1). 简介

NXP  i.MX7 处理器是一款具有 Cortex-A7 和 M4 的异构多核处理器。A7能够运行 Linux 等操作系统，完成 GUI、网络、文件管理和算法运算等复杂任务，而 M4 则可以运行诸如 FreeRTOS 实时操作系统性或者低功耗应用。传统的 Cortex-M 开发可以借助 JTAG，在线实时调试用户程序。i.MX7 由于其特殊的架构，除了要求能够调试片上的 M4 外，同时还需要调试 A7 运行的任务。ARM 针对此类异构多核系统提供了调试解决方案：DS-MDK。本文就基于Toradex 基于NXP i.MX7处理器发布的Colibir i.MX7计算机模块来进行演示如何使用DS-MDK来调试i.MX7。

 

DS-MDK 是 ARM 公司针对 32-bit ARM® Cortex®-A 以及 32-bit ARM Cortex-A 和 ARM Cortex-M 异构系统所推出的开发环境，其结合了 DS-5 和  CMSIS-Pack  技术。 目前你可以通过 DS-MDK 和 ULINKpro 调试开发 Colibri i.MX7 嵌入式计算机模块。DS-MKD 支持在 M4 上单步执行、设置断点、应用重置等功能，在调试的过程中实时查看片上寄存器，保留传统 Cortex-M 的开发调试功能。DS-MDK 还可以调试 Linux 应用，捕获 A7 和 M4 之间的通信。实现在保持 A7 运行的同时，重置 M4 内核，方便用户在线实时调试 M4 上的应用。

 

2). 准备

a). 软件准备

你可以从下面链接下载能够在 DS-MDK 中使用的 Linux 镜像以及相关调试文件。

./ Linux 镜像：

https://armkeil.blob.core.windows.net/products/Colibri_iMX7_LinuxImageV2.6_20161014_sdcard_files.zip

./ Debug Symbols:

https://armkeil.blob.core.windows.net/products/vmlinux-Colibri-iMX7-20161014.zip

./ Kernel Source:

https://armkeil.blob.core.windows.net/products/kernel-source-Colibri-iMX7-20161014.tar.gz

 

b). 硬件连接

 

./ 插入装有 Linux 镜像的 SD 卡（参考“Flashing Embedded Linux”）

./ 使用 RS232（X27）USB 接口连接 ARM Cortex-A7

./ 使用  RS232（X25 顶部 UART B）接口连接  ARM Cortex-M4

./ 使用 ULINKpro 连接 JTAG 接口

./ 连接以太网接口，使用 RSE 连接 Linux 系统

./ 连接电源

 

为了能够使用 X27 USB 转串口，你需要设置 J17、J19、J20 和 J21 短路帽。正确连接四个对应的引脚。

 

3). 创建 Linux 镜像

a). Toradex OpenEmbedded (core) guide 介绍了从源码编译 BSP 的具体步骤。

 

b). 软件安装

./ 我们需要一个 Linux 系统来运行编译步骤。当然也可以使用 Linux 虚拟机，但是速度将会很慢。在 Linux 主机上需要安装下面的软件：

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sudo apt-get install libsdl1.2-dev xterm sed cvs

subversion coreutils texi2html docbook-utils python-pysqlite2

help2man make gcc g++ desktop-file-utils libgl1-mesa-dev

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./ 使用 bash 代替系统默认的 dash。如果有必要，可以重新配置 bash/dash：

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sudo dpkg-reconfigure dash

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./ 安装  repo 工具

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mkdir ~/bin

curl http://commondatastorage.googleapis.com/git-repo-downloads/repo > ~/bin/repo

chmod a+x ~/bin/repo

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c). 编译镜像

./ Toradex 有专门的文档调试如何从源码编译 BSP。在最后使用 bitbake 命令之前，你需要运行下面的命令：

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bitbake -c menuconfig linux-toradex

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./ 使用你想要的内核配置选项。以 .config 文件为例。修改  ~/oe-core/build/out-glibc/work/colibri_imx7-angstrom-linux-gnueabi/linux-toradex/4.1.15-r0/defconfig ，创建新的 .config 文件。并用新的配置文件重新编译和部署内核：

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bitbake -c compile -f linux-toradex

bitbake -c deploy linux-toradex

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./ 生成的文件位于 ~/oe-core/build/out-glibc/deploy/images/colibri-imx7。

./ 按照这里的说明重新烧写 iMX7 的镜像。

./ 按照这里的说明配置 u-boot 环境参数。

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setenv defargs clk_ignore_unused;

setenv fdt_fixup 'fdt addr ${fdt_addr_r} && fdt rm /soc/aips-bus@30800000/spba-bus@30800000/serial@30890000';

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4). Linux 内核模块调试

只需要一些简单的配置，就可以开始内核模块调试工作。这一部分内容将以 imx_rpmsg_tty 模块为例，阐述如何进行配置。该模块在  Getting Started with DS-MDK 用户手册中的例程项目中有详细的说明。

a). 从  i.MX 7 软件包中复制并编译 RPMSG TTY RTX 和 Linux Application TTY 。

./ 下载并解压 Linux 内核符号 vmlinux。

./ 下载并解压内核模块源码和 object 文件 imx_rpmsg_tty.zip。

 

b). 创建 CMSIS C/C++  项目

./ 为  i.MX 7 的 Cortex-A7 处理器创建一个新的 CMSIS C/C++  项目。名字为 Kernel_Debug

./ 添加两个 DS-5 Debugger  脚本：右击项目，选择 New -> Other....

./ 在窗口中选择 DS-5 Debugger -> DS-5 Debugger Script。 设置文件名为 "stop" 和 "load_ko"。

./ 在 stop.ds 脚本中添加：

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stop

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在 load_ko.ds 脚本中添加：

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add-symbol-file imx_rpmsg_tty.ko

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注意：确认脚本文件保存在 workspace 中，DS-MDK 能找到该文件。否则请指定完整的路径。

./ 第一个脚本中的 stop 命令会在加载内核符号之前暂停处理器，add-symbol-file 命令可以加载内核模块的 object 文件。

 

./ 右击项目，选择  Debug As -> CMSIS DS-5 Debugger....

在 Connections 选项中，设置 CPU Instance 为 0 或者 SMP。点击 Advanced 标签，设置 vmlinux 文件路径并选择 Load symbols only。 同时按照下面的图片，设置 initialization debugger 脚本：

应用以上的设置，并关闭对话框。

 

c). 调试内核模块

下面的步骤将向你介绍如何调试内核模块：

./ 重启你的开发板并停止在 u-boot。

./ 调试和运行 Cortex-M4 应用 RPMSG TTY RTX。

./ 启动 Linux

./ 在 Linux 命令模式中，运行下面命令安装内核模块： modprobe imx_rpmsg_tty。

./ 调试和运行 Kernel_Debug project。

./ 现在你可以打开 imx_rpmsg_tty.c 并设置断点

./ 最后，调试 Linux Application TTY （确保 RSE 连接任然有效）。当开始运行应用时，debugger 会停留在之前设定的断点。

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