Zephyr OS驱动实战：I2C触摸屏驱动调试与校准 - 第2节

2.1 West 工具与 Zephyr SDK 概述

Zephyr RTOS 的官方构建与包管理工具是 West（Zephyr’s meta-tool）。West 负责源码拉取、多仓库管理、构建配置与烧录调度。SDK 则提供跨平台编译器、调试器与目标架构支持。两者配合可完成从零到烧录的全流程。

2.2 安装 West 与 Zephyr SDK

2.2.1 安装 West

West 是 Python 包，推荐使用 Python 虚拟环境隔离系统 Python。

# 创建并激活虚拟环境（可选但推荐）
python3 -m venv ~/zephyr_venv
source ~/zephyr_venv/bin/activate

# 安装 west
pip install west

# 验证安装
west --version

2.2.2 安装 Zephyr SDK

Zephyr SDK 提供目标架构的交叉编译器。以 Linux x86_64 主机为例：

# 下载 SDK 安装包（以 0.16.8 为例）
wget https://github.com/zephyrproject-rtos/sdk-ng/releases/download/v0.16.8/zephyr-sdk-0.16.8_linux-x86_64.tar.xz

# 解压到 /opt
sudo tar xf zephyr-sdk-0.16.8_linux-x86_64.tar.xz -C /opt

# 运行安装脚本
cd /opt/zephyr-sdk-0.16.8
sudo ./setup.sh

# 设置环境变量（建议写入 ~/.bashrc）
export ZEPHYR_SDK_INSTALL_DIR=/opt/zephyr-sdk-0.16.8

2.3 创建第一个 Zephyr 工程

2.3.1 初始化工作区

使用 West 初始化一个包含 Zephyr 源码与所有模块的工作区：

# 创建工作区目录
mkdir ~/zephyr_workspace && cd ~/zephyr_workspace

# 初始化 manifest（默认拉取最新 LTS）
west init -m https://github.com/zephyrproject-rtos/zephyr --mr v3.7.0

# 拉取所有模块（约 2-5 分钟，取决于网络）
west update

2.3.2 导出 Zephyr CMake 包

为了让 CMake 能找到 Zephyr 构建系统，需要导出包路径：

# 从工作区根目录执行
west zephyr-export

# 设置 Zephyr 基础环境变量（每次新终端都需要执行）
source ~/zephyr_workspace/zephyr/zephyr-env.sh

2.3.3 创建应用工程

以 Zephyr 内置的 hello_world 为模板，创建第一个工程：

# 复制示例到工作区
cp -r ~/zephyr_workspace/zephyr/samples/hello_world ~/zephyr_workspace/my_first_app

# 查看工程结构
cd ~/zephyr_workspace/my_first_app
tree -L 2

工程结构如下：

my_first_app/
├── CMakeLists.txt          # 构建定义
├── prj.conf                # 内核配置
├── src/
│   └── main.c              # 应用源码
└── boards/                 # （可选）板级覆盖

2.4 编译与烧录

2.4.1 编译工程

使用 west build 命令指定目标板与构建目录：

# 进入工程目录
cd ~/zephyr_workspace/my_first_app

# 编译（以 STM32F429 Discovery 为例）
west build -b stm32f429_disc1 -d build

# 编译输出说明
# -b : 指定 board 名称
# -d : 指定构建目录（默认 build）

# 查看编译产物
ls build/zephyr/
# zephyr.elf   zephyr.bin   zephyr.hex   zephyr.map

2.4.2 烧录到目标板

确保开发板通过 USB 连接主机，并已安装驱动（如 ST-Link 驱动）：

# 烧录固件
west flash -d build

# 如果使用 J-Link，可指定烧录器
west flash -d build --runner jlink

# 烧录成功后，串口输出（默认 115200 8N1）
# ***** Booting Zephyr OS v3.7.0 *****
# Hello World! stm32f429_disc1

2.4.3 常见编译错误与解决

• 错误： west: command not found → 未激活虚拟环境或未安装 West，执行 pip install west。
• 错误： ZEPHYR_BASE undefined → 未执行 source zephyr-env.sh。
• 错误： No board named 'stm32f429_disc1' → Board 名称拼写错误或未执行 west update 拉取板级支持。
• 错误： OpenOCD: Error: unable to find CMSIS-DAP device → 驱动未安装或 USB 线缆问题，检查 lsusb 是否识别到 ST-Link。

2.5 验证开发环境

完成上述步骤后，执行以下命令验证环境完整性：

# 1. 检查 West 版本
west --version

# 2. 检查 SDK 编译器
arm-zephyr-eabi-gcc --version

# 3. 检查 Zephyr 基础路径
echo $ZEPHYR_BASE

# 4. 列出可用 board
west boards | grep stm32f429

# 5. 编译并烧录 hello_world
cd ~/zephyr_workspace/my_first_app
west build -b stm32f429_disc1 -d build
west flash -d build