LS1012A LS1024A LS1043A 客户培训 QorIQ LS1043A 应用解决方案套件 (IoT NAS RGW) RICHIE PEARN 高级首席工程师 XIN-XIN YANG 软件研发总监 FTF-DES-N1853 2016 年 9 月
摘要 本次会议将有演示者演示如何使用应用解决方案套件 (ASK) 为 QorIQ LS1043A 处理器开发最终产品 1 1
议程 ASK 描述 利用 LS1012A LS1024A 或 LS1043A ASK 进行设计 使用 ASK 生成 RDB 二进制文件 添加并安装包 根据您的硬件调整 ASK ASK 文档 2 2
ASK 描述 3
软件产品和服务 开发工具 运行时态产品 CodeWarrior VortiQa 软件解决方案 加快客户产品上市时间 解决方案参考 IOT 网关 OpenWRT+ 集成服务 安全咨询 强化的 Linux 交付商用软件 支持 服务和解决方案 简化与恩智浦的软件合作 Linux 服务 商业支持 性能调整 创造成功! 4 请在线访问 :www.nxp.com/networking-services
产品范围 / 功能 SDK ADK 和 ASK 对比 完整的软件解决方案 / 最终产品 系统级基准测试 客户使用 : 已部署的差异化最终产品和解决方案 ( 家用宽带路由器 ) 许可 维护和支持 服务 市场支持软件 标准行业基准测试 客户使用 : 评估 / 验证芯片 供系统开发参考 维护 支持 服务 支持加 NW 差异化 维护和支持加服务 特定应用软件产品 有针对性的捆绑协议和 中间件部件 特定应用支持 ( 负载分担 ) 客户使用 : 差异化 TTM 生产使用 许可 维护和支持 服务 应用开发套件 应用解决方案套件 应用开发套件 软件开发套件 软件开发套件 软件开发套件 加快产品上市 / 提高客户价值 2013 年之前 2013 年 - 2014 年 2015 年之后 5
为何使用 ASK 产品级测试的 有针对性的方案包 让最终产品切实领先 为使用 BHR 和 NAS Fast Path VoIP 二进制文件及支持软件提供接口 Linux 网络 快速路径的接口 仅有少量或有限 CPU 负载的线速吞吐率 快速路径 6
物联网 网络服务 网络附加存储 应用解决方案套件 (ASK) LS1 智能家居 小企业路由器 个人存储 智能医疗 家用宽带路由器 无线个人存储 工业 4.0 移动宽带路由器 硬盘内芯片 智能电网 综合服务 媒体网关 Mi-Fi 网络附加存储 消费者无线接入点 企业接入点 安全网关 VoIP 设备 IoT ASK BHR ASK NAS ASK 7
BHR 应用解决方案套件 CLI Web 接口 TR-069 框架 特定市场的交钥匙解决方案 应用 中间件和 SDK 集成 完整功能并经过优化 直接部署或通过 ODM 合作伙伴部署 系统集成和自定义 应用空间 网络包 Linux 网络内核 Samba HTTP 服务器 iptables NAT/SPI TCP/IP DHCP PPPoE 路由 SSL 桥接 802.1d 用户应用 Conntrack 监控模块 (CMM) IKEv2 VLAN 802.1q IPSec XFRM 无线接入点 MoCA 2.0 EN2710 原始加密 PKI FCI Asterisk PBX 恩智浦通道模块 WiFi 802.11 VAPI 电话 TEMPO SLIC 目标市场 多服务网关 企业 / 接入网关 WLAN 接入点 消费者 / 产消者 NAS 智能 NIC 适配器 物联网网关 可编程硬件数据通道引擎 队列管理 RTP 中继 IPv6/IPv4 转发程序 以太网 UART PCIe 多播 桥接 802.1d PPPoE Flash Eth i/f ctrl 主机接口 IPSec NAT/SPI 防火墙 VLAN SPI 虚拟 Eth i/f Eth TDM IP/UDP SATA USB 语音 API 编解码器处理 (G.711 G.729 EC G.168 Tone gen/det FPT MPT) PFE DPAA 1.x 恩智浦专有 开源软件 RTP/RTCP Linux SDK 8 第三方组件 SDK 组件
