[嵌入式]在 STM32 MCU 上运行 Linux 应用程序

智能产品的嵌入式系统有望提供越来越多的功能。这可以通过 Linux 轻松实现，它为您希望的每种情况提供软件。但是 Linux 需要相当大的硬件资源，最显着的是内存，因此目标平台通常会相当昂贵并且具有高功耗。另一方面，现代微控制器 (MCU) 拥有大量资源，足以完成许多智能任务。使用实时操作系统 (RTOS)，例如 Embox RTOS，允许在包括 MCU 在内的任何地方使用 Linux 软件，开发人员可以更轻松地开发成本更低、功耗更低的智能设备。

在本文中，我们将讨论在运行 Embox RTOS 的嵌入式 MCU 上启动基本 Qt 应用程序。我们使用两个基于单核 Cortex-M7 的板 (216MHz)：STM32F746g-Discovery 和 STM32F769i-Discovery，它们分别具有 480×272 和 800×480 屏幕分辨率的触摸屏。

前一段时间，我们设法在 STM32F746-Discovery [注 1 ]上启动了一个标准的 Qt 示例“moveblocks” 。然而，我们想更进一步，启动一个带有触摸屏的示例。我们选择另一个标准示例，“animatedtiles”。这是一个相当不错的例子，即使在桌面上看起来也很酷。它是交互式的，因此我们可以使用触摸屏，而且它看起来像 3D 动画。

我们想了解 STM32 MCU 是否可以提供足够的性能。我们不确定 CPU 的速度是否足以使渲染场景流畅，因为正如我们发现的那样，即使是 800×480 显示器的屏幕刷新也是一项昂贵的操作 [注 2 ]。

建筑

首先，让我们将应用程序构建为 Embox 的一部分。最简单的方法是为QEMU构建应用程序，这是一个开源模拟器。使用 QEMU 意味着在这种情况下我们不需要处理内存消耗。这将帮助我们确保所有必要的组件都可用。当 QEMU 上的“animatedtiles”启动时，我们很容易将必要的组件添加到 STM32 的配置文件中。

在目标板上首次启动

我们在目标板 STM32F746G-Discovery 上成功启动了 ‘animatedtiles’，但我们注意到只绘制了屏幕的上半部分。当然，我们可以尝试通过立即在板上调试来解决问题，但有一个更简单的方法：我们可以先在 Linux 环境中启动和调试示例。

在主机上调试

要运行此示例并调试您的应用程序，您需要Qt 库本身以及 QVFB，这是一个提供虚拟屏幕的 Qt 应用程序。您可以按照官方文档中的说明构建 QVFB 。

然后您可以启动具有所需屏幕分辨率的 QVFB（STM32F746G-Discovery 为 480×272）：

./qvfb -width 480 -height 272 -nocursor
您还应该使用嵌入式配置文件构建 Qt 库，即使用“-embedded”选项。此选项旨在在没有 X11 或现有图形环境的情况下运行 Qt，将改用 QWS（Qt 窗口系统）。我们还禁用了一些其他不必要的选项和模块。生成的配置行如下：

./configure -opensource -confirm-license -debug \
-embedded -qt-gfx-qvfb -qvfb \
-no-javascript-jit -no-script -no-scripttools \
-no-qt3support -no-webkit -nomake 演示 - nomake 例子
最后，让我们构建并启动 ‘animatedtiles’。构建阶段与 Qt 一样（qmake; make;）。您应该在启动应用程序时指定 QVFB 作为显示：

./examples/animation/animatedtiles/animatedtiles -qws -display QVFb:0
我们在屏幕的上半部分看到了相同的图片。我们在源代码（examples/animation/animatedtiles/main.cpp）中发现应用程序以“view->show()”开头，这意味着不是全屏模式。在那之后，我们完全相信屏幕的唯一上半部分用于显示应用程序。我们稍微修改了 ‘animatedtiles’ 的代码，添加了 ‘-fullscreen’ 选项。

在 STM32F746-discovery 上启动

我们在 Embox 中构建了修改后的应用程序，并检查它是否成功地在 QEMU 上运行。但是当我们在目标板上启动应用程序时，我们收到了“内存不足”错误。这意味着我们配置中的堆大小对于应用程序来说是不够的。我们决定在 Linux 中使用丰富的开发工具来解决问题，即估计所需的堆大小。

我们已经用 valgrind 开始了我们的应用程序。Valgrind是一个用于内存调试和分析的工具，Massif是一个堆分析器（它是 Valgrind 的一部分）。

$ valgrind --tool=massif --massif-out-file=animatedtiles.massif./examples/animation/animatedtiles/animatedtiles -qws -fullscreen
$ ms_print animationtiles.massif >animatedtiles.out
并发现应用程序需要大约 2.7 MB 的堆大小。

我们在 Embox 配置中将堆大小设置为 3 MB，然后再次开始我们的演示。它在全屏模式下成功运行。

在 STM32F769I-Discovery 上启动。

我们还想在类似的板上尝试这个例子，但显示器更大。本示例使用了 STM32F769I-Discovery，显示分辨率为 800×480。在这种情况下，仅 16 位颜色模式（800x480x2=768000）的帧缓冲区就需要将近 1MB 的空间，但该板上有足够的 (16MB) 外部 SDRAM。所以我们只需要估计堆的大小。

我们以新的分辨率 (800×480) 启动 QVFb：

$./qvfb -width 800 -height 480 -nocursor &
和上次一样使用valgrind：

$ valgrind --tool=massif --massif-out-file=animatedtiles.massif./examples/animation/animatedtiles/animatedtiles -qws -fullscreen
$ ms_print animationtiles.massif >animatedtiles.out
我们发现它需要大约 6 MB。我们已经在 STM32F769I 板上成功设置了 6 MB 堆大小和“动画时间”。
相关实战：https://www.99qibang.cn/information/4b207d9a06614e7185094f87a90a2f7b.html
https://www.99qibang.cn/information/62c6e06675014915b494bf4986658bd3.html