在计算机软硬件及外围设备制造领域，基于ARM Cortex-A7核心的STM32MP157系列微处理器以其高性能、低功耗和丰富的外设接口，成为工业控制、物联网网关、智能设备等复杂嵌入式系统的理想选择。为了充分发挥其潜力，开发者通常需要编译并烧录自定义的Bootloader、Linux内核及设备树，以实现对硬件资源的精确控制和系统优化。

1. 开发环境搭建

确保在主机（通常是x86_64架构的Linux系统）上搭建完整的交叉编译环境。ST官方提供了STM32MP1 Developer Package，其中包含了定制的Yocto Project构建系统（OpenSTLinux Distribution）以及相应的工具链（如arm-ostl-linux-gnueabi-）。安装并配置好SDK后，即可获得针对STM32MP157优化的编译器、库和工具。

2. 获取源代码

从ST的GitHub仓库或官方镜像获取以下关键组件的源代码：

• Bootloader：通常使用Trusted Firmware-A (TF-A) 作为第一级启动加载程序，以及U-Boot作为第二级引导程序。这些组件负责初始化硬件、加载内核并传递设备树信息。
• Linux内核：ST维护了一个基于Linux主线内核的分支，针对STM32MP157进行了深度适配和优化。
• 设备树：描述硬件配置的.dts/.dtsi文件，定义了CPU、内存、外设（如GPIO、I2C、SPI、USB等）的连接与参数。

3. 编译流程

3.1 编译TF-A和U-Boot

进入TF-A源码目录，使用交叉编译工具链进行编译。例如：
`bash
make CROSSCOMPILE=arm-ostl-linux-gnueabi- ARCH=arm PLAT=stm32mp1 DTBFILENAME=stm32mp157c-dk2.dtb
`
这将生成tf-a-stm32mp157c-dk2.stm32等镜像文件。
类似地，编译U-Boot：
`bash
make stm32mp15trusteddefconfig
make CROSSCOMPILE=arm-ostl-linux-gnueabi- DEVICE_TREE=stm32mp157c-dk2 all
`
生成u-boot.stm32等文件。

3.2 编译Linux内核

进入内核源码目录，配置并编译内核与设备树：
`bash
make ARCH=arm CROSSCOMPILE=arm-ostl-linux-gnueabi- stm32mp157cdk2defconfig
make ARCH=arm CROSSCOMPILE=arm-ostl-linux-gnueabi- -j$(nproc)
`
编译完成后，将生成zImage（压缩内核镜像）及对应的设备树二进制文件（.dtb）。

3.3 定制设备树

设备树是连接软件与硬件的关键。根据实际外围设备制造需求（如添加自定义传感器、显示屏或通信模块），修改设备树源文件（.dts）。例如，若要启用额外的I2C接口，需在设备树节点中定义相关引脚复用和时钟配置。修改后，重新编译内核或单独编译设备树：
`bash
make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-ostl-linux-gnueabi- dtbs
`

4. 烧录到目标板

STM32MP157支持多种启动方式，如SD卡、eMMC或UART。常用方法是通过ST-Link调试器或SD卡进行烧录。

4.1 SD卡烧录（适用于开发与测试）

将SD卡分区为两个部分：一个FAT32分区（用于存放TF-A、U-Boot和内核镜像），一个EXT4分区（用于根文件系统）。使用dd命令将编译好的镜像写入SD卡相应位置：

• TF-A写入起始扇区（如0x0000）。
• U-Boot写入后续扇区（如0x0002）。
• 将zImage和.dtb文件复制到FAT32分区。
• 将根文件系统解压或复制到EXT4分区。

4.2 eMMC烧录（适用于量产）

通过U-Boot或ST官方工具STM32CubeProgrammer，将镜像永久烧录到板载eMMC存储中。使用STM32CubeProgrammer连接板载ST-Link，可以一次性编程整个系统镜像，包括Bootloader、内核和文件系统。

5. 测试与调试

烧录完成后，启动目标板，通过串口控制台观察输出信息。确保Bootloader正确初始化硬件、加载内核并挂载根文件系统。若启动失败，需检查编译配置、设备树兼容性或硬件连接。利用JTAG/SWD调试接口，可以进行更深层次的故障排查。

6. 外围设备集成

在计算机软硬件制造中，STM32MP157常需连接多种外围设备，如以太网PHY、Wi-Fi模块、LCD控制器等。这些设备通常在设备树中定义，并在内核驱动中支持。开发者可能需要编写或移植驱动程序，并将其集成到内核构建中。

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编译和烧录自定义的Bootloader、Linux内核及设备树是STM32MP157系列开发的核心环节。通过精细控制这些组件，制造商能够打造出高度定制化、性能优化的嵌入式系统，满足从工业自动化到消费电子等广泛领域的复杂需求。随着经验的积累，开发者可以进一步优化启动时间、功耗管理和系统稳定性，从而提升最终产品的竞争力。