RT-Thread环境与工程入口

文档版本：V1.0 | 适用系统：RT-Thread 3.1/4.1 (AMP) | 适用硬件：C-3576BQ V10 核心板 + M4-R2（ShimetaPi）底板 | 更新日期：2026-10-23

1. 概述

1.1 功能简介

M4-R2（RK3576）RT-Thread 开发环境是基于 Rockchip AMP（Asymmetric Multi-Processing）架构的 RTOS 开发框架。RT-Thread 作为实时操作系统，运行在 RK3576 的 Cortex-A53 核心上（32 位模式），与运行在 Cortex-A72 上的 Linux 形成异构多核协同方案。

本篇作为 RT-Thread 开发的入口文档，涵盖：

  • M4-R2（RK3576）AMP 平台的核心架构与核心分配
  • RT-Thread 支持的版本与 BSP 路径
  • AMP SDK 目录结构与构建流程
  • 工程编译与镜像生成方法

注意：RK3576 没有 Cortex-M0 核心，AMP/RTOS 全部运行在 Cortex-A53 核心（32 位模式）上，与 RK3588（含 M0 核）的方案不同。

1.2 应用场景

场景说明
AMP 多核异构RT-Thread 运行在 A53 核心（32 位模式），Linux 运行在 A72 核心，通过 RPMsg 通信
RTOS 独立运行RT-Thread 独占指定核心，无需 Linux 协同
LVGL GUI 应用通过 rkdemo 示例在 RT-Thread 上运行 LVGL 图形界面
工业实时控制RT-Thread 处理实时性要求高的任务（CAN、UART、工业 IO）

1.3 工作原理

RK3576 SoC 包含两类处理核心，各自可运行不同操作系统：

核心类型数量频率支持的操作系统
Cortex-A7242.2 GHzLinux Kernel（仅限 Linux）
Cortex-A5341.8 GHzLinux / RT-Thread 3.1-32 / RT-Thread 4.1-32 / HAL-32

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0（通用 AMP 方案，适配 RK3576） 参考说明：RK3576 的 RT-Thread 支持以实际发布的 RK3576 AMP SDK 为准（待板上确认）。

在 AMP 模式下，A72 核心运行 Linux，A53 核心运行 RT-Thread（32 位模式），两个系统通过 RPMsg（Remote Processor Messaging）框架进行核间通信。RPMsg 基于共享内存 + 中断触发（Mailbox、软件中断、SGI）实现。

2. 硬件准备

2.1 开发板

设备型号规格数量说明验证状态
核心板C-3576BQ V101RK3576 SoC，含 4×A72 + 4×A53已验证
底板M4-R2（ShimetaPi）1提供调试串口、供电、外设接口已验证
电源5V（典型 5V，最大 5.5V，电流 4A）1核心板供电要求；总功耗电流 0.92A/1.0A/2A已验证

2.2 调试与连接工具

设备型号规格数量说明验证状态
USB 转 TTL 模块通用（3.3V 电平）1连接调试串口（1500000 波特率）已验证
Type-C 数据线USB 2.0/3.01供电及数据传输已验证
串口终端软件PuTTY / minicom / MobaXterm1串口调试终端已验证
TF 卡 / 烧录线32GB+ 或 USB OTG 线1用于烧录和加载固件待板上验证

调试串口说明：M4-R2 调试串口为底板 DEBUG 串口（4pin/1.0mm，3.3V 电平，波特率 1500000）。底板原理图（S-04）中调试串口网络标注为 UART0_TX_M0_DEBUG（GPIO0_D4_D）和 UART0_RX_M0_DEBUG（GPIO0_D5_D），PMUIO1 域，3.3V 电平。 来源：S-04 底板原理图 / S-06 IO Domains（已验证） 注意：规格书（S-01）将调试串口标为 UART2（RX2/TX2），与原理图网络命名不一致，具体以实际物料与 SDK 配置为准（待板上验证）。

3. 软件准备

3.1 SDK 与工具链

软件版本要求用途验证状态
RT-Thread 源码lts-v3.1.x/master 或 lts-v4.1.x/masterRTOS 内核与 BSP参考说明
Rockchip AMP SDK官方发布版（RK3576 适配以实际发布为准）包含 RT-Thread、HAL、构建工具参考说明
ARM 交叉编译工具链aarch64-linux-gnu（Linux 侧）/ arm-none-eabi（RT-Thread 侧，32 位模式）编译 RT-Thread 固件参考说明
SCons3.0+RT-Thread 工程构建工具参考说明
Python2.7+ 或 3.xSCons 依赖、构建脚本参考说明