消费者 NAS ASK 客户文件应用 客户管理 客户媒体服务器 主要亮点 硬件分担负载提供一流的 NAS 性能 应用空间 Samba NFS 无线接入点 丰富的 RAID 和文件系统支持 安全的存储和数据访问 网络包 HTTP 服务器 Iptables NAT/SPI SSL RAID DHCP 文件系统 IKEv2 dmcrypt I/O 协处理器驱动程序 可选 VPU(ZN200) 集成以实现硬件转码 最多提供 4 条同步 HD 通道 负载分担 Linux 网络内核 TCP/IP UART PCIe 路由 Flash Eth i/f ctrl IPSec XFRM RAID 显示屏 原始加密 PKI SATA USB WiFi 802.11 Linux SDK LRO/TSO 巨型帧 校验和 RAID 奇偶性计算 DMA 高度优化的存储堆栈 可编程硬件数据路径引擎 TSO/LRO 卸载 巨型帧 GE 2.5GE 以太网 分散 - 集中 L3/L4 校验和 VLAN RAID 5 6 奇偶校验卸载 DMA Samba NFS HTTP SSL PFE DPAA 1.x RAID 0 1 5 6 JBOD 支持 恩智浦专有 开源软件 9 第三方部件 SDK 部件
IoT ASK( 基本信息 ) 常规操作系统 安全操作系统 ARM Trustzone 执行环境 常规应用空间 TEE Supplicant 用户应用 Conntrack 监控模块 (CMM) 全球平台客户端 API DRM 信任应用 企业信任应用 支付信任应用 信任应用空间 SEC 引擎可支持对称和不对称加密 功能完整的 OP-TEE 堆栈 安全操作系统 安全密钥管理 全局平台 API 支持 网络包 Linux SDK HTTP 服务器 Iptables NAT/SPI TCP/IP UART PCIe DHCP PPPoE 路由 Flash Eth i/f ctrl SPI SSL 桥接 802.1d IPSec XFRM 虚拟 Eth i/f 原始加密 PKI TEE 驱动程序 SATA USB WiFi 802.11 安全监控器 全球平台 API TEE 内核 TEE 功能 /Lib OP-TEE 堆栈 网络和上应用层 功能完整且经过优化的网络堆栈 可选预先集成的合作伙伴 OSGi 和 JVM 层, 从而加速上市时间 队列管理 RTP 中继 IPv6/IPv4 转发程序 以太网 多播 桥接 802.1d PPPoE 主机接口 IPSec NAT/SPI 防火墙 VLAN 硬件抽象层 ARM Trust Zone 架构 2016 年下半年上市 LS1012 硅 恩智浦专有 开源软件 10 第三方部件 SDK 部件
利用 LS1012A LS1024A 和 LS1043A ASK 进行设计 11
OpenWRT ASK 完整的构建和开发环境 包含从微加载程序级别一直到媒体服务器 Web GUI 等用户应用的各种资源 可添加新功能和应用 经常预先构建的包资源已经包括在 OpenWRT 库中 OpenWRT Project chaos calmer 15.05 NXP OpenWRT ASK 由恩智浦维护 12
OpenWRT ASK 中的示例包 包括 : DHCP 服务器 DNS 解析器 ebtables ethtool 防火墙 (IPv4 和 IPv6) 及 NAT FTP 服务器 Httpd IGMP 代理 ip( 路由控制工具 ) ipsec-tools IPv6 DNS 服务器发现线程 IPv6 MLD 代理 IPv6 多播路由线程 IPv6 路由广播线程 net-tools-rarp 网络接口 NTP 客户端 PPP(PPP 线程 ) rp-pppoe 中继 在软件文档中有更完整的列表 可通过 OpenWRT 包框架易于添加新包 13
版本存档概览 在 ASK 中提供了 2 个存档 src-openwrt-ls1043a_0.7-rc1.tar.bz2 dl-openwrt-ls1043a_0.7-rc1.tar.bz2 src-openwrt-ls1043a_0.7-rc1.tar.bz2: 默认板级配置文件 构建工具链 工具 内核 包及生成最终映像的 makefile 配置文件 补丁文件和脚本 dl-openwrt-ls1043a_0.7-rc1.tar.bz2: 来自 OpenWRT 及其他库的默认下载 构建系统首先使用此压缩映像目录, 然后再访问网络 不需要下载其他内容 14
Linux 内核 软件包的中心部分 负责处理大多数底层硬件功能 中断处理 任务调度 快进引擎的底层接口 在这里完成大多数网络数据包处理 可以在内核映像中编译内核中运行的代码, 或者在必要时作为加载的单独模块 : 在后一种情况中, 内核模块源还可与整个 Linux 源树分开保留和编译 由恩智浦修改以 : 添加支持以便在恩智浦支持的设备上启动 支持不同 RDB H/W 接口 ( 以太网 SPI PCIe SATA Flash 存储器 UART GPIO 等 ) 及外部设备 ( 如 L2 开关 WiFi SLIC) 改进特定领域的性能 ( 大多数是网络处理 ) 最新 LS1043A ASK 中使用的内核版本 : 3.19.3 15
