上板：让 SOF 在 FRDM-i.MX8MP 上跑起来

大辉狼_音频架构2026-08-30 18:26

上板：让 SOF 在 FRDM-i.MX8MP 上跑起来

系列第一篇。总览见 frdm-imx8mp-sof-porting-guide.md。

这一篇是"能开机跑 SOF"的最短路径。整篇只依赖 bitbake，跟主机的 Python/cmake 工具链完全无关，改 DSP 源码才需要那些（第二篇）。

好消息是，FRDM 上跑 SOF 的四样东西里，三样 BSP 已经帮你备好，真正要动手的只有一件：移植 FRDM 的 SOF 设备树。

先盘一下 FRDM 的现状

启动 SOF 需要四个组件。在 FRDM 这块板子上：

组件 FRDM 现状 结论
内核 SOF 驱动 defconfig 里 CONFIG_SND_SOC_SOF_OF=m、CONFIG_SND_SOC_SOF_IMX8M=m、CONFIG_SND_SIMPLE_CARD=y、CONFIG_SND_SOC_WM8962=m 都开着 已就绪，内核不用改
SOF 固件 .ri FRDM 构建默认没装（firmware-sof-imx 依赖的 use-nxp-bsp override 在 FRDM 镜像未生效）。好在也没装旧包，不会有文件冲突 手动加 sof-zephyr
Topology .tplg 随 sof-zephyr 一起安装 手动加时一并解决
SOF 设备树 DTB 内核树里只有 EVK 的 sof 变体，FRDM 一个都没有 唯一缺口，需自己移植

所以这一篇的重心，就是从 EVK 模板出发，改出一份 FRDM 能用的 SOF 设备树，然后接进 Yocto、编译、烧录、上板验证。

.config 里的驱动配置可自行核对：build/tmp/work/imx8mpfrdm-poky-linux/linux-imx/6.6.52+git/build/.config。

第一步：建一个自定义 layer

把 FRDM 的定制内容都放进一个独立 layer，不动 NXP 原始层。

bash 复制代码 
cd ~/imx-yocto-bsp/sources
mkdir -p meta-myboard/conf
mkdir -p meta-myboard/recipes-kernel/linux/linux-imx

cat > meta-myboard/conf/layer.conf <<'EOF'
BBPATH .= ":${LAYERDIR}"
BBFILE_COLLECTIONS += "meta-myboard"
BBFILE_PATTERN_meta-myboard = "^${LAYERDIR}/"
# BBFILES 要能匹配三级目录 recipes-kernel/linux/linux-imx/*.bbappend
BBFILES += "${LAYERDIR}/recipes-*/*/*.bb ${LAYERDIR}/recipes-*/*/*.bbappend \
            ${LAYERDIR}/recipes-*/*/*/*.bb ${LAYERDIR}/recipes-*/*/*/*.bbappend"
LAYERSERIES_COMPAT_meta-myboard = "scarthgap"
LAYERVERSION_meta-myboard = "1"
EOF

cd ~/imx-yocto-bsp
source setup-environment build
bitbake-layers add-layer ../sources/meta-myboard

BBFILES 里那两行的意思是：既匹配两级目录的 recipe，也匹配三级目录（内核 bbappend 就放在 recipes-kernel/linux/linux-imx/ 这样的三级路径下），漏掉三级那行的话 bbappend 不会被识别。

第二步：移植 FRDM 的 SOF 设备树

这是整篇唯一真正的开发工作。模板选 imx8mp-evk-revb4-sof-wm8962.dts（因为它也是 WM8962，跟 FRDM 同 codec），基板换成 imx8mp-frdm.dts。

先用 devtool 把内核源码拉进 workspace：

bash 复制代码 
cd ~/imx-yocto-bsp/build
devtool modify linux-imx
cd workspace/sources/linux-imx/arch/arm64/boot/dts/freescale
cp imx8mp-evk-revb4-sof-wm8962.dts imx8mp-frdm-sof-wm8962.dts

改造后的完整内容如下：

dts 复制代码 
// SPDX-License-Identifier: GPL-2.0+
// FRDM-IMX8MP SOF + WM8962，移植自 imx8mp-evk-revb4-sof-wm8962.dts

#include "imx8mp-frdm.dts"

