RK3576 单板机 C/Python/MQTT 应用开发手册（一）

前  言

本文档为Linux应用开发的指引文档，提供Linux应用开发环境、开发流程等说明，以及对平台关键技术及其支持情况进行简要介绍。

当前应用开发支持情况如下表所示。

在完成开发环境搭建后，可参考本文的“Linux常用开发案例”章节熟悉基本的应用开发流程，然后可参考如下文档进行产品应用开发。

（1）图形界面开发：参考《图形用户界面(GUI)开发手册》，其中包含Qt和LVGL的开发指引；

（2）视频图像处理开发：参考《视频图像处理开发手册》；

（3）Docker开发：参考《Docker开发手册》，主要介绍Docker安装、构建镜像与下载镜像等；

（4）NPU开发：参考《NPU开发手册》，主要演示基于NPU的案例开发；

（5）ROS2开发：参考《ROS2开发手册》，主要演示ROS系统（版本：ROS2 Humble）使用说明；

（6）Modbus开发：参考《Modbus应用开发手册》，主要介绍Modbus协议开发案例。

开发环境

Windows开发环境：Windows10 64bit、Windows7 64bit

Linux开发环境：VMware16.2.5、Ubuntu22.04.5 64bit

系统版本：Tronlong-Desktop 22.04（类Ubuntu）、Linux-6.1.115、U-Boot-2017.09

sysroot：RK3576-Tronlong-Desktop-22.04-sysroot-[版本号].tar.gz

应用开发交叉编译工具：gcc-11-aarch64-linux-gnu_11.4.0-1ubuntu1~22.04cross1_amd64.tar.gz

备注：本文基于2GByte LPDDR4X、16GByte eMMC配置单板机进行演示。

术语表

为便于阅读，下表对文档出现的关键术语进行解释；对于广泛认同释义的术语，在此不做注释。

注意事项

无特殊说明情况下，本文默认从eMMC启动系统，使用DEBUG作为调试串口，使用HDMI显示屏作为显示输出。

1开发环境搭建说明

1.1安装应用开发交叉编译工具链

本文主要提供适配应用开发的交叉编译工具链安装方式，包括网络安装、本地安装，请根据实际环境选择其中一种方式进行安装。

（1）通过网络安装

Host# sudo apt update

Host# sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu g++-aarch64-linux-gnu

图 1

图 2

安装完成后，可执行如下命令查看交叉编译工具链版本号。

Host# aarch64-linux-gnu-gcc --version

Host# aarch64-linux-gnu-g++ --version

图 3

可以看到交叉编译工具版本为11.4.0即为安装成功，同时交叉编译工具链默认安装在"/usr/bin/"目录下。

Host# ls /usr/bin/aarch64-linux-gnu-*

图 4

（2）本地安装

我司提供的交叉编译链压缩包位于产品资料“4-软件资料LinuxTools”目录下，请将其拷贝至上位机Ubuntu系统任意路径，执行如下命令进行安装。

Host# tar -zxf gcc-11-aarch64-linux-gnu_11.4.0-1ubuntu1~22.04cross1_amd64.tar.gz

Host# sudo dpkg -i ./*.deb

图 5

图 6

安装完成后，可执行如下命令查看具体版本号。

Host# aarch64-linux-gnu-gcc --version

Host# aarch64-linux-gnu-g++ --version

图 7

可以看到交叉编译工具版本号为11.4.0即为安装成功，同时应用交叉编译工具链默认安装在"/usr/bin/"目录下。

Host# ls /usr/bin/aarch64-linux-gnu-*

图 8

1.2安装sysroot

我司提供的sysroot压缩包主要包含应用开发时所需的库（常用开发库、Qt库等），适用于Linux系统应用开发。

请将产品资料“4-软件资料LinuxLinuxSDK”目录下的sysroot压缩包拷贝至上位机Ubuntu系统"/home/tronlong/RK3576/"目录。执行如下命令，将其解压，解压完成后会在当前目录下生成一个"sysroot"目录和environment文件，"sysroot"目录包含sysroot相关文件。

