i.MX RT链接Arm Pelion云

NXP管管

i.MX RT链接Arm Pelion云

说起Arm的Cortex-M7内核，大家自然想到高性能MCU处理器。2019年，NXP率先发布了基于1GHz的Cortex-M7处理器，成为MCU圈的性能怪兽。

不过，高性能仅仅是一枚爆款MCU处理器的必备条件之一，易用性、高安全性、丰富的外设、完善的参考设计，都是NXP深思熟虑，精益求精的方向，i.MX RT系列跨界处理器就是其集大成者。这个系列的处理器，天生的适合IoT相关应用，从控制到计算，从网关到云端，可以轻松串起整个IoT云下的世界。
NXP与Arm携手合作，i.MX RT处理器早已支持mbed OS，并取得mbed Enabled标签认证。现在，i.MX RT1050打通与Arm Pelion云的通道，基于Arm官方mbed代码，可以轻松实现i.MX RT1050与Pelion云的链接，支持设备管理、网络安全、硬件密钥加速，以及OTA等应用。
1、i.MX RT1050与mbed全
开篇一张图，清晰明了。

i.MX RT1050的优势非常突出：
·高性能：3020 CoreMark/1284 DMIPS @ 600 MHz
·高安全性：TRNG, SRTC, eFuse, HAB, DCP等硬件保证信任链根与加解密性能
·网络链接：Ethernet以及可扩展WIFI模块的SDIO接口
·应有尽有的外部存储
·丰富的外设以及MCU级的易用性

除了NXP官方网站，Arm mbed官网也可以找到对i.MX RT1050及其EVK开发板的详细介绍。
Arm Mbed Enabled标志，代表i.MX RT1050已经通过mbed自动化测试流程，可以方便的支持mbed系统及其他mbed服务，比如mbed Bootloader, mbed DAPLink等。

Arm mbed项目，是一系列子系统的集合，可以形象的称之为Arm mbed全家桶，主要包括：
·mbed OS: MCU RTOS实时操作系统
·mbed cli: mbed OS工程构建，管理工具
·mbed Bootloader: MCU L2 Bootloader，支持OTA等
·mbed DAPLink: MCU调试，下载协议
·mbedtls: 用于MCU的开源SSL库
·mbed Pelion: Arm IoT Pelion云

其中，mbed OS是核心，其他应用，如mbed Bootloader、mbed Pelion等，都是以mbed OS为基础构建的，部分基础代码也直接使用mbed OS源文件，编译时也需要包含mbed OS全部文件架构。


目前，i.MX RT1050已经支持以上所有mbed全家桶系统。从mbed DAPLink的USB拖拽更新image，到mbed Bootloader的OTA，从mbed OS的kvstore，到对文件系统的支持，从硬件DCP模块加速mbedtls加密传输，到mbed Pelion的安全链接。所有代码已经在mbed github仓库中，方便开发者快速参考验证。
2、mbde配置i.MX RT
Arm mbed采用JSON文件对系统进行配置，配合mbed命令编译出最终的可执行文件。i.MX RT1050EVK的基础配置信息在mbed OS的targets/targets.json文件里，下面我们看一下具体内容。

图中的JSON数据描述了i.MX RT1050EVK在mbed OS中的定义和配置，以下对关键信息进行解释说明。


·"supported_toolchains"：支持的编译工具链，i.MX RT1050EVK支持Arm、GCC_ARM和IAR。
·"macros"：编译时使用的宏定义。其中"HYPERFLASH_BOOT"表示当前选择HyperFlash作为启动Flash，i.MX RT1050EVK同时也支持QSPI Flash，只需进行简单的硬件修改，就可以在不同Flash间进行切换。如果选择QSPI Flash, 编译时只需要删除"HYPERFLASH_BOOT"宏定义。
·"components_add"：特别模块的支持，目前定义了"FLASHIAP"，用于支持对Flash的读写擦除操作。
·"bootloader_supported"：bootloader的支持选择，目前设置为true，支持bootloader。
·"network-default-interface-type：默认网络接口选择，目前设置为"ETHERNET"。


基于上述配置信息，mbed cli构建与编译工具就能根据要求增删相应模块，创建宏定义，并最终编译出在i.MX RT1050EVK上运行的二进制代码。
、i.MX RT1050EVK连通Pelion
Arm Pelion是一个安全，灵活的物联网基础平台，提供链接、设备管理、数据管理等服务。Pelion平台支持任何规模无缝、安全地连接和管理物联网设备和数据，适用于公共云和私有云以及本地混合环境。
专为物联网构建的mbed OS操作系统集成安全和连接技术，降低开发成本和研发周期, 配合mbed Bootloader, 方便的实现OTA等物联网功能。另外，统一的Pelion设备管理系统可以降低实时运维成本。

