README.md · cambriconknight/mlu220-cross-compile-docker-image

<p align="center">
    <a href="https://github.com/CambriconKnight/mlu220-cross-compile-docker-image">
        <img alt="mlu220-som" src="./res/mlu220-som.jpg" height="140" />
        <h1 align="center">MLU220-SOM交叉编译工具集</h1>
    </a>
</p>

# 1. 概述

本[工具集](https://github.com/CambriconKnight/mlu220-cross-compile-docker-image)主要用于搭建基于寒武纪MLU220-SOM的交叉编译环境以及一些常用实例的交叉编译与验证。

此工具集开发宗旨是"一键编译与验证", 力求压缩环境搭建与功能验证的时间成本, 以便更快上手[MLU220-SOM](https://www.cambricon.com/index.php?m=content&c=index&a=lists&catid=56)。

**功能说明**

此工具包集成了如下功能:

- 基于Dockerfile自动编译Docker镜像 >> 启动Docker容器
- 系统完整源码包交叉编译与验证
- CNStream交叉编译与验证
- CNRT交叉编译与验证
- FFmpeg-MLU交叉编译与验证
- ~~CNCodec交叉编译与验证~~
- ~~EasyDK交叉编译与验证~~
- ~~单独交叉编译第三方常用工具: GFlags、Glogs、OpenCV、FFMpeg、Live555、FreeType、Perf~~

## 1.1. 硬件环境准备

| 名称           | 数量      | 备注                  |
| :------------ | :--------- | :------------------ |
| 开发主机/服务器  | 一台       | 主流配置即可          |
| MLU220SOM     | 一台       |                     |
| 电源适配器      | 一套       | 12V 2A DC电源输出    |
| USB转TTL串口线  | 一条       |                    |

## 1.2. 软件环境准备

注: 以上软件环境中文件名词, 如有版本升级及名称变化, 可以在 [env.sh](./env.sh) 中进行修改。
*以上软件包涉及FTP手动下载的,可下载到本地[dependent_files](./dependent_files)目录下,方便对应以下步骤中的提示操作。*

**下载地址:**

Ubuntu16.04: http://mirrors.aliyun.com/ubuntu-releases/16.04

MLU220-SOM交叉编译工具集: https://github.com/CambriconKnight/mlu220-cross-compile-docker-image

Neuware SDK: https://cair.cambricon.com/#/home/catalog?type=SDK%20Release

其他开发资料, 可前往[寒武纪开发者社区](https://developer.cambricon.com)注册账号按需下载。也可在官方提供的专属FTP账户指定路径下载。

**预装软件**

以下软件/工具已经安装到Docker容器中了:

- curl
- git
- wget
- vim
- cmake
- make
- opencv(x86)
- glog(x86)
- ssh
- tree
- minicom
- tftpd
- nfs
- net-tools
- cndev
- cndrv
- cnrt
- cncodec
- cncv
- gcc-linaro
- gcc-arm-none-eabi
- cntoolkit-edge

**环境变量**

以下环境变量在Docker容器中已经设置:

- BIN_DIR_GCC_Linaro=/opt/work/gcc-linaro-6.2.1-2016.11-x86_64_aarch64-linux-gnu/bin
- BIN_DIR_GCC_ARM=/opt/work/gcc-arm-none-eabi-8-2018-q4-major/bin
- PATH=$BIN_DIR_GCC_Linaro:$BIN_DIR_GCC_ARM:$PATH
- NEUWARE_HOME=/opt/work/neuware/pc

# 2. 目录结构

```bash
.
├── build-image-mlu220-cross-compile.sh     （编译出MLU220交叉编译开发环境的脚本）
├── clean.sh                                （清理Build出来的临时目录或文件,包括镜像文件,已加载的镜像,已加载的容器等）
├── cncodec                                 （cncodec的交叉编译开发目录，未完......待自测验证后提交）
├── cnrt                                    （cnrt的交叉编译开发目录，未完......待自测验证后提交）
├── cnstream                                （cnstream的交叉编译开发目录，已完）
├── docker                                  （存储dockerfile相关文件）
├── easydk                                  （easydk的交叉编译开发目录，未完......待自测验证后提交）
├── ffmpeg-mlu                              （ffmpeg-mlu的交叉编译开发目录）
├── 3rdparty                                （3rdparty的交叉编译开发目录，未完......待自测验证后提交）
├── load-image-mlu220-cross-compile.sh      （加载docker镜像）
├── README.md                               （readme）
├── res                                     （readme文档中涉及到的图片资源存放路径）
├── run-container-mlu220-cross-compile.sh   （启动docker容器）
└── tools                                   （交叉编译中常用的小工具和脚本）
```