准备开发环境 运行 make menuconfig, 检查您机器上的必备条件 安装缺失的包, 如 sudo apt-get install <package_name> git automake 1.11.1 autoconf 2.65 auto-tools-dev 20050803.1 cpp cvs ctags flex g++ gcc kernel 3.2.x libtool 2.2.6b libncurses5-dev libncurses5 make 3.81 uuencode zlib1g zlib1g-dev subversion gawk perl 和 python lzop 编译 OpenWrt 稳定源代码所需的磁盘空间大约为 8 GB 不使用超级用户特权构建系统 : 不建议以 root 用户身份运行来编译和安装软件 建议使用 Ubuntu 12.04 或更新版本的开发环境 没有任何限制, 其他 Linux 发行版也可使用 Ubuntu14.04 LTS 亦可 16
目录树概览 在 Ubuntu 系统上, 以非 root 用户的身份解压缩代码发布文件 $ tar xfj dl-openwrt-ls1043a_0.7-rc1.tar.bz2 $ tar xfj src-openwrt-ls1043a_0.7-rc1.tar.bz2 这会创建并填充两个目录 :dl 和 src-openwrt-ls1043a_0.7-rc1 生成一个从 src 构建目录 ( 也称为 <buildroot>) 到 dl 目录的符号链接 $ cd src-openwrt-ls1043a_0.7-rc1 $ ln s../dl. 如果您看到在生成默认配置期间发生下载, 请确认网络连接完好 解压缩 src tarball 后, 创建了三个主目录 toolchain 包含针对与交叉编译工具链相关的所有软件的 Makefile 和相关文件 target 包含内核补丁等特定嵌入式平台的项目, 例如内核的补丁 package 包含发行版中可用包的所有 Makefile 和脚本 注 目标和包步骤都使用 build_dir 作为编译的临时目录 任何由工具链 目标或包步骤下载的内容都会被放置在 dl 目录中 17
目录树概述 toolchain 构建时, 创建了以下两个新目录 toolchain 是一个临时目录, 用于为特定架构构建工具链 staging_dir 是安装结果工具链 二进制文件 的地方 不需要在 toolchain 目录中执行任何操作, 除非添加了其中一个部件的新版本 target target/linux/<device_name> 是特定平台的, 包含了所用设备的内核.config 文件和内核补丁 target/linux/imagebuilder 说明如何针对特定平台对固件进行打包 package 大多数固件都打包为.ipk 模块 ( 如应用 驱动程序 库 ), 并且可以安装到运行系统上 - 稍后将做更多说明! 这可提供新功能或者移除功能以节约空间 18
目录树概述 bin: 包含在构建过程中创建的最终二进制映像 build_dir: 非工具链源代码和编译映像 configs: 用于参考开发板的配置文件 dl: 所有 OpenWrt 源代码包 docs:openwrt 文档 include:openwrt 的默认内核 makefiles (*.mk)( 如内核 数据包 文件系统 ) packages:openwrt 和恩智浦生成的 makefile 和源代码补丁 scripts: 支持构建 makefile 的脚本 staging_dir: 编译的工具链, 包括库, 用于编译发行版的剩余部分 tools: 构建映像所需的工具 19
使用 ASK 生成 RDB 二进制文件 20
Openwrt 配置文件 在恩智浦 ASK OpenWrt 发行版中, 为开发和参考平台提供了预先配置的 config 文件 这些文件包含用于操作开发板的硬件和软件配置参数 开发人员可能会使用这些配置文件作为模板, 生成 OpenWrt 映像 当前支持的平台 LS1043A RDB:config-ls1043a-rdb, config-ls1043a-qds( 恩智浦内部硬件 ) 为你的板子选取合适的配置文件并复制到构建根作为.config: $ cd src-openwrt-openwrt_ls1043a_0.7-rc1 $ cp configs/config-ls1043a-rdb.config 21