/ {
	/* 删掉基板的传统 ALSA 声卡节点（SOF 接管 SAI3） */
	/delete-node/ sound-wm8962;

	reserved-memory {
		/* FRDM 基板没有 DSP 保留内存，这里是"新增"而非"删除" */
		dsp_reserved: dsp@92400000 {
			reg = <0 0x92400000 0 0x2000000>;
		};
	};

	sof-sound-wm8962 {
		compatible = "simple-audio-card";
		label = "wm8962-audio";
		simple-audio-card,bitclock-master = <&sndcodec>;
		simple-audio-card,frame-master = <&sndcodec>;
		/* FRDM 耳机检测在 IO 扩展芯片 pcal6416_1 的 pin 2（EVK 是 gpio4 28） */
		simple-audio-card,hp-det-gpio = <&pcal6416_1 2 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
		simple-audio-card,widgets =
			"Headphone", "Headphones",
			"Microphone", "Headset Mic",
			"Speaker", "Speaker";
		simple-audio-card,routing =
			"Headphones", "HPOUTL",
			"Headphones", "HPOUTR",
			"Speaker", "SPKOUTL",
			"Speaker", "SPKOUTR",
			"Headset Mic", "MICBIAS",
			"IN1R", "Headset Mic",
			"IN1L", "Headset Mic";
		simple-audio-card,dai-link {
			format = "i2s";
			cpu {
				sound-dai = <&dsp 1>;
			};
			sndcodec: codec {
				sound-dai = <&wm8962>;
			};
		};
	};
};

/* WM8962 节点基板已定义（I2C 地址、时钟、供电都全），只需补 sound-dai-cells */
&wm8962 {
	#sound-dai-cells = <0>;
	status = "okay";
};

/* DSP 节点：与 EVK revb4 SOF 版完全一致 */
&dsp {
	#sound-dai-cells = <1>;
	compatible = "fsl,imx8mp-dsp";
	reg = <0x0 0x3B6E8000 0x0 0x88000>;

	pinctrl-names = "default";
	pinctrl-0 = <&pinctrl_sai3>;

	power-domains = <&audiomix_pd>;

	assigned-clocks = <&clk IMX8MP_CLK_SAI3>;
	assigned-clock-parents = <&clk IMX8MP_AUDIO_PLL1_OUT>;
	assigned-clock-rates = <12288000>;
	clocks = <&audio_blk_ctrl IMX8MP_CLK_AUDIOMIX_OCRAMA_IPG>,
		<&audio_blk_ctrl IMX8MP_CLK_AUDIOMIX_DSP_ROOT>,
		<&audio_blk_ctrl IMX8MP_CLK_AUDIOMIX_DSPDBG_ROOT>,
		<&audio_blk_ctrl IMX8MP_CLK_AUDIOMIX_SAI3_IPG>, <&clk IMX8MP_CLK_DUMMY>,
		<&audio_blk_ctrl IMX8MP_CLK_AUDIOMIX_SAI3_MCLK1>, <&clk IMX8MP_CLK_DUMMY>,
		<&clk IMX8MP_CLK_DUMMY>,
		<&audio_blk_ctrl IMX8MP_CLK_AUDIOMIX_SDMA3_ROOT>;
	clock-names = "ipg", "ocram", "core",
		"sai3_bus", "sai3_mclk0", "sai3_mclk1", "sai3_mclk2", "sai3_mclk3",
		"sdma3_root";

	mbox-names = "txdb0", "txdb1", "rxdb0", "rxdb1";
	mboxes = <&mu2 2 0>, <&mu2 2 1>,
		 <&mu2 3 0>, <&mu2 3 1>;
	memory-region = <&dsp_reserved>;
	/delete-property/ firmware-name;

	tplg-name = "sof-imx8mp-wm8962.tplg";
	machine-drv-name = "asoc-simple-card";
	status = "okay";
};

/* SAI3/SDMA3 交给 DSP 驱动，传统驱动停用 */
&sai3 {
	status = "disabled";
};
&sdma3 {
	status = "disabled";
};