3.2 RT-Thread BSP 路径

RT-Thread 官方 BSP 中 Rockchip 系列位于：

bsp/rockchip/
└── common/
    └── hal/         # Rockchip HAL 硬件抽象层

注：RK3576 具体板级 BSP 子目录名称待 RK3576 AMP SDK 实际目录确认（待板上验证）。

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0，BSP 路径 bsp/rockchip/，HAL 路径 bsp/rockchip/common/hal/

4. 操作步骤

4.1 获取 AMP SDK

Rockchip AMP SDK 包含 RT-Thread 源码、HAL 层和构建工具。SDK 目录结构如下：

amp_sdk/
├── app/              # 应用代码（含 rkdemo 示例）
├── device/           # 设备配置文件
├── docs/             # 官方文档
├── hal/              # 硬件抽象层（HAL）
├── kernel-*/         # 内核源码（Linux / RT-Thread）
├── rkbin/            # 二进制工具（ddrbin、miniloader 等）
├── rtos/             # RTOS 源码（RT-Thread）
├── tools/            # 构建工具脚本
├── u-boot/           # Bootloader
├── uefi/             # UEFI 固件
└── yocto/            # Yocto 构建系统

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0（通用 AMP SDK 结构）

4.2 配置 RT-Thread 工程

进入 RT-Thread 源码目录，使用 menuconfig 进行配置：

# 进入 RT-Thread BSP 目录
cd rtos/rt-thread/

# 打开 menuconfig 配置界面
scons --menuconfig

在 menuconfig 中选择目标平台和需要启用的组件，参考 BSP与启动 中的配置说明。

4.3 编译 RT-Thread

RT-Thread 使用 SCons 构建系统：

# 编译 RT-Thread（8 线程并行）
scons -j8

HAL 层使用 Make 构建：

# 编译 HAL 层
make -j8

4.4 完整构建（AMP 镜像）

使用 SDK 提供的 build.sh 脚本进行完整构建：

# 选择芯片型号（RK3576）
./build.sh chip

# 选择 lunch 配置
./build.sh lunch

# 选择 AMP 配置
./build.sh amp

# 编译 U-Boot
./build.sh uboot

# 编译 Kernel
./build.sh kernel

# 全量清理重建
./build.sh cleanall

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0，build.sh 选项说明 待板上验证：RK3576 的具体 chip/lunch 选项名以实际 RK3576 AMP SDK 为准（待板上确认）。

4.5 生成 AMP 镜像

构建完成后，系统会生成 ITS（Image Tree Source）文件用于打包 AMP 镜像：

ITS 文件用途
amp_linux.itsLinux 侧 AMP 镜像打包配置
amp.itsAMP 联合镜像打包配置

说明：RK3576 无 M0 核，AMP 仅包含 Linux 侧与 A53 侧两部分，不需要 amp_mcu.its（MCU 侧打包）。

最终输出镜像为 amp.img，可通过 U-Boot 或烧录工具写入存储介质。

待板上验证：ITS 文件的具体打包流程和 amp.img 的烧录方法需在目标板上验证。

5. 代码详解

5.1 RT-Thread AMP 板级文件

RT-Thread 在 AMP 模式下的板级文件结构：

board/
├── common/
│   ├── board_base.c       # 通用板级初始化
│   └── iomux_base.c       # 通用引脚复用配置
├── rk3576_xxx/            # RK3576 具体板级子目录（名称以实际 SDK 为准）
│   ├── board.c            # 板级初始化入口
│   └── iomux.c            # 引脚复用定义
└── SConscript             # SCons 构建脚本

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0，RT-Thread Board Files (AMP) 章节 待板上验证：RK3576 具体的 board.c 和 iomux.c 实现需以实际 BSP 代码为准。

板级文件中使用 RT_WEAK 关键字定义弱符号函数，允许用户在自定义板级文件中覆盖默认实现：

/* board/common/board_base.c 中的弱符号示例 */
RT_WEAK int rt_hw_board_init(void)
{
    /* 默认板级初始化实现 */
    /* 用户可在自定义 board.c 中重新定义此函数以覆盖 */
    return 0;
}

5.2 内存布局（gcc_arm.ld.S）

AMP 模式下的内存布局通过链接脚本 gcc_arm.ld.S 定义：

/* 链接脚本中的内存区域定义 */
MEMORY
{
    SRAM           : ORIGIN = 0x..., LENGTH = 0x...    /* 片上 SRAM */
    DRAM           : ORIGIN = 0x..., LENGTH = 0x...    /* DDR 内存 */
    SHMEM          : ORIGIN = 0x..., LENGTH = 0x...    /* 共享内存区域 */
    LINUX_RPMSG    : ORIGIN = 0x..., LENGTH = 0x...    /* Linux RPMsg 通信区域 */
}

