【ATU Book-i.MX8系列】OP-Killer (i.MX8M Plus) Linux 開發環境架設

一、簡介

隨著科技日新月異，數位轉型及智慧化應用將漸漸融入我們的生活及工作中，人工智慧 (Artificial Intelligence，AI) 與機器學習 (Machine Learning，ML) 的應用也是趨於廣泛。恩智浦半導體 (NXP) 因應 AI 及 ML 的應用需求，提出了 i.MX8M Plus 系列處理器，i.MX8M Plus 系列處理器搭載神經物理單元 (NPU)，運算能力高達 2.3 TOPS，專注於機器學習、視覺、進階多媒體、IoT 及工業控制的應用。
世平集團 (WPI) 注意到 AI 在 IoT 及工業控制應用中的潛力，使用 NXP i.MX8M Plus 為核心製作了 OP-Killer 方案，OP-Killer SOM 板可獨立運作，可作為 IoT 領域的開發樣板。搭配 IO 板可提供其他通訊介面，可作為多媒體及工業控制領域的參考設計。

本文章會針對 OP-Killer 的 Linux BSP 開發環境架設做介紹，幫助使用者快速建立開發環境。

二、軟體需求

編譯主機：建議使用 Ubuntu 18.04 或以上版本
軟體開發包：NXP Linux BSP L5.10.9_1.0.0
補丁：WPI_OP-Killer_V4.patch
燒錄軟體：UUU.zip



三、硬體需求開發板：

WPI OP-Killer EVM

                                                    圖一、OP-Killer SOM EVM 正面

                                                    圖二、OP-Killer SOM EVM  背面

                                                    圖三、OP-Killer IO EVM 正面

                                                    圖四、OP-Killer IO EVM 背面


四、操作步驟

1. 更新並安裝 Ubuntu 套件

  $ sudo apt update && sudo apt install -y gawk wget git-core diffstat unzip texinfo gcc-multilib build-essential chrpath socat cpio python python3 python3-pip python3-pexpect xz-utils debianutils iputils-ping python3-git python3-jinja2 libegl1-mesa libsdl1.2-dev pylint3 xterm rsync curl repo




2. 設定 git 資訊

  $ git config --global user.name "your name"
  $ git config --global user.email "your email" 



3. 建立工作路徑
  $ mkdir imx-yocto-bsp_L5.10.9_1.0.0 && cd imx-yocto-bsp_L5.10.9_1.0.0

4. 下載 NXP Linux BSP
  $ repo init -u https://source.codeaurora.org/external/imx/imx-manifest -b imx-linux-gatesgarth -m imx-5.10.9-1.0.0.xml && repo sync 



5. 打上 WPI OP-Killer 補丁

  $ cd imx-yocto-bsp_L5.10.9_1.0.0/sources/meta-imx/
  $ cp WPI_OP-Killer_V3.patch .
  $ git apply WPI_OP-Killer_V4.patch 



6. 建立編譯環境並同意許可協議

  $ cd imx-yocto-bsp_L5.10.9_1.0.0
  $ DISTRO=fsl-imx-xwayland MACHINE=imx8mpevk source imx-setup-release.sh -b build-xwayland-8mp

7. 編譯 BSP

  $ bitbake imx-image-full 





五、常用 Yocto 編譯指令

1. 重新編譯時，設定編譯環境
  $ cd imx-yocto-bsp_L5.10.9_1.0.0
  $ source setup-environment build-xwayland-8mp

2. 單獨編譯 U-Boot 並部署映像檔
  $ bitbake -f -c compile u-boot-imx && bitbake -f -c deploy u-boot-imx

3. 單獨編譯 imx-boot 並部署映像檔
  $ bitbake -f -c compile imx-boot && bitbake -f -c deploy imx-boot

4. 單獨編譯 Kernel 並部署映像檔
  $ bitbake -f -c compile linux-imx && bitbake -f -c deploy linux-imx


六、映像檔

1. 映像檔的儲存路徑為：
  imx-yocto-bsp_L5.10.9_1.0.0/build-xwayland-8mp/tmp/deploy/images/imx8mpevk

2. 主要映像檔如下表

映像檔	描述
imx-image-full-imx8mpevk.wic.bz2	SD Card Image
imx-boot	Bootloader
imx8mp-op-killer.dtb	Device Tree Blob
Image	Kernel Image
imx-image-full-imx8mpevk.tar.bz2	Root Filesystem

七、燒錄映像檔

1. 使用 SD Card Image 燒錄 SD Card

  1) 將 SD Card 映像檔解壓縮
    $ bzip2 -d imx-image-full-imx8mpevk.wic.bz2
  2) 燒錄 SD Card
    $ sudo dd if=imx-image-full-imx8mpevk.wic of=/dev/sdX 



2. 使用 UUU 燒錄 eMMC

  1) 將 UUU 工具包解壓縮
  2) 將 imx-boot 與 imx-image-full-imx8mpevk.wic 放入 UUU 工具目錄下



  3) 將 SOM 指撥開關 (SW4) 設定為 off-off-off-on



  4) 使用 USB Type-C 將 PC 與 IO PWR/USB TYPE C 插槽 (J3) 連接在一起
  5) 打開 IO 電源開關 (J2)
  6) 開啟 Windows CMD 移動到 UUU 工具目錄
  7) 執行指令燒錄 eMMC
    > uuu.exe uuu_emmc.auto 




八、開機測試

1. SD Card 開機測試

  1) 將 SOM 指撥開關 (SW4) 設定為 off-off-on-on



  2) 將 SD Card 插入 SOM SD Card 插槽 (J5)
  3) 使用 Micro USB 連接 PC 與 IO Debug Port (J15)
  4) 將 USB Type-C 插入 IO PWR/USB TYPE C 插槽 (J3)
  5) 打開 IO 電源開關 (J2)     



2. eMMC 開機測試

  1) 將 SOM 指撥開關 (SW4) 設定為 off-off-on-off



  2) 使用 Micro USB 連接 PC 與 IO Debug Port (J15)
  3) 將 USB Type-C 插入 IO PWR/USB TYPE C 插槽 (J3)
  4) 打開 IO 電源開關 (J2)

以上我們講述了如何架設 OP-Killer 方案的編譯環境、編譯方式、映像檔燒錄與開機測試。這些步驟可以為使用者提供基礎的開發環境與開發板的使用方式。下一篇文章我們會針對 DDR Calibration 與 Stress Test 做說明。