BSP一般是由处理器芯片制造商提供还是开发板商提供?BSP是如何整合(编译)进内核中的？

原创已于 2025-01-14 20:27:49 修改 · 1.2k 阅读

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于 2025-01-14 20:26:47 首次发布

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01-BSP一般是由处理器芯片制造商提供还是开发板商提供?

芯片商一般会提供BSP，但是它的主要对象是处理器芯片，不包括板级的外设。开发板商会在芯片商提供的BSP基础上去添加开发板特有的外设驱动和配置。

详细介绍如下：

BSP（Board Support Package）的提供方取决于具体的硬件平台和应用场景，一般有两种主要来源：芯片开发商和开发板生产商。下面具体分析这两种情况，以及它们提供 BSP 的特点和区别。

1. 芯片开发商提供的 BSP

来源：

芯片开发商（如 NXP、TI、Qualcomm、Rockchip）通常会为其芯片产品提供一个官方 BSP。

特点：

通用性：
- 芯片厂商提供的 BSP 通常面向 芯片系列，涵盖所有可能使用该芯片的硬件平台。
- BSP 代码更贴近芯片级别，直接支持芯片的各种外设（如 GPIO、UART、SPI 等）。
- 不包含与特定开发板相关的外设配置。
内容：
- 驱动程序：支持芯片的通用硬件模块（如 GPIO 控制器、时钟管理、DDR 初始化等）。
- 内核补丁：针对芯片的 Linux 内核补丁，支持该芯片的硬件架构。
- 基础设备树：一个通用的设备树模板，描述芯片的硬件资源，但不包括板级外设。
- 工具链：为该芯片优化的交叉编译工具链。
典型使用场景：
- 芯片的参考开发板（通常由芯片厂商自己设计）。
- 为了开发基于该芯片的自定义硬件，需要在官方 BSP 基础上进行修改和移植。

优缺点：

优点：
- 官方 BSP 通常质量较高，支持芯片的所有核心功能。
- 可作为开发板厂商定制 BSP 的基础。
缺点：
- 不直接支持开发板上的特定外设（如按键、显示屏）。
- 用户需要额外移植工作，适配具体的开发板。

2. 开发板生产商提供的 BSP

来源：

开发板生产商（如友善之臂、百问网、全志科技等）会基于芯片厂商提供的官方 BSP，开发适配其开发板的 BSP。

特点：

定制性：
- 开发板生产商会在芯片厂商提供的 BSP 基础上，添加开发板特有的外设驱动和配置（如按键、LCD、摄像头等）。
- 提供更加完整的软硬件支持，能直接用于开发板。
内容：
- 驱动程序：除芯片通用驱动外，还包括开发板特定的外设驱动（如按键、蜂鸣器）。
- 设备树：完整的设备树文件，描述开发板上所有硬件资源及其连接方式。
- 启动配置：包括引导加载器（如 U-Boot）和内核启动参数。
- 文件系统：通常提供预编译的根文件系统，支持开发板的特定功能。
- 示例代码：提供示例程序和测试代码，方便用户快速上手。
典型使用场景：
- 面向具体开发板，开箱即用，适合初学者和快速开发项目。
- 可直接移植到类似的自定义硬件设计中。

优缺点：

优点：
- 即插即用，支持开发板的所有外设。
- 包括示例程序，降低开发门槛。
缺点：
- 与具体开发板绑定，通用性较差。
- BSP 质量可能不如芯片厂商的官方 BSP。

3. BSP 提供方的选择

芯片厂商 BSP：
- 适合对硬件较熟悉、需要开发自定义硬件的团队。
- 提供芯片级支持，但需移植和适配板级外设。
- 例子：
  - NXP 提供的 i.MX6ULL 官方 BSP。
  - TI 提供的 AM335x 官方 BSP。
开发板生产商 BSP：
- 适合初学者或需要快速开发的用户。
- 提供完整支持，减少适配工作量。
- 例子：
  - 友善之臂的 NanoPi 开发板 BSP。
  - 百问网的 i.MX6ULL 开发板 BSP。

4. 两者的关系

芯片厂商 BSP 是基础：
- 开发板厂商的 BSP 通常基于芯片厂商的 BSP 进行二次开发。
- 开发板厂商添加与开发板相关的设备树、驱动和示例代码。
两者可互为补充：
- 开发板厂商的 BSP 易用性更强，但可能只支持部分功能。
- 芯片厂商的 BSP 更通用，适合复杂项目开发。