备注：sysroot压缩包版本以实际情况为准。

Host# tar -zxf rk3576-Tronlong-Desktop-22.04-sysroot-v1.0.tar.gz

图 9

执行如下命令，设置交叉编译工具链和sysroot环境变量。

备注：由于Linux应用开发与Linux系统开发使用不同的交叉编译工具链，因此执行如下命令完成应用开发环境变量配置后，当前Terminal命令行终端将不再适用U-Boot、内核开发。如需进行U-Boot、内核开发，请另行打开一个Terminal命令行终端。

Host# source /home/tronlong/RK3576/environment

Host# export

图 10

图 11

2 GDB调试说明

GDB为GNU推出的经典命令行调试工具，在Linux系统下广泛使用。它功能强大，能让开发者单步执行程序、逐过程或逐语句调试，自由跳入或跳出函数，还能按条件设置断点，实时查看变量值，精准定位程序问题。

GDB支持多种语言，包括汇编、C/C++、D、Fortran、GO、Objective-C、OpenCL等。此外，它有远程调试模式，在嵌入式系统调试中优势明显。借助TCP/IP协议及专有通信协议，可让调试程序的主机与运行程序的目标机跨设备协作，高效完成调试任务。

2.1调试环境搭建

在RK3576工作目录下执行如下命令，创建gdb-test目录并安装GDB调试工具。

Host# mkdir gdb-test

Host# sudo apt install gdb gdbserver gdb-multiarch -y

图 12

2.2演示程序创建与编译

执行如下命令，进入gdb-test目录并新建一个GDB调试演示程序。

Host# cd gdb-test

Host# vi test.c

图 13

输入以下内容：

#include

void show() {

    printf("shown");

}

int main(int argc, char *argv[])

{

    int arr[4] = {1, 2, 3, 4};

    int i = 0;

    for (i = 0; i < 4; i++) {

        printf("arr[%d]: %dn", i, arr[i]);

    }

    show();

    return 0;

}

图 14

执行如下命令，进行程序编译，编译完成将会生成test可执行程序。

Host# aarch64-linux-gnu-gcc -g test.c -o test

备注：编译时需添加-g参数，生成的可执行文件才带有调试信息。

图 15

请将单板机与PC机连接至同一个路由器，使用Type-C线将单板机的DEBUG调试串口连接至PC机，然后将单板机上电启动。将编译后的test可执行文件拷贝至单板机系统任意目录下。

Target# ls test

图 16

2.3调试程序运行

执行如下命令，查看虚拟机的IP地址。

Host# ifconfig

图 17

在单板机系统test文件所在路径下，执行如下命令运行gdbserver程序，开启监听。

备注：192.168.13.36为虚拟机的IP地址；1234为连接的端口号（自行设置）；test为将要进行调试的程序。

Target# gdbserver 192.168.13.36:1234 test

图 18

在虚拟机系统test文件所在路径下，执行如下命令使用GDB调试工具进行调试。

Host# gdb-multiarch test

图 19

执行如下命令，连接单板机。192.168.13.58为单板机的IP地址，请以实际情况为准。

(gdb) target remote 192.168.13.58:1234

图 20

同时，单板机DEBUG调试串口打印连接成功的相关信息。

图 21

2.4程序调试

本章节主要演示GDB调试的几个常用命令的使用方法。

2.4.1 list命令

用于列出源码，简写：l。

图 22

2.4.2 break命令

用于设置断点，简写：b。

分别在main函数和第11行设置断点。

图 23

2.4.3 info breakpoints命令

用于显示断点的状态，简写：info b。

图 24

2.4.4 continue命令

用于恢复程序执行，简写：c。此命令使GDB恢复程序的执行，直至断点触发或程序结束。

图 25

以上调试过程在第二个断点中，每输入一次c命令，将会依次打印arr[]数组的元素值，然后程序执行结束。同时，单板机DEBUG调试串口打印相关信息。

图 26

2.4.5 print命令

用于打印变量或者变量地址，简写：p。

设置断点后，可依次打印当前变量i的值。

图 27

以上调试过程在每处断点中，使用print命令打印变量i的值。同时，单板机DEBUG调试串口打印相关信息。

图 28

2.4.6 quit命令

退出GDB模式，简写：q。当程序调试完成后，使用quit命令退出GDB调试。

图 29

审核编辑 黄宇