NXP i.MX RT1050EVK已经支持链接Arm Pelion物联网云平台。相关代码已经合并到mbed项目主分支。（mbed-os-example-pelion相关代码Pull Request已经验证完毕且提交，等待最新mbed OS版本发布后会被merge到主分支）下面分步骤介绍链接Pelion过程。

一、mbed开发环境搭建

基于笔者经验，强烈建议使用mbed cli工具进行开发编译。虽然mbed支持Online Compiler，不过使用体验不佳。同样的，mbed Studio也无法和IAR，MDK等主流IDE工具相比。

mbed cli是Arm基于Python开发的代码构建，编译工具，可跨平台使用，支持丰富的开发特性。请读者参考以下链接文档，搭建环境。
http://os.mbed.com/docs/mbed-os/v5.15/tools/developing-mbed-cli.html

另外，我们还需要注册一个Pelion账户，并申请一个设备API Key用于i.MX RT1050EVK链接Pelion云。
  http://portal.mbedcloud.com/login

具体操作步骤，请参阅Pelion文档;

http://www.pelion.com/docs/device-management/current/user-account/api-keys.html#generating-an-api-key


二、i.MX RT1050EVK板卡准备
NXP i.MX RT1050EVK开发板支持Hyper Flash与QSPI Flash，板卡上已经有这两个芯片，默认使用Hyper Flash。

mbed OS中i.MX RT1050EVK代码可以支持这两个芯片，这儿我们使用更常用的QSPI Flash，为此需要对板卡做少许硬件修改。请读者参考i.MX RT1050EVK原理图进行Flash的切换。

三、配置编译mbed Bootloader


请使用mbed cli下载mbed Bootloader并切到master分支:

http://github.com/ARMmbed/mbed-bootloader

i.MX RT1050EVK板卡的配置信息，在configs/internal_flash_no_rot.json文件中。

其中：

·"target.macros_remove"删除了默认的"HYPERFLASH_BOOT"，板卡将使用QSPI Flash。
·"mbed-bootloader.application-start-address"定义了当前application可执行文件在QSPI Flash中的地址。
·"update-client.storage-address"定义了OTA时更新来的application可执行文件在QSPI Flash中的地址。

其他参数的定义请读者参照mbed文档说明。

当然，这儿必须展示一下我们对8MB QSPI Flash进行的分区设计。

编译mbed Bootloader并获取可执行文件:
mbed compile -m MIMXRT1050_EVK -t GCC_ARM --app-config=configs/internal_flash_no_rot.json

编译成功，在BUILD/MIMXRT1050_EVK/GCC_ARM/下可以看到mbed-bootloader.bin可执行文件。
下一步，我们需要把这个可执行文件放到Pelion的代码中，与application一起编译。

四、配置编译mbed Pelion应用

请使用mbed cli下载mbed Pelion应用并切到master分支:

http://github.com/ARMmbed/mbed-os-example-pelion

如有必要，需要merge以下Pull Request:

http://github.com/ARMmbed/mbed-os-example-pelion/pull/123

i.MX RT1050EVK板卡的配置信息，在mbed_app.json文件中。

其中：

·"target.macros_remove"删除了默认的"HYPERFLASH_BOOT"，板卡将使用QSPI Flash。
·"target.network-default-interface-type"指出了程序将使用RJ45 Ethernet口链接网络。
·"target.bootloader_img"指定了包含的mbed Bootloader image的位置。您猜的没错，我们需要把第3步中编译的Bootloader image拷贝到mbed-os-example-pelion/bootloader文件夹下，并且修改名称与这个宏的定义保持一直致。

其他参数的定义请读者参照mbed文档说明。
然后按照文档说明编译mbed-os-example-pelion：
mbed config -G CLOUD_SDK_API_KEY xxxxxx

mbed device-management init -d nxp.com --model-name example-app --force -q

mbed compile -m MIMXRT1050_EVK -t GCC_ARM

编译成功，在BUILD/MIMXRT1050_EVK/GCC_ARM/下可以看到mbed-os-example-pelion.bin可执行文件。此文件包含了mbed Bootloader与Pelion application，可以直接通过USB拖拽功能烧写到i.MX RT1050EVK板卡中。

之后板卡上电，可以在串口终端看到代码执行log，并在Pelion云平台看到设备状态为online。利用mbed cli命令，也可以测试执行OTA功能。

结语

正如您所看到的，当前NXP有37款平台支持Arm mbed系统，很多mbed用例也是基于NXP平台进行展示。i.MX RT系列处理器与mbed系统在性能，安全性，易用性方面有天然的默契，配合天衣无缝。
我们也正努力把更多i.MX RT处理器推向mbed系统，给客户提供更多的选择，与mbed系统一起，为您的产品设计、生产、运营提供完整的服务。





文章出处：恩智浦MCU加油站

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