FRDM-IMX8MPLUS快速入门

i.MX Linux板级支持包(BSP)包含一系列二进制文件、源代码和支持文件，可用来启动特定i.MX开发平台上的Embedded Linux镜像。

当前Linux二进制演示文件版本请参见Linux下载页面。i.MX软件和开发工具的Linux部分中的i.MX Linux文档包提供其他文档。

2.1 概述

FRDM-IMX8MPLUS支持从eMMC和SD卡启动。

本入门指南仅概述了将Linux BSP镜像烧写到SD卡的几种方法。经验丰富的Linux开发人员可根据需要探究其他选项。

2.2 下载恩智浦Linux BSP预构建镜像

FRDM-IMX8MPLUS的最新预建镜像可在FRDM i.MX 8M Plus开发板上获取。

预构建的恩智浦Linux二进制演示镜像提供典型系统和基本的功能集，用于使用和评估处理器。无需修改系统，用户就可以评估硬件接口、测试SoC功能并运行用户空间应用。

2.3 使用Universal Update Utility (UUU)烧写恩智浦Linux BSP镜像

除了“开箱即用”章节的连接外，使用USB线缆将USB3.0 OTG (J3)连接至主机。

给板断电。参考“1.4 启动开关设置”章节，配置板在串行下载协议(SDP)模式启动。

根据主机使用的操作系统，将Linux BSP镜像传输到SD卡的方式可能会有所不同。从下面的选项中进行选择，获取详细指导：

$ chmod a+x uuu
$ sudo ./uuu -b sd_all imx-image-full-imx8mpfrdm.rootfs.wic.zst

uuu.exe -b sd_all imx-image-full-imx8mpfrdm.rootfs.wic.zst

本节简要介绍了如何为FRDM-IMX8MPLUS构建Yocto BSP镜像、如何添加Matter支持以及如何构建Debian发行版镜像。

3.1 FRDM-IMX8MPLUS Yocto BSP

FRDM-IMX8MPLUS BSP版本基于i.MX SW 2024 Q3版本和Yocto Project 5.0 (Scarthgap)。要从源代码构建FRDM-IMX8MPLUS镜像，先查阅《i.MX Yocto Project用户指南》，熟悉Yocto Project和Yocto Build。然后，请按照以下步骤为FRDM-IMX8MPLUS构建镜像。

1. 下载i.MX SW 2024 Q3 BSP版本：

$ repo init -u https://github.com/nxp-imx/imx-manifest -b imx-linux-scarthgap -m imx-6.6.36-2.1.0.xml
$ repo sync

2. 将FRDM-IMX8MPLUS层集成到Yocto代码库中：

$ cd ${MY_YOCTO}/sources
$ git clone https://github.com/nxp-imx-support/meta-imx-frdm.git 

3. Yocto Project设置：

$ cd ${MY_YOCTO}
$ MACHINE=imx8mpfrdm DISTRO=fsl-imx-xwayland source sources/meta-imx-frdm/tools/imx-frdm-setup.sh -b frdm-imx8mp

4. 构建镜像：

$ bitbake imx-image-full

5. 烧写SD卡镜像：

$ zstdcat imx-image-full-imx8mpfrdm.rootfs.wic.zst | sudo dd of=/dev/sdx bs=1M && sync

或使用uuu将镜像烧写到SD卡：

$ uuu -b sd_all imx-image-full-imx8mpfrdm.rootfs.wic.zst

6. 将启动开关SW5[1:4]更改为“0011”以选择SD卡启动，插入SD卡并启动FRDM-IMX8MPLUS板

3.2 FRDM-IMX8MPLUS Matter支持

FRDM-IMX8MPLUS支持Matter。要添加Matter支持，请按照以下步骤将Matter层纳入Yocto Build。

1. 下载i.MX SW 2024 Q3 BSP版本：

$ repo init -u https://github.com/nxp-imx/imx-manifest -b imx-linux-scarthgap -m imx-6.6.36-2.1.0.xml
$ repo sync

2. 下载i.MX Matter Yocto层：

$ cd ${MY_YOCTO}/sources/meta-nxp-connectivity
$ git remote update
$ git checkout imx_matter_2024_q3

3. 将FRDM-IMX8MPLUS层集成到Yocto代码库中：

$ cd ${MY_YOCTO}/sources
$ git clone https://github.com/nxp-imx-support/meta-imx-frdm.git 

