米尔工控板试用笔记二——搭建开发环境及程序演示

小平平和小橘子

上一期，主要是米尔开发板的开箱介绍及上手体验。给人的第一印象就是开发板做工精良，配件齐全，很容易上手；然后也分别通过了串口和以太网进行了远程登录。最后，还外接显示器和鼠标进行了图形界面操作。
在本期中，主要从软件资源角度入手。重点关注操作系统的体验和应用程序的演示。
一、软件资源介绍
手册里有详细介绍，这里简单提一下，软件体系，由引导程序、Linux内核、设备驱动、文件系统和应用程序组成。从中可以看到，设备驱动种类非常全面，基本上覆盖了这款微处理器所有的外设，相信米尔科技一定做了大量的技术支持工作。这样一来，就方便工程师进行应用开发了。
二、Linux开发环境搭建
开发前的准备工作：安装虚拟机软件和Ubuntu操作系统。
嵌入式Linux开发需要使用Linux系统下的交叉编译工具。由于需要安装Ubuntu系统进行开发，为了便于开发，我们先安装一个虚拟机软件，附带光盘里有虚拟机软件VirtualBox-4.1.18-78361-Win，安装过程和常规软件一样，一路选择Next就好了，驱动提示之类的选择安装。装好后的虚拟机软件就是下面这个样子。

新建一个虚拟电脑，按照安装向导进行即可。大部分选择默认配置，少部分需要调整。安装好后再安装Ubuntu系统（附带光盘里面也有）。也很简单，按照提示进行即可。顺便提一下，基本都是中文环境。这里插一句题外话，使用虚拟机需要用到两个重要功能：主机与虚拟机之间的双向拷贝和共享文件夹功能。可以参考此篇博文：https://blog.csdn.net/pan_tian/article/details/22619687。
然后我们可以查看Rico Board Linux开发手册。从中可以看到软件资源非常丰富，包含引导程序、Linux内核、设备驱动、文件系统、应用程序和工具。有了如此强大的软件资源，相信我们可以快速进行程序开发。我通过共享文件夹，把Windows平台下的光盘内容直接挂载到了虚拟机中，可以看到光盘内容：

接下来开始在Ubuntu系统内安装一些必要的工具了。这里提示一下，虚拟机内的Ubuntu系统安装应用程序方法。正常情况下，可以使用Ubuntu Software Center进行，也可以在终端中使用命令行sudo apt-get install <Software Name>；但是在这个过程中，我遇到了一些问题，软件源有问题，导致无法安装程序，后来我改成了Ubuntu Software Center->Edit->Software Source->mirror.bjtu.edu.cn/ubuntu；这个源后，安装就很顺利。
三、Linux系统编译
第一步，进入Bootloader目录，解压U-boot源码，编译BootLoader，生成所需要的MLO、uboot.bin和uboot-img，这里我选择的是Q-SPI Flash启动模式，所以会生成u-boot.bin文件；

第二步，编译Linux内核，按照说明进行就好了，编译内核真的需要很长时间。编译完内核后，就可以找到我们移植系统需要的内核镜像zImage了。在dts目录下还有个设备树的二进制文件。

四、Linux系统烧写
就是将上一步编译好的uboot和Linux内核文件下载到开发板上；由于原来的开发板已经完成了这一步，这里我就省略了。顺便提一下，开发板默认启动方式为QSPI Flash启动，就是QSPI Flash上只包含BootLoader，内核和设备树在eMMC的第一个分区上，EXT4文件系统将从eMMC的第二个分区挂载。
五、应用程序开发
这一部分是重点。我决定花较多篇幅进行介绍。进行到了这一步，Linux系统已经正常移植到了米尔开发板上，现在可以在上面开发应用程序了。
嵌入式开发，通常先在PC（Linux系统环境下）上交叉编译后，再通过某种方式（如以太网或串口），这里我使用以太网方式，将文件复制或传输到目标开发板上执行。为了方便调试，进行应用程序开发前，应该先配置好一个文件共享环境。这里我使用的TFTP协议。这里我要说个坑，我用的是虚拟机，然后要使用TFTP的话，需要虚拟机与开发板在同一网段，然后我试着将主机与虚拟机桥接，用了网上那种流行方式，但还是一直提示我“界面名称未指定”，搞了半天都没弄好，我决定暂时不弄这方法了，后面用了xftp才把文件传送到开发板上，虽然要经过虚拟机里的Ubuntu到win10，再到开发板，过程有点曲折，总算可以使用。这里记得把环境变量添加到PATH路径中，省的每次都手动配置。这里我要提箱一下大家，如果直接按照手册里的方法，之前没有把路径写入配置文件时，会提示找不到命令，然后我又去第2章里找到那个工具：arm-linux-gnueabihf-gcc，到时候是要用到这个工具进行编译make的，在这里我也花了很多时间，也怪我Linux知识不够扎实啊，看来以后还要多学习。这里我把自己的方法贴出来，在Ubuntu主机中，输入sudo vim /etc/profile，补充以下内容：     
export PATH=$PATH:/home/soda/rico_board/rico/04-Linux_Source/Toolchain/gcc-linaro-arm-linux-gnueabihf-4.7-2013.03-20130313_linux/bin
export CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf-
保存退出后，输入source /etc/profile，注销登录后再登录就可以了。怎么查看设置文件是否生效，输入arm后再按下Tab键有以下内容就说明OK啦。

SSH登录在第一篇上手体验就提到过了，这种方式非常实用。
之前的准备工作都做好后，就开始动手写程序了。
这里我试图安装一些软件，发现apt-get指令无法识别，应该是没有移植相应的程序和必备的工具链，在裁剪过程中拿掉了，所以也意味着很多实用的工具暂时用不了，就这点来说，树莓派更好玩一些。
现在就可以开心的去体验那些example了。进入example的目录，使用make指令就好了。
把编译好的文件传到开发板上，然后执行就可以了。这里需要注意为程序添加运行权限，只需要输入chmod  +x  <program>。以下是运行的log，现象就是三个LED灯依次亮灭。然后一直在检测是否有按键按下。

限于篇幅，其他应用程序就不一一进行展示了。实际上我基本上把案例都跑了一遍。
小结一下：在开发板上跑的系统是经过裁剪后的Linux系统，能够支持基本的命令行操作，但是与Debian和Ubuntu这类桌面系统还是有区别，也无法直接在其上安装应用程序。就这点而言，与树莓派还是有很大区别的，可玩性也下降了不少，但是因为此款是工控板，也许是基于稳定、性能和实用方面的考虑吧。
原本以为这次测评能够进入实质编程环节，没有想到还是经历了很多曲折。主要是第一次在虚拟机里使用Linux系统，所以出现了不少新问题需要解决，比如说文件在PC主机，虚拟机和开发板三者之间的共享。好在基本上解决了，下一期，我们就开始正式编程吧。