跟 EVK 模板逐项对照，改动点就这五处：

EVK 模板里的写法 FRDM 上怎么处理 原因
#include "imx8mp-evk.dts" 换成 imx8mp-frdm.dts 基板不同
/delete-node/ &codec（wm8960）+ 在 i2c3 里重定义 wm8962 整段删掉 FRDM 基板本就定义好了 wm8962@1a，直接复用
hp-det-gpio = <&gpio4 28 0> <&pcal6416_1 2 GPIO_ACTIVE_HIGH> FRDM 耳机检测走 IO 扩展芯片
/delete-node/ dsp_reserved_heap 等 删掉这些行，改成新增 dsp_reserved FRDM 基板没这些节点，delete 会编译报错
routing 含 "DMICDAT", "Digital Mic" 删掉 数字麦是 EVK revb4 的配置，FRDM 板载没有

如果第一次编 dts 报 label not found，基本都是保留了模板里针对 EVK 节点的 /delete-node/，按上表清理即可。

第三步：把新 dts 接进构建

开发阶段直接用 devtool 改 workspace 验证；稳定后 devtool finish linux-imx ../sources/meta-myboard 把 patch 收编到 layer 里。内核 bbappend（recipes-kernel/linux/linux-imx/linux-imx_%.bbappend）负责带上这份 patch，machine conf 用 KERNEL_DEVICETREE:append 把 DTB 加进构建（参照 imx8mp-lpddr4-frdm.conf 的写法）。

这里有个必须知道的坑 ，否则会浪费一整轮编译烧录：只把 KERNEL_DEVICETREE:append 写在内核 bbappend 里是不够的。

内核 bbappend 是 recipe 作用域，它能让 DTB 编出来、部署到 deploy 目录。但 wic 镜像的 boot 分区装哪些文件，是由镜像作用域 的 IMAGE_BOOT_FILES = "... ${@make_dtb_boot_files(d)}" 决定的，它读的是镜像作用域的 KERNEL_DEVICETREE，看不到 recipe 作用域里 append 的那份。结果就是：DTB 有了、也在 deploy 里，但没进 boot 分区 ，U-Boot 启动时报 Failed to load 'imx8mp-frdm-sof-wm8962.dtb'。

所以要在 local.conf（或 machine conf）里再补一份镜像作用域的：

bash 复制代码 
# build/conf/local.conf ------ 这一条是 boot 分区能带上 DTB 的关键
KERNEL_DEVICETREE:append:imx8mpfrdm = " freescale/imx8mp-frdm-sof-wm8962.dtb"

验证有没有生效：bitbake -e imx-image-multimedia | grep ^IMAGE_BOOT_FILES=，输出里应该能看到 imx8mp-frdm-sof-wm8962.dtb。也可以查 tmp/sysroots/imx8mpfrdm/imgdata/imx-image-multimedia.env（wic 构建 boot 分区的输入）。

顺便确认一下 MACHINE 没搞混：bitbake -e | grep ^MACHINE= 应该是 imx8mpfrdm。如果 local.conf 里 MACHINE ??= 还写着 imx8mpevk，改过来------build 目录下 EVK 和 FRDM 两个 workdir 常常并存，很容易拿错。

第四步：加上 SOF 固件包

FRDM 构建默认没装任何 SOF 固件包，直接加 NXP 新版 Zephyr 固件即可。这个 sof-zephyr-2.11.0 tarball 里有 sof-zephyr-gcc/sof-imx8m.ri、sof-zephyr-xcc/sof-imx8m.ri 和 sof-tplg/sof-imx8mp-wm8962.tplg（默认 sof 软链接指向 xcc 版）：

bash 复制代码 
# build/conf/local.conf
MACHINE_FIRMWARE:append = " sof-zephyr"   # 装 /lib/firmware/imx/sof-zephyr-gcc/ + sof-tplg/ + sof 软链接
IMAGE_INSTALL:append = " sof-tools"       # sof-logger / sof-ctl 等调试工具

第五步：编译、烧录、上板验证

先编内核（含新 DTB）和镜像：

bash 复制代码 
bitbake linux-imx
bitbake imx-image-multimedia

产物有两个，都在 ~/imx-yocto-bsp/build/tmp/deploy/images/imx8mpfrdm：

bash 复制代码 
ls -la imx-boot-imx8mpfrdm-sd.bin-flash_evk                      # U-Boot
ls -la imx-image-multimedia-imx8mpfrdm.rootfs-*.wic.zst          # 整卡镜像

wic 的分区布局是 p0=imx-boot（32KiB 偏移 rawcopy）| p1=/boot vfat 256MiB | p2=rootfs ext4，所以 uuu 只需要上面这两个文件。