4. Yocto Project设置：

$ cd ${MY_YOCTO}
$ MACHINE=imx8mpfrdm-matter DISTRO=fsl-imx-xwayland source sources/meta-imx-frdm/tools/imx-frdm-matter-setup.sh bld-xwayland-imx8mp

5. 构建镜像：

$ bitbake imx-image-multimedia

3.3 FRDM-IMX8MPLUS Debian

FRDM-IMX8MPLUS支持Debian 12操作系统。i.MX Debian Linux SDK发行版组合了恩智浦的内核和引导加载程序与Debian发行版用户空间镜像，其中包括：

• 基于Debian的rootfs；
  1. Debian Base(基本软件包)
  2. Debian Server(更多不带GUI桌面的软件包)
  3. Debian Desktop(带GNOME GUI桌面)
• Linux内核
• BSP组件
• 各种应用(图形、多媒体、网络、连接、安全和AI/ML)

有关恩智浦Debian Linux SDK发行版的更多详情，请查阅面向i.MX和Layerscape的恩智浦Debian Linux SDK发行版页面。

3.4 Debian快速入门

要为FRDM-IMX8MPLUS创建带Debian的SD卡，请按照以下步骤操作。

1. 将flex-installer下载到Linux主机：

$ wget http://www.nxp.com/lgfiles/sdk/lsdk2412/flex-installer
$ chmod +x flex-installer
$ sudo mv flex-installer /usr/bin

2. 将SD卡插入Linux主机，并按以下方式安装镜像：

# format SD card
$ flex-installer -i pf -d /dev/sdb
# automatically download and install images into SD card
$ flex-installer -i auto -d /dev/mmcblk1 -m imx8mpfrdm

3. 将SD卡插入FRDM-IMX8MPLUS板，并按以下方式安装额外的软件包：
1) 通过DHCP或手动设置以太网网络接口。

$ dhclient -i end0

2) 设置正确的系统时间，例如：

$ date -s "22 Nov 2024 09:00:00"

3) 为GNOME GUI桌面版安装额外的软件包：

$ debian-post-install-pkg desktop

4) 或为不带GUI桌面的服务器版安装额外的软件包

$ debian-post-install-pkg server

5) 安装完成后，运行reboot(重启)命令启动Debian桌面/服务器系统。

3.5 使用Flexbuild构建Debian镜像

要使用Flexbuild为FRDM-IMX8MPLUS构建Debian镜像，请按照以下步骤操作。

1. 搭建构建环境：

$ git clone https://github.com/nxp/flexbuild
$ cd flexbuild && ./setup.env
#Continue to run commands below in case you need to build in Docker due to lack of Ubuntu 22.04 or Debian 12 host
$ bld docker
$ source setup.env

2. 使用Flexbuild构建镜像：

$ bld -m imx8mpfrdm

3. Flexbuild用法如下：
要构建镜像的单个部分，请查看以下Flexbuild用法命令列表：

$ bld uboot -m imx8mpfrdm (compile u-boot image for imx8mpfrdm)
$ bld linux (compile linux kernel for all arm64 i.MX machines)
$ bld bsp -m imx8mpfrdm (generate BSP firmware)
$ bld boot (generate boot partition tarball including kernel, dtb, modules, distro bootscript for iMX machines)
$ bld multimedia (build multimedia components for i.MX platforms)
$ bld rfs -r debian:server (generate Debian server rootfs)
$ bld apps -r debian:server (compile apps against runtime dependencies of Debian server RootFS)
$ bld merge-apps -r debian:server (merge iMX-specific apps into target Debian server RootFS)
$ bld packrfs -r debian:server (pack and compress target debian server rootfs)

为了帮助各种技能水平的用户加速开发，恩智浦提供了丰富的示例应用，以展示该平台的各种功能和性能。

4.1 Application Code Hub (应用代码中心)

工程师可以通过应用代码中心  (ACH)资料库轻松查找由恩智浦专家开发的微控制器和处理器软件示例、代码片段和应用软件包及演示。在代码中心，可轻松快速且集中地查找微控制器和处理器应用。