/* RPMsg 共享内存符号 —— 由链接器导出，供 RPMsg 驱动使用 */
__linux_share_rpmsg_start__ = ORIGIN(LINUX_RPMSG);
__linux_share_rpmsg_end__   = ORIGIN(LINUX_RPMSG) + LENGTH(LINUX_RPMSG);

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0，Memory Layout (gcc_arm.ld.S) 章节

待板上验证：各内存区域的具体起始地址和长度以 RK3576 实际链接脚本为准（以实际发布的 RK3576 SDK 为准，待板上确认）。RPMsg 共享内存地址需与 Linux 侧设备树配置匹配。

5.3 RPMsg 核间通信框架

RPMsg（Remote Processor Messaging）是 RT-Thread 与 Linux 之间的标准核间通信框架。

工作原理：

Linux (A72)                    RT-Thread (A53)
    │                                │
    ├── rpmsg_virtio 驱动            ├── rpmsg_virtio 驱动
    │                                │
    ├── 共享内存（LINUX_RPMSG）       ├── 共享内存（LINUX_RPMSG）
    │                                │
    └──── 中断触发（Mailbox/SGI）────┘

触发方式：

  • Mailbox 中断：硬件 Mailbox 控制器触发核间中断
  • 软件中断：通过 GIC 软件中断触发
  • SGI（Software Generated Interrupt）：GIC SGI 中断

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0，RPMsg Communication 章节

参考说明：RPMsg 框架为标准 AMP 通信方案，具体 RK3576 平台的中断号和共享内存地址需以设备树和实际配置为准（待板上确认）。

5.4 rkdemo 应用示例

rkdemo 是 RT-Thread 在 Rockchip 平台上的 LVGL 图形界面演示应用，位于 SDK 的 app/ 目录下。

主要功能：

  • 演示 RT-Thread 上的 LVGL GUI 能力
  • 展示 RTOS + AMP 架构下的图形渲染流程
  • 提供 RT-Thread 应用开发的参考模板

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0，rkdemo Application 章节

待板上验证：rkdemo 的具体编译配置、LVGL 版本和运行效果需在目标板上验证。

6. 常见问题

Q1: RT-Thread 支持哪些 RK3576 核心？

A：RT-Thread 支持运行在 RK3576 的 Cortex-A53 核心（32 位模式，版本 3.1-32/4.1-32）。Cortex-A72 核心仅支持 Linux 内核，不支持 RT-Thread。RK3576 没有 Cortex-M0 核心。

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0（适配 RK3576）

Q2: RT-Thread 支持的版本有哪些？

A：Rockchip 官方支持的 RT-Thread 版本为 lts-v3.1.x/master 和 lts-v4.1.x/master。建议使用官方 LTS 版本以获得稳定支持。

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0

Q3: RT-Thread BSP 在源码中的什么位置？

A：RT-Thread 官方 BSP 中 Rockchip 系列位于 bsp/rockchip/ 目录下，HAL 层位于 bsp/rockchip/common/hal/。具体 RK3576 BSP 目录名以实际 RT-Thread 版本为准。

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0

Q4: 如何编译 RT-Thread 和 HAL？

A：RT-Thread 使用 SCons 构建：scons -j8；HAL 层使用 Make 构建：make -j8。完整 AMP 镜像通过 ./build.sh 脚本构建，支持 chip、lunch、amp、uboot、kernel、cleanall 等选项。

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0

Q5: AMP 模式下 RT-Thread 和 Linux 如何通信？

A：通过 RPMsg（Remote Processor Messaging）框架通信，基于共享内存 + 中断触发（Mailbox、软件中断、SGI）。共享内存区域在链接脚本 gcc_arm.ld.S 中定义，通过 __linux_share_rpmsg_start__ 和 __linux_share_rpmsg_end__ 符号导出。

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0

Q6: RT-Thread 与 HAL 的关系是什么？

A：HAL（Hardware Abstraction Layer）位于 bsp/rockchip/common/hal/，提供统一的硬件操作接口（时钟、GPIO、IOMUX 等）。RT-Thread BSP 调用 HAL 接口完成硬件初始化，开发者也可通过 RT_WEAK 弱符号覆盖默认的板级配置。

来源：Rockchip_Developer_Guide_RT-Thread_rkdemo_CN.pdf V1.0.0

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