用 uuu 烧到 eMMC

uuu 在 Windows 上跑最省事（WSL 下要配 usbipd 转发 USB，不推荐）。完整细节见 docs/uuu-emmc-flash-guide.md，这里是速查版。

  1. 把两个文件拷到 Windows：imx-boot-imx8mpfrdm-sd.bin-flash_evk 和 imx-image-multimedia-imx8mpfrdm.rootfs-<时间戳>.wic.zst（uuu ≥1.4 直接吃 .zst，无需解压）。

  2. 板子进串行下载模式：拔电 → 拨码开关 SW5 设为 0001 → USB OTG 线接板子 J3 连电脑 → 上电。

  3. 在两个文件所在目录，Windows cmd 里烧录：

    bat 复制代码 
    uuu -lsusb
REM 确认列出 1FC9:0146 设备再继续
uuu -v -b emmc_all imx-boot-imx8mpfrdm-sd.bin-flash_evk imx-image-multimedia-imx8mpfrdm.rootfs-<时间戳>.wic.zst

    它会先经 USB 把 SPL+U-Boot 下到 RAM，再把 imx-boot 写进 eMMC boot 区、整个 wic 写进用户区，约 5~15 分钟，看到 Done 即成功。如果 uuu 卡在 "Wait for Known USB Device Appear..."，用 Zadig 给 "USB download gadget" 装 WinUSB 驱动。

  4. SW5 拨回 0010（eMMC 启动），重新上电，进 U-Boot 选 DTB：

    复制代码 
    setenv fdtfile imx8mp-frdm-sof-wm8962.dtb
saveenv
boot

    两点提醒：烧录会覆盖 eMMC 里保存的环境变量，所以每次烧完都要重设一次 fdtfile；输入时务必用英文输入法/半角字符 ，中文输入法的全角字母在终端里看着一样，但 U-Boot 会报 Unknown command（也可以用等价的 env set / env save）。

备用：烧到 SD 卡的话，zstd -d xxx.wic.zst -o xxx.wic && sudo dd if=xxx.wic of=/dev/sdX bs=1M conv=fsync，SW5 拨 0011（SD 启动）。只有 dd 这条路才要手工解压。

板上验证

bash 复制代码 
dmesg | grep -i sof        # 看到 firmware info / topology ABI 即成功
cat /proc/asound/cards     # 应出现 wm8962-audio，由 sof 驱动
aplay -l && arecord -l
aplay /usr/share/sounds/alsa/Front_Center.wav

一个互斥关系要记住：不要 同时用 imx8mp-frdm-rpmsg.dtb（M 核 rpmsg 音频）和 SOF DTB，两者都占着 &dsp，只能二选一。如果声卡出现了但功能混乱，先 cat /proc/device-tree/model 和确认当前 fdtfile，多半是启到了 rpmsg 那份。

让录音真正出声：WM8962 的 mixer 设置

播放通了不代表录音就能用。FRDM 的 3.5mm 口是 CTIA 标准的四段（TRRS）耳麦复合插孔 （HP 和 MIC 共用一个孔，见 NXP UM12340），麦克风接到 WM8962 的 IN1R/IN1L。而录音链路 IN1 → INPGA → MIXIN → ADC 各级出厂默认全关，第一次录音前必须手动打开。

一个命名上的注意点：ASoC 的 DAPM 控件注册时会自动去掉 Switch/Volume 后缀，比如 INPGAR IN1R Switch 在 amixer 里叫 INPGAR IN1R。以 amixer -c 0 scontrols 的实际输出为准。

bash 复制代码 
# ① 打开麦克风通路（IN1 → PGA → MIXIN → ADC）
amixer -c 0 sset 'INPGAR IN1R' on
amixer -c 0 sset 'INPGAL IN1L' on
amixer -c 0 sset 'MIXINR PGA' 45%
amixer -c 0 sset 'MIXINL PGA' 45%
amixer -c 0 sset 'Capture' 70%
amixer -c 0 sset 'Digital' 60%