ACH提供筛选和搜索选项，让您能够快速找到特定的应用。在Git功能的加持下，您可以在用户开发环境中轻松导入并使用应用。

如需了解ACH的更多详细信息，请访问此链接。

要查找FRDM-IMX8MPLUS的可用示例应用，请在“器件系列”中选择 “i.MX”，如下所示。

选择每个示例应用以查看其详细信息。

要获取每个示例应用的源代码，请点击顶部的“访问GitHub”按钮，访问恩智浦GitHub中的代码库。

4.2 面向i.MX应用处理器的GoPoint

面向i.MX应用处理器的GoPoint是一款用户友好型应用，可启动Linux BSP预构建的应用，为用户提供卓越的开箱即用体验，并可亲身体验i.MX SoC的功能。GoPoint不仅突出了高级功能，还提供了实用的实现解决方案，并在GitHub上提供了应用的源代码和构建配方。

如需了解GoPoint的更多详细信息，请访问此链接。

对于FRDM-IMX8MPLUS，默认情况下GoPoint包含在BSP版本中。要打开GoPoint GUI启动器，请在FRDM-IMX8MPLUS启动后，按屏幕左上角显示的恩智浦标识，如下所示。

会显示可用的示例应用以及每个应用的屏幕截图图标。选择示例应用时，右侧会显示此示例应用的简要说明。要启动当前选定的应用，请点击“启动演示”按钮。

应用启动后，可以通过点击启动器中的“停止当前演示”按钮(应用启动后出现)强制退出。

有关每个应用用法的详细信息，请参阅《i.MX应用处理器GoPoint用户指南》。

在Linux中调试终端

串行控制台通信的设置

串行转USB驱动程序可在“CH342F Linux驱动程序”获得。

在Linux主机的命令提示符上，运行以下命令，确定端口号：

$ ls /dev/ttyCH343USB*

第一个数字代表Arm® Cortex®-A53。

Minicom

使用以下命令安装和运行Minicom程序：

1. 使用Ubuntu包管理器安装Minicom。

$ sudo apt-get install minicom

2. 使用先前确定的端口号通过控制台窗口启动Minicom

$ sudo minicom /dev/ttyCH343USB * -s

按照图中所示配置Minicom，并退出配置。

在Windows中调试终端

下载SDK

Cortex-M7 MCUXpresso SDK通过MCUXpresso Web Builder工具分发。  MCUXpresso SDK包含一组灵活的外设驱动程序，旨在加速和简化嵌入式应用的开发。除了外设驱动程序外，MCUXpresso SDK还提供了广泛而丰富的应用示例，涵盖从基本外设用例示例到演示应用的所有内容。MCUXpresso SD还包含可选的RTOS集成，如FreeRTOS和Azure RTOS以及设备协议栈，以支持基于设备的快速开发。

要获取FRDM-IMX8MPLUS的MCUXpresso SDK，请按照以下步骤操作。

1. 访问MCUXpresso SDK Builder
2. 点击“Select Development Board” (选择开发板)。

3. 搜索“MIMX8ML8xxxLZ”并选择它。

4. 选择SDK发布版本2.16，然后按“BUILD SDK”按钮。

5. 选择要包含在SDK中的主机操作系统、工具链和中间件，然后按“BUILD SDK”按钮。

6. 在SDK构建完成后，在“仪表板”页面点击“下载”。

7. 下载带有文档的SDK。

8. 下载SDK包后，解压该包。请查看docs文件夹中的发布说明和“Getting Started with MCUXpresso SDK for EVK-MIMX8MP.pdf”文档，了解有关Cortex-M7 MCUXpresso SDK的详情。

构建Cortex-M7程序

请查看SDK包中docs文件夹中的“Getting Started with MCUXpresso SDK for EVK-MIMX8MP.pdf”文档，了解如何设置工具链和构建cortex-M7程序。

运行Cortex-M7程序

在Cortex-M7上运行编译的程序有两种方法：U-Boot bootaux和Linux remoteproc。使用bootaux或remoteproc启动了Cortex-M7内核后，可以使用remoteproc停止Cortex-M7内核，但仅用于调试目的。在生产系统中，不建议从Linux OS停止Cortex-M7内核。在启动Cortex-M7内核前，需确保其UART端口已在调试终端中打开。

1. 在U-Boot中使用bootaux

在该示例中，Cortex-M7程序首先在U-Boot中从SD卡的分区1加载。然后Cortex-M7内核通过bootaux命令启动。最后，Cortex-A53内核上的Linux通过boot命令启动。请确保Cortex-M7程序二进制文件以FAT分区格式存储在SD卡的分区1中。在该示例中，二进制文件“hello_world.bin”被用作示例。

板上电后，在Cortex-A53调试终端中按任意键进入U-Boot。然后使用以下命令启动Cortex-M7内核。

u-boot=> fatload mmc 1:1 0x48000000 hello_world.bin
u-boot=> cp.b 0x48000000 0x7e0000 20000
u-boot=> bootaux 0x7e0000

