Usando o Raspberry Pi sem um sistema operacional Linux?

Estou interessado em usar o Raspberry Pi como uma unidade de CPU incorporada pura, para o desenvolvimento de aplicativos incorporados. Como o Raspberry Pi possui uma CPU poderosa com bastante memória, ele é uma excelente placa incorporada.

É possível usar o Raspberry Pi sem um sistema operacional Linux? Como posso fazer isso?

Analisei a programação bare metal no Raspberry Pi e parece o que você deseja fazer. Existem vários tópicos bons no fórum sobre programação bare metal com algumas pessoas que se esforçaram muito para que seu código funcionasse. Confira estes para começar:

Guia para começar o bare metal em Raspi

Programando o RPi no metal puro

Programação em Basic on Bare Metal Tutorial 1

ou, em geral, você pode ir ao Bare Metal Forum do Raspberry Pi e apenas navegar.

Meu entendimento é que você precisará inicializar a partir do cartão SD devido à sequência de inicialização incorporada ao chip Broadcom. Estou tentando encontrar o link para a sequência de inicialização, mas meu fu do google não está funcionando, editarei mais tarde, se o encontrar.

a única maneira de inicializar é a partir de um sdcard formatado em fat32, vai do poweron ao carregamento do firmware da gpu que executa qualquer arquivo binário de braço chamado kernel.img, portanto, se você deseja criar um kernel personalizado que faça o que quer que seja, neste ponto

Criei um emulador IBM S / 390 em C # que, teoricamente, será executado no Mono / Linux à medida que ele é compilado com o código CIL e não usa recursos .NET não suportados. Isso permitirá soluções integradas usando tabelas de controle independentes de plataforma com um interpretador de máquina de estado finito personalizado. No entanto, ele ainda teria O / S essencial do Linux em segundo plano.

Exemplo mínimo de um pisca-pisca de metal nu totalmente automatizado

Testado no host Ubuntu 16.04, Raspberry Pi 2. Uso:

1. Inserir cartão SD no host

2. Faça a imagem:

   ./make.sh /dev/mmblck0 p1
   

   Onde:

   • /dev/mmblck0 é o dispositivo do cartão SD
   • p1é a primeira partição do dispositivo ( /dev/mmblck0p1)

3. Inserir cartão SD no PI

4. Desligue e ligue novamente

GitHub upstream: https://github.com/cirosantilli/raspberry-pi-bare-metal-blinker/tree/d20f0337189641824b3ad5e4a688aa91e13fd764

start.S

.global _start
_start:
    mov sp, #0x8000
    bl main
hang:
    b hang

main.c

#include <stdint.h>

/* This is bad. Anything remotely serious should use timers
 * provided by the board. But this makes the code simpler. */
#define BUSY_WAIT __asm__ __volatile__("")
#define BUSY_WAIT_N 0x100000

int main( void ) {
    uint32_t i;
    /* At the low level, everything is done by writing to magic memory addresses. */
    volatile uint32_t * const GPFSEL4 = (uint32_t *)0x3F200010;
    volatile uint32_t * const GPFSEL3 = (uint32_t *)0x3F20000C;
    volatile uint32_t * const GPSET1  = (uint32_t *)0x3F200020;
    volatile uint32_t * const GPCLR1  = (uint32_t *)0x3F20002C;

    *GPFSEL4 = (*GPFSEL4 & ~(7 << 21)) | (1 << 21);
    *GPFSEL3 = (*GPFSEL3 & ~(7 << 15)) | (1 << 15);
    while (1) {
        *GPSET1 = 1 << (47 - 32);
        *GPCLR1 = 1 << (35 - 32);
        for (i = 0; i < BUSY_WAIT_N; ++i) { BUSY_WAIT; }
        *GPCLR1 = 1 << (47 - 32);
        *GPSET1 = 1 << (35 - 32);
        for (i = 0; i < BUSY_WAIT_N; ++i) { BUSY_WAIT; }
    }
}

ldscript

MEMORY
{
    ram : ORIGIN = 0x8000, LENGTH = 0x10000
}

SECTIONS
{
    .text : { *(.text*) } > ram
    .bss : { *(.bss*) } > ram
}

make.sh

#!/usr/bin/env bash

set -e

dev="${1:-/dev/mmcblk0}"
part="${2:-p1}"
part_dev="${dev}${part}"
mnt='/mnt/rpi'

sudo apt-get install binutils-arm-none-eabi gcc-arm-none-eabi

# Generate kernel7.img
arm-none-eabi-as start.S -o start.o
arm-none-eabi-gcc -Wall -Werror -O2 -nostdlib -nostartfiles -ffreestanding -c main.c -o main.o
arm-none-eabi-ld start.o main.o -T ldscript -o main.elf
# Get the raw assembly out of the generated elf file.
arm-none-eabi-objcopy main.elf -O binary kernel7.img

# Get the firmware. Those are just magic blobs, likely compiled
# from some Broadcom proprietary C code which we cannot access.
wget -O bootcode.bin https://github.com/raspberrypi/firmware/blob/597c662a613df1144a6bc43e5f4505d83bd748ca/boot/bootcode.bin?raw=true
wget -O start.elf https://github.com/raspberrypi/firmware/blob/597c662a613df1144a6bc43e5f4505d83bd748ca/boot/start.elf?raw=true

# Prepare the filesystem.
sudo umount "$part_dev"
echo 'start=2048, type=c' | sudo sfdisk "$dev"
sudo mkfs.vfat "$part_dev"
sudo mkdir -p "$mnt"
sudo mount "${part_dev}" "$mnt"
sudo cp kernel7.img bootcode.bin start.elf "$mnt"

# Cleanup.
sync
sudo umount "$mnt"