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K230_SDK_使用说明.md

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K230 SDK使用说明

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版权所有©2023北京嘉楠捷思信息技术有限公司

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目录

[TOC]

前言

概述

本文档主要介绍K230 SDK 的安装和使用。

读者对象

本文档(本指南)主要适用于以下人员:

  • 技术支持工程师
  • 软件开发工程师

缩略词定义

简称 说明

修订记录

文档版本号 修改说明 修改者 日期
V1.0 初版 杨光 2023-03-10
V1.1 新增安全镜像及emmc烧录说明 王建新 2023-04-07
V1.2 新增spinor镜像烧录说明 王建新 2023-05-05
V1.3 快起和安全镜像说明 王建新 2023-05-29
V1.4 大核自启动程序说明 郝海波 2023-06-1
v1.5 usip lp4 王建新 2023-06-12
V1.6 修改大核自启动程序说明 赵忠祥 2023-06-28
v1.7 增加启动介质分区章节,镜像烧录章节调整 王建新 2023-07-05
v1.8 增加CanMV-K230主板信息 陈海斌 2023-10-11

1. 概述

1.1 SDK软件架构概述

K230 SDK 是面向K230 开发板的软件开发包,包含了基于Linux&RT-smart 双核异构系统及RT-smart单系统开发需要用到的源代码,工具链和其他相关资源。

K230 SDK Linux+RT-smart双系统软件架构层次如图 1-1 所示:

logo

图1-1 K230 SDK 软件架构图

K230 SDK RT-smart 单系统软件架构层次如图 1-2 所示:

logo1

2. 开发环境搭建

2.1 支持的硬件

K230平台支持的硬件信息文档可以参考目录:00_hardware , 其中不同主板的硬件信息文档目录如下:

主板类型 主板硬件参考目录
CanMV-K230 具体硬件信息参考: 00_hardware

2.2 开发环境搭建

2.2.1 编译环境

主机环境 描述
Docker编译环境 SDK提供了dockerfile,可以生成docker镜像,用于编译SDK
Ubuntu 20.04.4 LTS (x86_64) SDK可以在ubuntu 20.04环境下编译

K230 SDK需要在linux环境下编译,SDK支持docker环境编译,SDK开发包中发布了docker file(tools/docker/Dockerfile),可以生成docker镜像。具体dockerfile使用和编译步骤,详见4.3.1章节。

SDK使用的Docker 镜像以ubuntu 20.04 为基础,如果不使用docker编译环境,可以在ubuntu 20.04 主机环境下参考dockerfile的内容,安装相关HOST package和工具链后,编译SDK。

K230 SDK没有在其他Linux版本的主机环境下验证过,不保证SDK可以在其他环境下编译通过。

2.2.2 SDK开发包

K230 SDK以压缩包的形式发布,或者自己使用git clone https://github.com/kendryte/k230_sdk命令下载。

2.3 单板准备

本章节以CanMV-K230 主板使用为例

2.3.1 CanMV-K230

请准备如下硬件:

  • CanMV-K230
  • TypeC USB线 至少1根
  • 网线一根(可选)
  • HDMI线一根
  • SD卡
  • 支持HDMI的显示器

说明:CanMV-K230主板电源和串口共用一个TypeC口,如下图:

图形用户界面, 文本, 应用程序 描述已自动生成

2.3.3 串口

K230 主板通过USB提供两路调试串口,windows下使用调试串口,需要安装USB转串口驱动程序,驱动下载链接如下:

https://ftdichip.com/wp-content/uploads/2021/11/CDM-v2.12.36.4.U-WHQL-Certified.zip

安装了驱动后,板子上电,PC使用type C数据线连接主板的调试串口后,可以发现两个USB串口设备,如下图所示:

图形用户界面, 文本, 应用程序 描述已自动生成

图2-1 USB串口设备

以上图为例,COM47为小核的调试串口,COM48为大核的调试串口。

串口波特率设置: 115200 8N1

3. SDK 安装准备工作

3.1 安装SDK

K230 SDK开发包采用压缩包的方式发布,在linux环境下使用。

3.2 SDK 目录结构

K230 SDK目录结构如下图所示:

k230_sdk
├── configs
│   ├── k230_canmv_defconfig
│   └── k230_canmv_only_rtt_defconfig
├── Kconfig
├── LICENSE
├── Makefile
├── parse.mak
├── README.md
├── repo.mak
├── src
│   ├── big
│   │   ├── mpp
│   │   ├── rt-smart
│   │   └── unittest
│   ├── common
│   │   ├── cdk
│   │   └── opensbi
│   ├── little
│   │   ├── buildroot-ext
│   │   ├── linux
│   │   └── uboot
│   └── reference
│       ├── ai_poc
│       ├── business_poc
│       └── fancy_poc
├── board
│   ├── common
│   │   ├── env
│   │   └── gen_image_cfg
│   │   ├── gen_image_script
│   │   └── post_copy_rootfs
│   ├── k230_evb_doorlock
│   └── k230_evb_peephole_device
└── tools
    ├── docker
    │   └── Dockerfile
    ├── doxygen
    ├── firmware_gen.py
    └── get_download_url.sh

各个目录用途描述如下:

  • configs: 存放SDK的板级默认配置,主要包含如下信息:参考板类型,toolchain路径,

    内存布局规划,存储规划配置等

  • src:源代码目录,分为 大核代码(big),公共组件(common),小核代码(little)三个目录。

    大核代码包含:rt-smart操作系统代码,mpp代码,unittest代码

    公共组件包含:cdk代码和opensbi代码

    小核代码包含:linux内核代码,buildroot代码,uboot代码

  • tools:存放各种工具,脚本等。例如kconfigdoxygendockerfile

  • board:环境变量、镜像配置文件、文件系统等

4. SDK 编译

4.1 SDK 编译介绍

K230 SDK支持一键编译大小核操作系统和公共组件,生成可以烧写的镜像文件,用于部署到开发板启动运行。设备上linux系统的用户名是root无密码;

4.2 SDK 配置

K230 SDK采用Kconfig作为SDK配置接口,默认支持的板级配置放在configs目录下。

4.2.1 部分配置文件说明

k230_canmv_defconfig :基于CanMV-K230 V1.0/V1.1 的Linux+RTT双系统配置文件,为默认配置文件

k230_canmv_only_rtt_defconfig :基于Canmv-K230 V1.0/V1.1 板RT-smart单系统配置文件

4.3 编译 SDK

4.3.1 编译步骤

说明:本章节命令仅供参考,文件名请根据实际情况进行替换。 Setp 1:下载代码

git clone https://github.com/kendryte/k230_sdk

Step 2:进入SDK根目录

cd k230_sdk

Step 3:下载toolchain

source tools/get_download_url.sh && make prepare_sourcecode

make prepare_sourcecode will download both Linux and RT-Smart toolchain, buildroot package and AI package from Microsoft Azure cloud server with CDN, the download cost time may based on your network connection speed.

Step 4:生成docker镜像(第一次编译需要,已经生成docker镜像后跳过此步骤)

docker build -f tools/docker/Dockerfile -t k230_docker tools/docker

Step 5: 进入docker环境,

docker run -u root -it -v $(pwd):$(pwd) -v $(pwd)/toolchain:/opt/toolchain -w $(pwd) k230_docker /bin/bash

Step 6: Docker环境下执行下面命令进行编译SDK

make CONF=k230_canmv_defconfig  #编译CanMV-K230 1.0/1.1 板子Linux+RTT双系统镜像
make CONF=k230_canmv_only_rtt_defconfig  #编译CanMV-K230 1.0/1.1 板子RTT-only系统镜像