如果Cortex-M7内核使用此二进制文件成功启动，则应在Cortex-M7调试终端中打印以下日志：



然后，如需要，运行以下命令启动Linux。

u-boot=> run prepare_mcore
u-boot=> boot

2. 在Linux中使用remoteproc

在此示例中，Cortex-M7程序从Linux的rootfs加载，并通过remoteproc启动。这里使用二进制文件“imx8mp_m7_TCM_hello_world.elf”作为示例。

注：如果选择使用remoteproc启动Cortex-M7内核，请确保在启动Linux操作系统之前，使用“imx8mp-frdm-rpmsg.dtb”启动Linux，并在U-boot中执行“run prepare_mcore”命令，如下所示。

u-boot=> setenv fdtfile imx8mp-frdm-rpmsg.dtb
u-boot=> run prepare_mcore
u-boot=> boot

在Linux启动后，在Cortex-A53的调试终端中使用下面的命令来启动Cortex-M7内核。

root@imx8mpfrdm:~# echo /lib/firmware/imx8mp_m7_TCM_hello_world.elf > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/firmware
root@imx8mpfrdm:~# echo start > /sys/class/remoteproc/remoteproc0/state

如果Cortex-M7内核使用此二进制文件成功启动，则应在Cortex-M7调试终端中打印以下日志：

如何调试

请参阅应用笔记AN14120《在i.MX 8M、i.MX 8ULP和i.MX 93上使用VS Code调试Cortex-M》。

模型量化

要利用NPU进行加速，神经网络算子必须量化为8位(无符号或有符号)或16位(有符号)。对于模型量化，请下载最新的eIQ工具包并查看用户指南。

模型推理

要评估NN模型在NPU上的性能，最简单的方法是使用LinuxBSP中的benchmark_model工具。该工具使用随机数据作为输入，并给出指定运行次数的平均推理时间。以下是一个示例：

root@imx8mpfrdm:~# /usr/bin/tensorflow-lite-2.16.2/examples/benchmark_model --graph=/usr/bin/tensorflow-lite-2.16.2/examples/mobilenet_v1_1.0_224_quant.tflite --external_delegate_path=/usr/lib/libvx_delegate.so

如果运行成功，调试终端中将打印如下日志：

Figure 16. FRDM-IMX8MPLUS Model Inference

Figure 16. FRDM-IMX8MPLUS Model Inference

通过在命令中设置--enable_op_profiling=true，benchmark_model工具还可以提供算子性能分析报告。如需了解benchmark_model用法的详情，请使用--help查看。

root@imx8mpfrdm:~# export VIV_VX_ENABLE_CACHE_GRAPH_BINARY="1"
root@imx8mpfrdm:~# export VIV_VX_CACHE_BINARY_GRAPH_DIR=`pwd`

通过设置这些变量，图初始化之后的迭代执行速度会快很多倍。在评估NPU上运行的NN模型时，应分别测量预热时间和推理时间。

关于如何使用C++和Python编写代码在NPU上运行模型推理，请参考GoPoint中的示例应用。

部署PyTorch模型

除了Tensorflow，PyTorch也是构建NN模型的主流深度学习框架。关于如何将PyTorch模型转换为TensorFlow Lite模型，请查阅应用笔记AN13769：《使用ONNX将PyTorch模型部署到恩智浦支持的推理引擎》。

使用HiFi 4 DSP

FRDM-IMX8MPLUS配备了运行频率高达800MHz的Cadence® Tensilica® HiFi 4 DSP，该器件是一个高度优化的音频处理器，可高效执行音频和语音编解码器以及前后处理模块。

要对DSP进行测试，最简单的方法是使用以下命令播放MP3音频文件：

root@imx8mpfrdm:~# gplay-1.0 --audio-sink="alsasink device=sysdefault:CARD=wm8962audio" MP3_EXAMPLE_FILE.mp3

gplay-1.0将自动选择DSP作为音频解码器，并通过wm8962声卡播放MP3文件。应能在连接到3.5mm耳机插孔的耳机听到音频。

如需了解关于DSP用法的更多信息，请参阅《i.MX DSP用户指南》。

除了音频信号处理，该DSP还可通过编程用于更通用的场景。关于如何使用DSP运行机器学习推理，请参阅应用笔记AN13336：《i.MX 8M Plus HiFi4 TFLM ML使能》。关于如何在DSP上运行 Zephyr RTOS，请参阅应用笔记AN13970：《在Cadence Tensilica HiFi 4 DSP上运行Zephyr RTOS》。

