3. STM32MP硬件平台认知

做BSP移植，第一步不是打开内核源码，而是把芯片“看透”。STM32MP15x与STM32MP13x虽然同属STM32MP系列，但定位差异明显：STM32MP15x是双核Cortex-A7（最高650MHz~800MHz）加一颗Cortex-M4协处理器，面向需要实时控制与Linux应用并存的场景；STM32MP13x则是单核Cortex-A7（最高650MHz~1GHz），去掉了M4，主打成本敏感、单一Linux系统的工业与消费类设备。理解这一差异，直接决定后续设备树怎么写、电源管理怎么做、外设如何分配。

一、芯片架构：从内核到总线

STM32MP15x内部可划分为三个世界：应用处理器子系统（AP）、微控制器子系统（MCU）和共享资源。AP侧包含Cortex-A7双核、L2 Cache、NEON/FPU，运行Linux；MCU侧是Cortex-M4，运行RTOS或裸机，负责实时任务。两者通过IPCC（处理器间通信控制器）和共享内存交互，这是异构通信的硬件基础。STM32MP13x没有MCU子系统，架构更简洁，但保留了大部分AP侧外设。

总线层面，STM32MP15x采用多层AHB/AXI矩阵，AP侧通过AXI连接到DDR控制器、GPU、显示控制器等高速外设；MCU侧通过AHB连接到自己的外设。两套总线在ETZPC（扩展信任区控制器）和RCC的协调下实现资源隔离与共享。BSP工程师需要关注的是：哪些外设挂在AP侧、哪些挂在MCU侧、哪些可被双方访问。例如UART4在STM32MP15x上默认分配给M4，若Linux要用，必须在设备树中正确配置并确保M4侧释放。

二、外设资源：BSP工程师的“资源地图”

STM32MP15x的外设资源可以按“高速、中速、低速、模拟”四类来梳理。高速外设包括DDR控制器（支持DDR3/DDR3L/LPDDR2/LPDDR3）、USB2.0 OTG、千兆以太网GMAC、SDMMC（支持SD3.0/eMMC）、显示控制器LTDC和DSI。中速外设是UART、I2C、SPI、CAN、SAI（音频）、SPDIF等。低速外设包括GPIO、TIM、WDT、RTC。模拟外设则有ADC、DAC、温度传感器。

STM32MP13x在保留上述大部分外设的同时，去掉了DSI、GPU和部分高速接口，但增加了MDF（多通道数字滤波器）和ADF（音频数字滤波器），适合工业信号采集。BSP移植时，外设资源的差异直接体现在设备树源文件（.dtsi）的包含关系上：STM32MP15x的板级dts通常包含stm32mp15xx.dtsi，而STM32MP13x包含stm32mp13xx.dtsi，两者外设节点名称和地址不同，不能直接复用。

一个常见的实操判断是：拿到一块新板子，先看原理图确认外设连接，再对照芯片数据手册的AF（Alternate Function）表确认引脚复用是否可行。例如，STM32MP157的PG11引脚可以复用为ETH1_GMII_TX_EN、UART4_TX、SPI1_SCK等，具体选哪个AF，取决于板级设计。设备树中通过pinctrl节点描述，格式如下：

&pinctrl {
    uart4_pins_a: uart4-0 {
        pins1 {
            pinmux = <STM32_PINMUX('G', 11, AF6)>;
            bias-disable;
        };
    };
};

这里的AF6就是数据手册中查到的复用编号。如果写错，串口无输出，但引脚电平可能正常，排查时容易误判为驱动问题。因此，BSP工程师必须养成“先查AF表，再写pinctrl”的习惯。

三、电源域：低功耗与上电时序的根基

STM32MP15x的电源域划分比较细，主要包括：VDD_CORE（内核供电，1.2V典型）、VDD_DDR（DDR供电，1.35V/1.5V）、VDD_IO（IO供电，1.8V/3.3V可配）、VDD_ADC（模拟供电）、VBAT（备份域）、VDD_USB等。每个域的上电时序有严格要求，例如VDD_CORE必须先于VDD_DDR稳定，否则DDR控制器可能初始化失败。

在BSP中，电源域的管理通过PWR外设和 regulators框架实现。设备树中需要描述每个regulator的输入输出、使能GPIO、电压范围。例如：

&vddcore: regulator-vddcore {
    compatible = "regulator-fixed";
    regulator-name = "vddcore";
    regulator-min-microvolt = <1200000>;
    regulator-max-microvolt = <1200000>;
    regulator-always-on;
};

低功耗场景下，Linux的cpuidle和suspend会按域关闭外设时钟和电源。如果某个域被错误地标记为always-on，系统待机功耗会明显偏高。实测中，STM32MP157在mem模式下待机电流可低至几毫安，但若DDR未进入自刷新，电流可能上升到几十毫安。因此，电源域配置是BSP移植中必须逐项核对的环节。

四、引脚复用框架：从AF表到设备树

STM32MP15x/13x的引脚复用框架由GPIO控制器、pinctrl子系统和AF表三者构成。每个GPIO引脚最多可配置为16种复用功能（AF0~AF15），其中AF0通常为GPIO输入输出，AF1~AF15对应不同外设。芯片数据手册的“Alternate function mapping”表格是唯一权威依据。

BSP移植时，引脚复用的配置流程是：查原理图确认外设连接 → 查AF表确认引脚和AF编号 → 在设备树pinctrl节点中定义 → 在设备节点中引用pinctrl。例如，以太网RMII接口需要配置REF_CLK、MDIO、MDC、CRS_DV、RXD0、RXD1、TX_EN、TXD0、TXD1等引脚，每个引脚的AF编号都不同。如果某个引脚被其他外设占用，pinctrl会报冲突，内核启动日志中会出现pin conflict或pin already requested提示。

五、BSP移植前的硬件认知清单

在动手修改设备树之前，建议按以下清单逐项确认，避免“边写边猜”：

• 芯片型号与封装：确认是STM32MP157还是STM32MP135，封装引脚数是否与原理图一致。
• DDR类型与容量：DDR3/DDR3L/LPDDR3，容量和位宽，这决定U-Boot中DDR初始化参数。
• 启动介质：eMMC、SD卡、NAND还是NOR，影响boot引脚配置和分区表。
• 外设连接：列出所有外设及其引脚，标注AF编号，形成“外设-引脚-AF”对照表。
• 电源域：确认各域电压、上电时序、使能GPIO，特别是DDR和IO域。
• 时钟源：外部晶振频率（通常24MHz）、RTC晶振（32.768kHz），影响时钟树配置。
• 调试接口：UART调试口是哪个，波特率多少，确保能拿到启动日志。

这份清单不是形式主义，而是BSP移植的“输入条件”。例如，如果DDR容量写错，U-Boot阶段就会卡死；如果调试串口AF配错，连日志都看不到，后续所有工作都无从谈起。把硬件认知做扎实，设备树修改才能有的放矢。

STM32MP15x与13x的架构差异、外设资源分布、电源域划分和引脚复用框架，共同构成了BSP移植的“硬件底座”。理解这些内容，不是为了背诵参数，而是为了在设备树中写出正确的节点、在启动失败时快速定位是电源、时钟还是引脚问题。下一阶段进入U-Boot与TF-A的移植时，这些硬件认知会直接转化为调试效率。