# 3. 下载源码
```bash
git clone https://github.com/CambriconKnight/mlu220-cross-compile-docker-image.git
```

# 4. 编译镜像
```bash
#编译完成后，会在本地生成一个docker镜像。
#编译Docker镜像：安装 gcc-linaro + cntoolkit-edge
./build-image-mlu220-cross-compile.sh -l 1 -c 1
#编译Docker镜像：安装 Neuware + gcc-linaro + gcc-arm
#./build-image-mlu220-cross-compile.sh -n 1 -l 1 -a 1
#编译Docker镜像：安装 Neuware + gcc-linaro
#./build-image-mlu220-cross-compile.sh -n 1 -l 1
#编译Docker镜像：安装 Neuware + gcc-arm
#./build-image-mlu220-cross-compile.sh -n 1 -a 1
```
编译后会在docker目录下生存一个镜像文件。$VERSION版本以实际为准
```bash
......
====================== save image ======================
-rw-rw-r-- 1 root root 3785447424 7月  27 18:35 ./docker/image-ubuntu16.04-mlu220-cross-compile-$VERSION.tar.gz
```

# 5. 加载镜像
```bash
#加载Docker镜像
./load-image-mlu220-cross-compile.sh
```

# 6. 启动容器
```bash
#启动Docker容器
./run-container-mlu220-cross-compile.sh
```

# 7. 环境验证
```bash
#执⾏以下命令，确认aarch64-linux-gnu-gcc版本信息：
aarch64-linux-gnu-gcc -v
#执⾏以下命令，确认arm-none-eabi-gcc版本信息：
arm-none-eabi-gcc -v
```

# 8. 源码包编译与验证
## 8.1. 完整编译
```bash
#进入默认目录
cd /opt/work
mkdir opensrc
#拷贝源码包（非必要）。拷贝在driver 包的release/neuware/opensrc ⽬录下有opensrc.tar.gz 压缩⽂件
#cp /home/ftp/mlu220/IVA-1.6.106/mlu220edge/release/neuware/opensrc/opensrc.tar.gz ./
#(直接)解压源码包。源码包以实际共享目录为准，解压后，可以得到开源的源码。
tar zxf /home/ftp/mlu220/IVA-1.6.106/mlu220edge/release/neuware/opensrc/opensrc.tar.gz -C /opt/work/opensrc
#编译完整源码包
cd /opt/work/opensrc/mlu220_build/build/
make plat=edge
```
- 常见问题-1：

问题描述：如果遇到如下错误。
```bash
......
./ramdisk_recovery.img
./tools/generate_bsp_pkg.sh: 35: ./tools/generate_bsp_pkg.sh: pushd: not found
md5sum: ./bsp.tar.gz: No such file or directory
./tools/generate_bsp_pkg.sh: 37: ./tools/generate_bsp_pkg.sh: popd: not found
./tools/generate_bsp_pkg.sh: 39: ./tools/generate_bsp_pkg.sh: popd: not found
Makefile:197: recipe for target 'linux-sys' failed
make: *** [linux-sys] Error 127
```

解决措施：可以增加[#!/bin/bash]内容到脚本首行/opt/work/opensrc/mlu220_build/build/tools/generate_bsp_pkg.sh
```bash
#手动编辑增加[#!/bin/bash]内容到脚本首行
#vi /opt/work/opensrc/mlu220_build/build/tools/generate_bsp_pkg.sh
#命令方式增加[#!/bin/bash]内容到脚本首行
sed -i '1i\#!/bin/bash' /opt/work/opensrc/mlu220_build/build/tools/generate_bsp_pkg.sh
```

