Sử dụng Raspberry Pi mà không có hệ điều hành Linux?

Tôi quan tâm đến việc sử dụng Raspberry Pi như một đơn vị CPU nhúng thuần túy, để phát triển các ứng dụng nhúng. Vì Raspberry Pi có CPU mạnh mẽ với khá nhiều bộ nhớ, nó tạo nên một bảng nhúng tuyệt vời.

Có thể sử dụng Raspberry Pi mà không cần hệ điều hành Linux? Tôi có thể làm cái này như thế nào?

Tôi đã xem xét lập trình kim loại trần trên Raspberry Pi và nó có vẻ giống như những gì bạn muốn làm. Có một số chủ đề diễn đàn tốt về lập trình kim loại trần với một số người đã nỗ lực rất nhiều để làm cho mã của họ hoạt động. Kiểm tra những điều này để bắt đầu:

Hướng dẫn bắt đầu Bare Metal trên Raspi

Lập trình RPi trên kim loại trần

Lập trình cơ bản trên Bare Metal Tutorial 1

hoặc nói chung, bạn có thể truy cập Diễn đàn Bare Metal của Raspberry Pi và chỉ cần duyệt qua.

Tôi hiểu rằng bạn sẽ phải khởi động từ thẻ SD do trình tự khởi động được tích hợp trong chip Broadcom. Tôi đang cố gắng tìm liên kết cho chuỗi khởi động nhưng google fu của tôi không hoạt động, tôi sẽ chỉnh sửa sau nếu tôi tìm thấy.

cách duy nhất nó sẽ khởi động là từ một sdcard được định dạng fat32, đi từ tải phần mềm poweron sang gpu thực thi bất kỳ tệp nhị phân nhánh nào có tên kernel.img, vì vậy nếu bạn muốn tạo một kernel tùy chỉnh mà bạn đang làm bất cứ điều gì bạn đang muốn làm tại điểm này

Tôi đã tạo một trình giả lập IBM S / 390 trong C # về mặt lý thuyết sẽ chạy trong Mono / Linux khi nó biên dịch thành mã CIL và không sử dụng bất kỳ tài nguyên .NET không được hỗ trợ nào. Điều này sẽ cho phép các giải pháp nhúng sử dụng các bảng điều khiển độc lập nền tảng với trình thông dịch máy trạng thái hữu hạn tùy chỉnh. Mặc dù vậy, nó vẫn sẽ có Linux O / S thiết yếu trong nền.

Ví dụ hoàn toàn tự động tối thiểu kim loại trần

Đã thử nghiệm trên máy chủ Ubuntu 16.04, Raspberry Pi 2. Cách sử dụng:

1. Lắp thẻ SD vào máy chủ

2. Tạo hình ảnh:

   ./make.sh /dev/mmblck0 p1
   

   Ở đâu:

   • /dev/mmblck0 là thiết bị của thẻ SD
   • p1là phân vùng đầu tiên của thiết bị ( /dev/mmblck0p1)

3. Thẻ SD khởi động trên PI

4. Tắt và bật nguồn

Ngược dòng GitHub: https://github.com/cirosantilli/raspberry-pi-bare-metal-blinker/tree/d20f0337189641824b3ad5e4a688aa91e13fd764

bắt đầu

.global _start
_start:
    mov sp, #0x8000
    bl main
hang:
    b hang

C chính

#include <stdint.h>

/* This is bad. Anything remotely serious should use timers
 * provided by the board. But this makes the code simpler. */
#define BUSY_WAIT __asm__ __volatile__("")
#define BUSY_WAIT_N 0x100000

int main( void ) {
    uint32_t i;
    /* At the low level, everything is done by writing to magic memory addresses. */
    volatile uint32_t * const GPFSEL4 = (uint32_t *)0x3F200010;
    volatile uint32_t * const GPFSEL3 = (uint32_t *)0x3F20000C;
    volatile uint32_t * const GPSET1  = (uint32_t *)0x3F200020;
    volatile uint32_t * const GPCLR1  = (uint32_t *)0x3F20002C;

    *GPFSEL4 = (*GPFSEL4 & ~(7 << 21)) | (1 << 21);
    *GPFSEL3 = (*GPFSEL3 & ~(7 << 15)) | (1 << 15);
    while (1) {
        *GPSET1 = 1 << (47 - 32);
        *GPCLR1 = 1 << (35 - 32);
        for (i = 0; i < BUSY_WAIT_N; ++i) { BUSY_WAIT; }
        *GPCLR1 = 1 << (47 - 32);
        *GPSET1 = 1 << (35 - 32);
        for (i = 0; i < BUSY_WAIT_N; ++i) { BUSY_WAIT; }
    }
}

bản thảo

MEMORY
{
    ram : ORIGIN = 0x8000, LENGTH = 0x10000
}

SECTIONS
{
    .text : { *(.text*) } > ram
    .bss : { *(.bss*) } > ram
}

làm cho

#!/usr/bin/env bash

set -e

dev="${1:-/dev/mmcblk0}"
part="${2:-p1}"
part_dev="${dev}${part}"
mnt='/mnt/rpi'

sudo apt-get install binutils-arm-none-eabi gcc-arm-none-eabi

# Generate kernel7.img
arm-none-eabi-as start.S -o start.o
arm-none-eabi-gcc -Wall -Werror -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding -c main.c -o main.o
arm-none-eabi-ld start.o main.o -T ldscript -o main.elf
# Get the raw assembly out of the generated elf file.
arm-none-eabi-objcopy main.elf -O binary kernel7.img

# Get the firmware. Those are just magic blobs, likely compiled
# from some Broadcom proprietary C code which we cannot access.
wget -O bootcode.bin https://github.com/raspberrypi/firmware/blob/597c662a613df1144a6bc43e5f4505d83bd748ca/boot/bootcode.bin?raw=true
wget -O start.elf https://github.com/raspberrypi/firmware/blob/597c662a613df1144a6bc43e5f4505d83bd748ca/boot/start.elf?raw=true

# Prepare the filesystem.
sudo umount "$part_dev"
echo 'start=2048, type=c' | sudo sfdisk "$dev"
sudo mkfs.vfat "$part_dev"
sudo mkdir -p "$mnt"
sudo mount "${part_dev}" "$mnt"
sudo cp kernel7.img bootcode.bin start.elf "$mnt"

# Cleanup.
sync
sudo umount "$mnt"