备注: sdk不支持多进程编译,不要增加类似-j32多进程编译参数。

4.3.2 编译输出产物

编译完成后,在output/xx_defconfig/images目录下可以看到编译输出产物。ls

文本 描述已自动生成

图4-1 编译产物

images目录下镜像文件说明如下:

sysimage-sdcard.img -------------是sd和emmc的非安全启动镜像;

sysimage-sdcard.img.gz --------是SD和emmc的非安全启动镜像压缩包(sysimage-sdcard.img文件的gzip压缩包),烧录时需要先解压缩。

sysimage-sdcard_aes.img.gz是SD和emmc的aes安全启动镜像压缩包,烧录时需要先解压缩。

sysimage-sdcard_sm.img.gz是SD和emmc的sm安全启动镜像压缩包,烧录时需要先解压缩。

安全镜像默认不会产生,如果需要安全镜像请参考4.3.4使能安全镜像。

大核系统的编译产物放在images/big-core目录下。

小核系统的编译产物放在images/little-core目录下。

4.3.3 非快起镜像

sdk默认编译的是快起镜像(uboot直接启动系统,不会进入uboot命令行),如果需要进入uboot命令行,请参考下面取消CONFIG_QUICK_BOOT配置:

在sdk主目录 执行 make menuconfig ,选择board configuration,取消quick boot 配置选项。

非快起系统变快起系统方法:进入uboot命行执行setenv quick_boot true;saveenv;

4.3.4 安全镜像

sdk默认不产生安全镜像,如果需要安全镜像,请参考下面增加CONFIG_GEN_SECURITY_IMG配置:

在sdk主目录 执行make menuconfig ,选择board configuration,配上create security image 选项。

4.3.5 debug镜像

sdk默认产生release镜像,如果需要调试镜像,请参考下面增加CONFIG_BUILD_DEBUG_VER配置:

在sdk主目录 执行make menuconfig ,选择build debug/release version,配上debug 选项。

5. SDK 镜像烧写

根据不同主板的硬件特性和软件需求,请选择支持的镜像烧写方式。

CanMV-K230主板仅支持sd卡镜像启动。

5.1 sd卡镜像烧录

5.1.1 ubuntu下烧录

在sd卡插到宿主机之前,输入:

ls -l /dev/sd\*

查看当前的存储设备。

将sd卡插入宿主机后,再次输入:

ls -l /dev/sd\*

查看此时的存储设备,新增加的就是 sd 卡设备节点。

假设/dev/sdc 就是 sd卡设备节点,执行如下命令烧录SD卡:

sudo dd if=sysimage-sdcard.img of=/dev/sdc bs=1M oflag=sync

说明:sysimage-sdcard.img可以是images目录下的sysimage-sdcard.img文件,或者sysimage-sdcard_aes.img.gzsysimage-sdcard.img.gzsysimage-sdcard_sm.img.gz文件解压缩后的文件。

5.1.2 Windows下烧录

Windows下可通过rufus工具对TF卡进行烧录(rufus工具下载地址 http://rufus.ie/downloads/)。

1)将TF卡插入PC,然后启动rufus工具,点击工具界面的"选择”按钮,选择待烧写的固件。

rufus-flash-from-file

2)点击“开始”按钮开始烧写,烧写过程有进度条展示,烧写结束后会提示“准备就绪”。

rufus-flash rufus-sure rufus-warning rufus-finish

5.2 Emmc镜像烧写参考

5.2.1 Linux下烧写emm参考

1)把镜像的压缩包下载到sd卡

从sd卡启动linux,在linux下可以参考如下命令把镜像的压缩包下载到sd卡

ifconfig eth0 up;udhcpc;mount /dev/mmcblk1p4 /mnt;cd /mnt/;

scp [email protected]:/home/wangjianxin/k230_sdk/output/k230_evb_defconfig/images/sysimage-sdcard.img.gz  .