使用 make menuconfig 自定义 Openwrt 选项 Menuconfig 是一个菜单驱动的配置工具 ( 使用 ncurses), 可选择所有功能 开发人员可选择目标平台 使用的工具链版本以及要安装到固件映像中的包 默认支持工具链 (e)glibc 2.19 类似于 Linux 内核配置 用于配置 OpenWrt 版本的菜单选项 长功能列表, 分为不同部分 按 y m 或 n 键, 从菜单中选择选项 <y> - 将会编译并包含到固件映像中 <m> - 将会编译但不会包含到映像中, 可能用于后面的运行时安装 <n> - 不会编译或包含到映像中 运行 : $ cd sdk-openwrt-openwrt_ls1043a_0.7-rc1 $ make menuconfig 注意 : 运行 make menuconfig 时, 首先会检查您构建机器上的必备条件 您必须确保通过检查, 然后才能继续构建 在 Menuconfig 中, 使用 / 来搜索特定的配置项目 要生成 RDB 二进制文件, 不要更改配置, 而是在退出 Menuconfig 时保存配置 22
构建所有的项目 发起构建 : $ make 这将需要一些时间 ; 首次构建大约需要 1 小时, 具体取决于构建机器 如果需要一些包的源文件, 可以从 OpenWRT 库或互联网上下载, 但所有默认源文件都已在 dl 中 如果通过代理访问网络, 则需要设置 http_proxy 环境变量 使用 wget 下载包 bootloader 内核 rootfs 和包的结果二进制文件的位置 : bin/ls1043a-glibc/ OpenWrt 生成的文件系统树包括 : 所有在 menuconfig 中标记为 <*> 的包 Linux 内核映像 适用的 voip 固件 (/lib/firmware/voip.axf) 适用的快速路径二进制文件 23
一些特定 Make 命令 选择要用于 make 的编译机器 CPU 内核的数量 $ make j n 详细 make 输出 $ make V=99 重新编译内核 $ make V=99 target/linux/{clean,compile} $ make V=99 target/linux/install 编译特定包 ( 参见下文 ) $ make V=99 <package_makefile_location>/compile e.g. make V=99 package/openwrt/net/tcpdump 清理特定包 $ make V=99 package/openwrt/net/tcpdump/clean 清理编译 $ make clean 删除目录 /bin 和 /build_dir 的内容 不移除工具链, 也不清理架构 / 目标, 在.config 中选定的除外 重新开始 小心使用! $ make distclean 清空您编译或配置的所有内容, 并删除所有下载的馈入内容和包源 注意 : 除所有其他结果之外, 这还会擦除版本配置 (<buildroot_dir>/.config) 工具链和所有其他源文件 使用该命令之后, 您将返回到刚刚解压提供的 src 和 dl tarballs 的位置 24
构建步骤小结 第 1 步 解压缩 ASK tarball 文件 $ tar xfj dl-openwrt-ls1043a_0.7-rc1.tar.bz2 $ tar xfj src-openwrt-ls1043a_0.7-rc1.tar.bz2 第 2 步 创建 dl 目录的链接 $ cd src-openwrt-ls1043a_0.7-rc1.tar.bz2 $ ln s../dl. 第 3 步 复制并重命名最高层级的配置文件 $ cp configs/config-ls1043ardb.config 第 4 步 自定义或检查构建选项 $ make menuconfig 第 5 步 运行 make 命令以构建代码 $ make 25
添加并安装包 26
通过 Menuconfig 实现新功能 启动未在默认 ASK 版本中的所有可用的项目 大量 Menuconfig 选项可以简单使能并构建 Make 进程从在线 repo 上下载新包, 确认 MD5 并进行构建 USB-utils 的示例, 包括 lsusb 命令 $ make menuconfig 在 实用工具 菜单下, 向下滚动至 usbutils, 点击 < 空格键 > 直至显示 <M> 点击 <ESC> 并选择 <Yes> 以保存配置 $ make V=99 package/utils/usbutils/compile 27