修改脚本后，再次编译源码包即可。
```bash
#编译完整源码包
cd /opt/work/opensrc/mlu220_build/build/
make plat=edge
#查看编译后的文件
/opt/work/opensrc/mlu220_build/build/out/
```

# 9. CNStream-MLU220Edge交叉编译与验证
MLU220交叉编译Docker镜像编译生成后，接下来可基于此镜像进行MLU220Edge实例程序的交叉编译与验证：

启动容器 >> 一键交叉编译 CNStream-MLU220Edge >> 生成 CNStream-MLU220Edge 部署包 >> 部署到 MLU220SOM 开发板卡 >> 验证 CNStream-MLU220Edge实例

以下基于寒武纪实时数据流分析开源框架[CNStream](https://github.com/Cambricon/CNStream)进行交叉编译与验证.

## 9.1. 启动容器
```bash
#启动Docker容器
./run-container-mlu220-cross-compile.sh
```

## 9.2. 交叉编译
以下是基于CNStream进行交叉编译，详细交叉编译过程参考[CNStream-MLU220Edge交叉编译脚本](./cnstream/build-cnstream-mlu220edge.sh)。
```bash
#进入cnstream目录:在容器中映射目录下，进行编译，方便文件共享。
cd /home/share/cnstream
#启动一键编译CNStream-MLU220Edge脚本
#编译完成后，会在本目录下生成一个部署包，文件默认名称是cnstream_mlu220edge.tar.gz
./build-cnstream-mlu220edge.sh
#CNStream-MLU220Edge生成后，可以直接拷贝部署到MLU220SOM上进行验证。(以实际IP为准替换)
scp cnstream_mlu220edge.tar.gz root@192.168.1.110:/cambricon/
#CNStream-MLU220Edge生成后，也可以拷贝到NFS服务器挂载目录，采用挂载上位机NFS目录的方式，进⾏交互开发⼯作。
cp cnstream_mlu220edge.tar.gz /data/nfs/
```

## 9.3. MLU220SOM验证
MLU270主机开发环境搭建完毕后，接下来需要搭建MLU220SOM验证环境：

SOM板连接主机 >> 连接电源 >> 连接串口 >> 连接网口 >> 挂载NFS目录 >> 验证实例

### 9.3.1. SOM板连接主机
详见[《Cambricon_SOM_SDK_User_Guide_CN_v1.0.0-2.pdf》](ftp://download.cambricon.com:8821/download/document/MLU220SOM_IVA_1.6.106/Cambricon_SOM_SDK_User_Guide_CN_v1.0.0-2.pdf)。章节3.1.3 SOM板连接主机。

### 9.3.2. 连接电源
将MLU220SOM底板的外部电源接好(12V DC电源输入)。

### 9.3.3. 连接串口
使用USB转TTL串口线连接MLU220SOM底板上的CPU_UART_0接口。⽤串⼝转USB 线连接到主机。⽤minicom 等⼯具打开串⼝时，波特率请选择115200，关闭流控。

USB转TTL串口线序连接说明(以下仅举例说明,以实际使用的线缆为准):

| 信号线定义   | 信号线颜色  | MLU220SOM底板接口     | 备注                                         |
| ---------- | ---------- | ------------------- | ------------------------------------------- |
| `GND`      | 黑线       | 接底板上【GND】针脚    | 可接底板接口：CPU_UART_0/CPU_UART_1/MCU_UART_5 |
| `TXD`      | 绿线       | 接底板上【RXD】针脚    | 可接底板接口：CPU_UART_0/CPU_UART_1/MCU_UART_5 |
| `RXD`      | 白线       | 接底板上【TXD】针脚    | 可接底板接口：CPU_UART_0/CPU_UART_1/MCU_UART_5 |
| `VCC`      | 红线       | 不需连接              | 可接底板接口：CPU_UART_0/CPU_UART_1/MCU_UART_5 |

