(yīng)路徑下的內(nèi)核bin文件，然后在控制臺(tái)窗口，通過(guò)cp指令把新的內(nèi)核bin文件拷貝覆蓋到舊的內(nèi)核所在的路徑下即可。這種方式比較一勞永逸，但是，在本人實(shí)際測(cè)試過(guò)程中，webclient下載到的文件一直出錯(cuò)，文件大小也不對(duì)。不知道是否是webclient.elf源碼有bug。該方法暫時(shí)記錄在此處，有興趣研究的朋友可以后續(xù)自行嘗試。下面貼出我在電腦端建立建議websever的python指令：

1python-mhttp.server8080

方法二：通過(guò)sd傳輸除了web下載內(nèi)核bin文件到emmc上的文件系統(tǒng)中，還可以更簡(jiǎn)單粗暴的通過(guò)sd卡把bin文件傳輸?shù)轿募到y(tǒng)中。該過(guò)程較為簡(jiǎn)單，在系統(tǒng)控制臺(tái)界面，進(jìn)入sd卡的bin文件所在路徑，直接cp操作就ok。
這里需要記錄一下本人在使用SD卡時(shí)出現(xiàn)的小問(wèn)題。當(dāng)前smart系統(tǒng)不支持sd卡的熱插拔檢測(cè)，所以，在系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)，拔掉sd卡，內(nèi)核會(huì)報(bào)rt_device相關(guān)的錯(cuò)誤。其二是，在系統(tǒng)初始化打印信息的時(shí)候，每次都提示SD卡初始化失敗，但是進(jìn)入系統(tǒng)后，sd卡目錄又能正常訪問(wèn)，不知道是不是系統(tǒng)bug，后續(xù)感興趣的朋友可以嘗試解決一下。

用戶態(tài)程序編譯

內(nèi)核的相關(guān)操作之后，就是用戶APP程序的相關(guān)操作介紹了。這一部分較為簡(jiǎn)單，在ENV窗口下（確保已經(jīng)執(zhí)在根目錄下行過(guò)set RTT指令，并且檢查環(huán)境變量是正確的），進(jìn)入到如下路徑

1盤符:...ART-Pi-smart-masteruserapps

該路徑下apps文件夾下，存放的是用戶app的源文件，例如HELLO文件夾下，存放的就是輸出“hello world”的歷程源碼，在root/bin路徑下，存放的是用戶app對(duì)應(yīng)編譯生成的系統(tǒng)elf格式的可執(zhí)行文件。用戶APP程序構(gòu)建使用的是SCONS工具，該工具采用的python語(yǔ)言編寫(xiě)，類似于Liunx下常用的的Cmake之類的工具，我們以官方hello程序?yàn)槔?，默認(rèn)scons構(gòu)建腳本已經(jīng)寫(xiě)好，具體scons的操作方法，請(qǐng)參考前文提到的官網(wǎng)文檔，此處不贅述。此時(shí)在ENV界面下，輸入如下指令即可完成編輯和生成elf文件：

1scons--app=hello

編譯成功之后，會(huì)看到相應(yīng)的信息和生成的elf文件名稱，如果程序有語(yǔ)法錯(cuò)誤，那么此處會(huì)有詳細(xì)的報(bào)錯(cuò)。這里再本人測(cè)試使用中發(fā)現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，當(dāng)前編譯檢查較為嚴(yán)格，移植之前自己寫(xiě)的小例程，發(fā)現(xiàn)一些沒(méi)有調(diào)用的變量和函數(shù)，統(tǒng)統(tǒng)會(huì)被視為錯(cuò)誤，或者一些不是那么匹配的數(shù)據(jù)類型（如char到int之類的），也是直接全部報(bào)錯(cuò)，而不是警告，這一點(diǎn)是可以修改編譯規(guī)則的，但是本人太熟悉對(duì)應(yīng)的腳本文件，所以暫時(shí)沒(méi)有處理，在次提出該問(wèn)題，供后來(lái)朋友避坑。