Menuconfig 显示选定的 usbutils 28
构建新包和任何依赖的库 生成的包和库安装文件位于.../bin/packages 目录内 richie@nmg--poweredge-t630:~/cpe/ls1043a/0.7/src-openwrt-ls1043a_0.7-rc1$ ls -lht bin/ls1043a-glibc/packages/base/ total 4.7M -rw-r--r-- 1 richie richie 203K Apr 8 10:49 usbutils_007-1_ls1043a.ipk -rw-r--r-- 1 richie richie 26K Apr 8 10:49 libusb-1.0_1.0.19-1_ls1043a.ipk 取新的.ipk, 转移至开发板 ( 如 scp USB) 并安装 opkg - install <package_name> 它将告诉您是否需要首先安装必备包 ( 如这种情况中的 libusb) 29
USB-utils 包 Makefile 的示例 需要的关键项目是 Makefile usb_utils_ls1043_makefile 30
获取来自来 OpenWRT 包库的包 https://downloads.openwrt.org/sources/ 显示 OpenWRT 可用的包 仅需要 Makefile 文件 目录和 补丁 目录及内容 $ make V=99 packages/<new_package>/compile.ipk(s) 位于.../bin 下面 openwrt_transmission_makefile 传输 比特流客户端示例 https://github.com/openwrt/packages/tree/master/net/transmission 将这些内容放在.../packages/openwrt/network 目录中 最简单的方法是创建 openwrt git repos 的本地副本 : $ git clone git://git.openwrt.org/12.09/openwrt.git $ git clone git://git.openwrt.org/12.09/packages.git 并将传输包文件从这里复制到 buildroot 中 31
使用现有 Makefile 作为模板 如果没有现有 OpenWRT Makefile, 则使用.../packages/ 中的现有 Makefile 作为模板 不要忘记在 menuconfig 中启用它 为了简化操作, 可首先将源 tarball 下载至.../dl, 并手动检查 MD5 32
根据您的硬件 调整 ASK 33
设备树 LS1043A ASK OpenWRT 是基于 LS1043A yocto-sdk 中的源代码的 不使用 Yocto 发行版 根据 Yocto 文档针对特定硬件进行修改 主要是确保内核设备树与硬件匹配 34
开发板文件 ( 以 LS1024A 为例 ) /* -------------------------------------------------------------------- * NOR device * -------------------------------------------------------------------- */ #if defined(config_mtd_comcerto_nor) static struct resource comcerto_nor_resources[] = { {.start = NORFLASH_MEMORY_PHY1,.end = NORFLASH_MEMORY_PHY1 + SZ_64M - 1,.flags = IORESOURCE_MEM, }, }; 修改开发板文件, 以匹配需要的硬件配置 35
ASK 文档 36
ASK 文档 软件文档 程序员指南 架构手册 VAPI 用户指南 (html) MSP API 调试指南 OpenWRT 拥有出色的 Wiki... 37
创造一个更加智能化的世界
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