2)把压缩包解压缩到emmc

gunzip sysimage-sdcard.img.gz -c >/dev/mmcblk0

3)切成emmc启动,重启板子

RTT-only无法使用此方法

5.2.1 Uboot下烧写emmc参考

1)把ssysimage-sdcard.img.gz镜像下载到内存。

usb start; dhcp;  tftp 0x900000010.10.1.94:wjx/sysimage-sdcard.img.gz;
 #注意:需要根据内存大小替换下0x9000000,比如内存只有128M的话,可以替换为0x2400000

2)把镜像写到emmc

gzwrite mmc  0   0x${fileaddr}  0x${filesize};

3)重启板子

6. SDK内存配置

在k230_sdk下运行make menuconfig->Memory configuration可以配置各个区域使用的内存空间,也可以直接编译configs/k230_canmv_defconfig修改,各区域说明如下

CONFIG_MEM_TOTAL_SIZE="0x20000000"      #内存总体容量          不支持配置
CONFIG_MEM_PARAM_BASE="0x00000000"      #参数分区起始地址       不支持配置
CONFIG_MEM_PARAM_SIZE="0x00100000"      #参数分区大小           不支持配置
CONFIG_MEM_IPCM_BASE="0x00100000"       #核间通讯起始地址       不支持配置
CONFIG_MEM_IPCM_SIZE="0x00100000"       #核间通讯共享内存大小    不支持配置
CONFIG_MEM_RTT_SYS_BASE="0x00200000"    #大核RTT起始地址        支持配置
CONFIG_MEM_RTT_SYS_SIZE="0x07E00000"    #大核RTT使用的地址范围   支持配置
CONFIG_MEM_AI_MODEL_BASE="0x1FC00000"   #AI模型加载起始地址      支持配置
CONFIG_MEM_AI_MODEL_SIZE="0x00400000"   #AI模型加载地址区域      支持配置
CONFIG_MEM_LINUX_SYS_BASE="0x08000000"  #小核linux起始地址       支持配置
CONFIG_MEM_LINUX_SYS_SIZE="0x08000000"  #小核linux地址区域       支持配置
CONFIG_MEM_MMZ_BASE="0x10000000"        #mmz共享内存其实地址     支持配置
CONFIG_MEM_MMZ_SIZE="0x0FC00000"        #mmz 共享内存区域       支持配置
CONFIG_MEM_BOUNDARY_RESERVED_SIZE="0x00001000"  #隔离区         不支持配置

CONFIG_MEM_LINUX_SYS_BASE 地址需要2MB对齐

RTT-only系统没有Linux内存的配置

8. SDK单板调试

CanMV-K230主板由于的调试口默认是串口功能,如果需要调试请参考sdk常见问题解答

8.1 调试前准备

1.从 T-Head公司的OCC平台 https://occ.t-head.cn/community/download 下载T-Head-DebugServer软件和《DebugServer User Guide v5.6》,并参考《DebugServer User Guide v5.6》在pc电脑上安装T-Head-DebugServer软件;

图形用户界面, 文本, 应用程序 描述已自动生成

图形用户界面, 文本, 应用程序, 电子邮件 描述已自动生成

2.准备下图所示平头哥 cklink、usb线、k230 evb板

图片包含 游戏机, 电缆, 电路 描述已自动生成

8.2 调试

1.参考下图把cklink 、k230 evb板子、pc电脑 连接起来,随后给evb上电。

电子仪器被放在电脑旁边 中度可信度描述已自动生成

2.电脑上打开第1步安装的T-HeadDebugServer软件,看到类似如下图打印说明连接成功,如果连接失败请参考《DebugServer User Guide v5.6》排查失败原因。

文本 描述已自动生成

3.在编译代码的服务器上启动riscv64-unknown-linux-gnu-gdb执行target remote xx.xx.xx.xx1025 命令连接板子,连接成功后进行gdb调试。

文本 描述已自动生成

9. SDK启动

当前版本默认编译生成的镜像,烧录到板子上后,大核会自动运行一个人脸检测程序,显示屏上会显示摄像头采集的图片;启动后可以在大核的控制台端输入'q'退出该程序。

  1. EVB系列主板如果没有连接IMX335摄像头,则自启动程序报错,程序自动退出,按回车即可回到控制台。
  2. 若需要取消大核的自启动功能,需将 k230_sdk/src/big/rt-smart/init.sh 中的内容注释掉。

10.k230 debian和ubuntu 镜像说明

镜像及构建方法详见K230_debian_ubuntu说明.md

上文有关Linux相关的内容不适用于RTT-only系统