使用VPU

FRDM-IMX8MPLUS配备包含解码器和编码器的Hantro视频处理单元(VPU)，支持H.264、H.265、VP8、VP9解码和H.264/H.265编码。

要对VPU进行测试，最简单的方法是使用以下命令播放MP4视频文件：

root@imx8mpfrdm:~# gplay-1.0 MP4_EXAMPLE_FILE.mp4

gplay-1.0将自动选择VPU作为视频解码器，并在Weston桌面上播放MP4文件。如果连接了HDMI显示器，应能看到视频画面。

如需了解关于如何在应用中使用VPU API的更多详细信息，请参阅《i.MX VPU API参考手册》。

使用ISP

FRDM-IMX8MPLU有两个摄像头图像信号处理器(ISP)。当使用单摄像头时，两个ISP可支持12MP@30fps或4Kp45。当使用两个摄像头时，每个ISP可支持最高1080p80。

要测试ISP，可将OS08A20摄像头与FRDM-IMX8MPLUS搭配使用。

注：请确保在给板上电前，OS08A20摄像头已连接到FRDM-IMX8MPLUS的MIPI_CSI1端口。然后，请确保使用“imx8mp-frdm-os08a20.dtb”启动Linux OS。

u-boot=> setenv fdtfile imx8mp-frdm-os08a20.dtb
u-boot=> boot

在FRDM-IMX8MPLUS启动且连接了OS08A20摄像头后，请运行下面的命令打开OS08A20的摄像头预览：

root@imx8mpfrdm:~# gst-launch-1.0 -v v4l2src device=/dev/video3! "video/x-raw,format=YUY2,width=3840,height=2160" ! queue ! waylandsink

如果HDMI显示器上正确显示出摄像头预览画面，则证明ISP正常运行。如需了解关于ISP用法的详情，请参阅《i.MX 8M Plus摄像头和显示器指南》。

使用GPU

FRDM-IMX8MPLUS配备一个GC7000超精简图形处理单元(GPU)，其运算速度可达16 GFLOPS (高精度)，支持OpenGL ES 1.1/2.0/3.0/3.1、OpenCL 3.0、OpenVG 1.1、OpenGL 4.0、EGL 1.5、Vulkan 1.1。

要测试GPU性能，最简单的方法是运行glmark2-es2-wayland基准测试，命令如下：

root@imx8mpfrdm:~# glmark2-es2-wayland --fullscreen

除此之外，在FRDM-IMX8MPLUS的默认rootfs文件系统中，在/opt/imx-gpu-sdk/文件夹下还安装了许多其他GPU示例应用。可以直接运行该二进制文件，或通过GoPoint启动应用。

如需了解关于GPU用法的更多信息，请参阅《i.MX Graphics用户指南》。

信息安全与完整性

系统安全与完整性始终是产品开发中最为关键的考虑要素之一。

FRDM-IMX8MPLUS支持安全启动功能，有效防止在设备启动序列中未经授权的软件执行。有关安全启动功能的详细说明，请参阅应用笔记AN4581：《在支持HABv4的设备上实现i.MX安全启动》。

快速启动

在某些应用场景下，对设备启动时间有严格要求，即设备必须在限定时间内完成启动过程。

为优化启动时间，FRDM-IMX8MPLUS在U-Boot中支持Falcon模式。Falcon模式是U-Boot的一项功能，它允许SPL直接启动Linux内核，从而实现快速启动。它完全跳过了U-Boot的加载和初始化，从而减少在引导加载程序中花费的时间。

关于如何启用Falcon模式以及进一步优化启动时间，请参阅应用笔记AN14093：《通过Falcon模式及内核优化在i.MX 8M和i.MX 9上实现快速启动》。

板信息

• FRDM-IMX8MPLUS设计文件
• FRDM-IMX8MP演示镜像
• i.MX FRDM软件用户指南
• i.MX FRDM Yocto软件发布说明

其它参考

除了我们的FRDM i.MX 8M Plus开发板页面外，您还可以访问：

• DY1212W-4856 TFT LCD面板，带LVDS接口
• IAS摄像头转RPi摄像头适配器
• i.MX 8M Plus应用处理器评估套件

技术社区

• MCUXpresso培训中心
• i.MX处理器
• FRDM培训中心