5. 具体 BSP 安装和使用流程

无论 BSP 来源，使用方式类似：

下载 BSP 源码（从芯片厂商或开发板生产商）。
配置内核和设备树（根据项目需求选择功能）。
编译内核、设备树和文件系统。
烧录生成的镜像到硬件，启动开发板。
运行 BSP 提供的示例程序，测试硬件功能。

6. 小结

芯片厂商 BSP：提供芯片级支持，通用性强，但需要适配具体硬件。
开发板厂商 BSP：面向开发板，定制性强，易用性高。
开发板厂商 BSP 通常基于芯片厂商的 BSP 开发，两者相辅相成。

根据开发需求，可以选择直接使用开发板 BSP 或在芯片厂商 BSP 的基础上自行开发和移植。

02-BSP是如何整合(编译)进内核中的？

以IMX6ULL为例，说明其BSP是如何编译进Linux内核并使用的？【不要使用Yocto】
关于为什么不要使用Yocto的说明：Yocto语法复杂，并且Yocto动辄10GB，下载安装都很困难，普通笔记本编译可能需要 2-3 天甚至更久，非常不适合初学者。

在IMX6ULL上，BSP（板级支持包）通常是一个与Linux内核紧密集成的硬件平台支持库，包含了与特定硬件平台相关的驱动程序、初始化代码、设备树文件等内容。以下是编译并使用IMX6ULL BSP的步骤，且不依赖Yocto。

1. 准备工作

首先，确保已经安装了必要的编译工具链（如gcc和make）以及Linux内核的源代码。你可以从Linux Kernel Archive获取内核源代码，或者使用NXP提供的版本。

2. 获取IMX6ULL BSP

NXP会提供IMX6ULL的BSP，通常可以通过以下途径获取：

从NXP官方网站下载。
使用git从NXP的开源仓库获取。例如，NXP提供了一个imx6ull的内核驱动支持库。

git clone https://github.com/NXP/imx6ull.git

这将包含针对IMX6ULL的相关驱动、设备树和配置文件。

3. 配置内核

在内核源码目录中，你需要为IMX6ULL配置内核。进入内核源代码目录后，可以执行以下命令来配置内核：

make imx6ull_defconfig

这会自动应用适用于IMX6ULL开发板的默认配置。你也可以手动编辑.config文件来修改配置。
问：配置文件哪里来？
如果你从NXP的官方SDK或BSP包中下载代码，可能会发现arch/arm/configs目录下有imx6ull_defconfig，然后把它复制到Linux内核源码的arch/arm/configs目录下。

4. 添加BSP驱动和设备树

IMX6ULL的BSP包含了特定的驱动程序和设备树文件。你需要将这些文件集成到内核中：

设备树：设备树描述了硬件设备的布局，并提供了内核与硬件通信所需的信息。对于IMX6ULL，你可以使用NXP提供的设备树文件，通常位于arch/arm/boot/dts目录中。
- 例如，imx6ull-14x14-evk.dts或类似的设备树文件。

make ARCH=arm imx6ull-14x14-evk.dtb

驱动程序：BSP驱动程序通常会放在drivers目录下，包含了如I2C、SPI、GPIO、串口、USB等外设的驱动，你需要把这些驱动程序复制到内核源码的drivers/目录下。

5. 编译内核

一旦配置和驱动都准备好，你可以开始编译内核。编译内核包括编译内核映像、设备树和模块等。通常可以使用以下命令：

make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- zImage
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- dtbs
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- modules

这一步可以参考我的另一篇博文 https://blog.youkuaiyun.com/wenhao_ir/article/details/144421577

6. 安装并烧录内核

编译完成后，你将得到内核映像（zImage）、设备树文件（.dtb）和模块。接下来，你需要将这些文件安装到开发板的文件系统中。

将zImage、.dtb文件烧录到SD卡或者通过其他方式加载到设备上。
将编译的内核模块（.ko文件）安装到文件系统的/lib/modules目录中。

这一步可以参考我的另一篇博文 https://blog.youkuaiyun.com/wenhao_ir/article/details/144421577

7. 配置引导加载程序（如U-Boot）

确保U-Boot的配置文件和环境变量已正确设置，以便从SD卡启动IMX6ULL，并加载内核映像、设备树文件和根文件系统。

U-Boot的设备树文件可能需要根据具体硬件进行定制。常见的IMX6ULL引导配置如下：

setenv bootargs console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootwait
load mmc 0:1 ${loadaddr} zImage
load mmc 0:1 ${fdtaddr} imx6ull-14x14-evk.dtb
bootz ${loadaddr} - ${fdtaddr}