### 9.3.4. 连接网口
⽤⽹线将千兆以太⽹ETH1 和主机相连。

### 9.3.5. 挂载NFS目录
在开发阶段，推荐使⽤NFS ⽂件系统作为开发环境⽂件系统，使⽤NFS ⽂件系统减少了重新制作和烧写根⽂件系统的⼯作。挂载NFS ⽂件系统参考如下命令：

```bash
## 在220SOM上建立nfs挂载目录,用于挂载上位机目录
mkdir -p /cambricon/nfs
## 在220SOM上挂载上位机nfs目录
mount -t nfs -o nolock 10.100.8.225:/data/nfs /cambricon/nfs
```
挂载完成，即可以访问NFS 服务器上/data/nfs ⽬录下的⽂件，进⾏交互开发⼯作。

### 9.3.6. 验证实例
以下采用挂载上位机NFS目录的方式，进⾏交互开发⼯作。
```bash
#SSH登陆MLU220Edge
ssh root@192.168.1.110
#进入 MLU220Edge 板卡上的NFS目录。
cd /cambricon/nfs
ls -la cnstream_mlu220edge.tar.gz
#MLU220Edge板卡上解压cnstream_mlu220edge.tar.gz(上位机器上解压更快)
tar zxvf cnstream_mlu220edge.tar.gz
#进入应用实例子目录
cd ./cnstream_mlu220edge
#设置环境变量(第一次登陆板卡需要设置环境变量)
. env.sh
#测试YOLOv3-MLU220Edge
cd /cambricon/nfs/cnstream_mlu220edge/samples/cns_launcher/object_detection
./run.sh mlu220 rtsp
```
参考以上运行测试实例，会按照配置文件启动业务处理流程，最后把检测后的结果通过 RTSP 服务模块推送出去。
在局域网中任意PC可启动VLC客户端，拉取视频流如下所示：
<table>
    <tr>
        <td ><center><img alt="aiknight_cars_6_20.gif" src="./res/aiknight_cars_6_20.gif" height="320" </center></td>
    </tr>
</table>

- 常见问题-1：

问题描述：如果遇到如下错误，则可能是MLU220Edge 板卡无法访问[模型存放网址](video.cambricon.com)，导致下载模型失败。
```bash
wget: bad address 'video.cambricon.com'
wget: bad address 'video.cambricon.com'
......
```

解决措施：可在上位机或其他主机上，手动下载已经转好的模型及标签文件，下载完成后拷贝到指定目录，再次启动测试YOLOv3-MLU220Edge。
```bash
#进入任意目录
cd /data/tmp
#在上位机或其他主机上，手动下载已经转好的模型及标签文件
wget -O yolov3_b4c4_argb_mlu220.cambricon http://video.cambricon.com/models/MLU220/yolov3_b4c4_argb_mlu220.cambricon
wget -c http://video.cambricon.com/models/labels/label_map_coco.txt
#下载完成后拷贝到指定目录(以NFS目录为例，目录可能已经变成root权限了，可以使用sudo进行拷贝)
sudo cp -vf yolov3_b4c4_argb_mlu220.cambricon label_map_coco.txt /data/nfs/test/cnstream_mlu220edge/data/models
ls -la /data/nfs/test/cnstream_mlu220edge/data/models
#登陆MLU220Edge，再次启动测试YOLOv3-MLU220Edge
ssh root@192.168.1.110
cd /cambricon/nfs/cnstream_mlu220edge
. ./env.sh
cd /cambricon/nfs/cnstream_mlu220edge/samples/cns_launcher/object_detection
./run.sh mlu220 rtsp
```

- 常见问题-2：
问题描述：如何为设备配置固定IP?
解决措施：
1. 开机后挂载boot，在arm端执行：
```bash
mount -t ext4 -o sync /dev/mmcblk0.boot /boot
```
2. cd /boot，并在该目录下创建或者修改uenv_extra.txt
3. vi uenv_extra.txt键入ip、网关等信息，如下(-->***为注释信息)：
```bash
ipaddr=10.4.120.49    -->arm的ip
serverip=10.4.120.57  -->x86服务器的ip
ethaddr=b2:63:9e:e2:92:00 -->mac地址
netmask=255.255.255.0   -->子网掩码
gatewayip=10.4.120.1   -->网关
```

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