用戶態(tài)程序下載運(yùn)行

在sd卡運(yùn)行

用戶程序生成的elf文件，在root/bin路徑下，拷貝該elf文件到sd卡，并且掛載sd卡到系統(tǒng)上，進(jìn)入到對(duì)應(yīng)目錄，即可運(yùn)行用戶的應(yīng)用程序。這個(gè)方法對(duì)于需要反復(fù)調(diào)試的操作很不友好。所以更推薦下面這種做法。

tftp方式運(yùn)行

在群友@Red 的推薦下，本人測(cè)試了一款開(kāi)源的tftp客戶端，名字叫做tftpx
tftpx github倉(cāng)庫(kù)鏈接

https://github.com/ideawu/tftpx/blob/master/client.c

它在開(kāi)發(fā)板上運(yùn)行之后，配合電腦端tftp服務(wù)器，即可下載對(duì)應(yīng)路徑下的elf文件到板子系統(tǒng)中去。電腦端推薦使用tftp64.exe這個(gè)軟件，按照要求建立好TFTP服務(wù)器，設(shè)置好IP和文件所在路徑，即可。然后通過(guò)SD卡，把tftpx.elf文件拷貝到板子系統(tǒng)root/bin路徑下，并且執(zhí)行，執(zhí)行格式如下：

1tftpx.elf192.168.1.1008080

此時(shí)只要網(wǎng)絡(luò)暢通，就會(huì)提示相應(yīng)的操作說(shuō)明，我們可以輸入如下指令，來(lái)下載剛剛編譯好的hello.elf

用戶app。

1gethello.elf

下載完畢后退出，即可。本人把編譯好的tftpx.elf文件放在附件中，供有需要的朋友下載使用。如果您有更方便更高效的elf傳輸加載方式，也可回帖分享介紹哦。(●'?'●)

總結(jié)

rt-smart作為國(guó)產(chǎn)新一代操作系統(tǒng)。未來(lái)可期。在起步階段，能做到當(dāng)下的完成程度，實(shí)屬不易，任何一個(gè)做軟件開(kāi)發(fā)的工程師，都能想象到這其中的艱辛和不易。在本次初步使用過(guò)程中，既體會(huì)到了RT系統(tǒng)高效精煉的特點(diǎn)，也發(fā)現(xiàn)了些許問(wèn)題，在積極與群里各位大佬交流中，不僅解決了問(wèn)題，還學(xué)到了很多其他方面的知識(shí)。我認(rèn)為這才是一種良心循環(huán)。作為一個(gè)開(kāi)源系統(tǒng)，衷心希望在@bernard 的帶領(lǐng)下，大家都多多參與進(jìn)來(lái)，貢獻(xiàn)自己微薄的力量，讓Smart在未來(lái)能以洪水之勢(shì)迅猛發(fā)展。最后，再次感謝RT官方提供的這次試用機(jī)會(huì)，感謝熊大@bernard 在半夜還在給大家解決問(wèn)題.感謝@RT-Thread小師弟認(rèn)真負(fù)責(zé)的態(tài)度，在疫情期間保證了板子的順利發(fā)貨以及本活動(dòng)的順利進(jìn)行。本人預(yù)計(jì)后續(xù)會(huì)陸續(xù)把最近在使用過(guò)程中的一些心得、程序設(shè)計(jì)等方面的感悟分享出來(lái)。作為該分享的第一篇，我想以詩(shī)人北島的詩(shī)《回答》中的幾句話，作為第一篇文章的結(jié)束；致代碼，致理想，致這個(gè)世界上每一個(gè)參與開(kāi)源項(xiàng)目的蕓蕓碼農(nóng)。

“如果海洋注定要決堤，
就讓所有的苦水都注入我心中，
如果陸地注定要上升，
就讓人類重新選擇生存的峰頂。
新的轉(zhuǎn)機(jī)和閃閃星斗，
正在綴滿沒(méi)有遮攔的天空。
那是五千年的象形文字，
那是未來(lái)人們凝視的眼睛。”
---北島《回答》節(jié)選

作者：RT-Thread社區(qū)成員RickFlying

原文標(biāo)題：RickFlying

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審核編輯：湯梓紅

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