# ② 关掉所有未接线的输入引脚（IN2/IN3/IN4 悬空会灌入底噪）
amixer -c 0 sset 'MIXINR IN3R' 0;  amixer -c 0 sset 'MIXINL IN3L' 0
amixer -c 0 sset 'MIXINR IN2R' 0;  amixer -c 0 sset 'MIXINL IN2L' 0
amixer -c 0 sset 'INPGAR IN2R' off; amixer -c 0 sset 'INPGAR IN3R' off; amixer -c 0 sset 'INPGAR IN4R' off
amixer -c 0 sset 'INPGAL IN2L' off; amixer -c 0 sset 'INPGAL IN3L' off; amixer -c 0 sset 'INPGAL IN4L' off

# ③ 芯片级降噪
amixer -c 0 sset 'Capture HPF' on          # 高通滤波，去低频嗡嗡声
amixer -c 0 sset 'ADC High Performance' on # ADC 高性能模式，降低本底噪声

调参思路：底噪大先降 MIXINx PGA（模拟前级增益对噪声贡献最大），说话音量偏小再升 Capture/Digital 补偿。要记住每一级增益都会等比放大底噪。

如果录出来是纯雪花/白噪声 ，基本就是输入悬空。先用 debugfs 读芯片寄存器排除软件原因：grep ^0019: /sys/kernel/debug/regmap/2-001a/registers（bit1 是 MICBIAS，要在录音运行中读，录音一结束 DAPM 就断电了）。寄存器都对却还是无声或噪声，那就是耳麦的问题------三段耳机没有麦克风引脚，OMTP 老国标插头的麦克风与地反接也录不出来。

验证录音（-vv 会显示实时电平条，对着耳麦说话应看到电平起伏）：

bash 复制代码 
arecord -D plughw:0,0 -f S16_LE -r 48000 -c 2 -vv /tmp/test.wav
aplay -D plughw:0,0 /tmp/test.wav

到这里你已经有什么

板上 dmesg | grep sof 有输出、wm8962-audio 声卡在、能播放能录音------SOF 已经在 FRDM 上跑起来了，用的是 NXP 预编译的固件和 topology。

想改 DSP 里的算法，下一步就是自己从源码把 .ri 和 .tplg 编出来。这需要一套主机工具链，见第二篇：进阶：从源码编译固件与 topology。

附：本篇相关的常见问题

  • firmware file not found ：固件要放在 NXP 路径 /lib/firmware/imx/sof/，文件名是 sof-imx8m.ri（内核 imx8m.c 硬编码，是 imx8m 不是 imx8mp）。别照上游文档放 /lib/firmware/intel/sof/。
  • DTB 编译报 label not found ：保留了 EVK 模板里的 /delete-node/ dsp_reserved_heap 等行，FRDM 基板没这些节点，删掉。
  • U-Boot Failed to load '...dtb' ：DTB 编出来了但没进 wic boot 分区。原因和修法见第三步------local.conf 里要再 append 一份镜像作用域的 KERNEL_DEVICETREE。
  • 烧录后 U-Boot 加载了默认 dtb ：烧录覆盖了保存的环境变量，fdtfile 回到默认。每次烧完重设 fdtfile 并 saveenv。
  • U-Boot 报 Unknown command 'setenv' ：字符问题，中文输入法的全角字母在终端里看着一样但 U-Boot 不认。切英文输入法逐字输入，或用 env set / env save。
  • 声卡在但功能混乱 ：boot 用了 imx8mp-frdm-rpmsg.dtb，rpmsg 音频占用了 DSP。确认 fdtfile 指向 SOF DTB。
  • codec 认成 WM8960：照 WM8960 的 EVK 例子抄 routing 会没声音，本篇的 dts 已按 WM8962 改好。
  • MACHINE 混用 ：build/tmp/work 下 imx8mpevk-* 和 imx8mpfrdm-* 两个 workdir 并存，改完 local.conf 确认 bitbake -e | grep ^MACHINE= 是 imx8mpfrdm。
  • dsp@92400000 32MB 保留内存冲突：若与 rootfs/显存规划（如 framebuffer CMA）撞车报 ioremap 失败，先调 reserved-memory 布局。
  • 播放正常但录音静音：按上文 mixer 一节打开录音通路；且必须是四段 TRRS 耳麦。
  • WSL 性能 ：所有编译都在 WSL 文件系统内（~/...）做，不要在 /mnt/c/ 下做，跨 UNC 路径的 grep/find 极慢。Windows 侧只当编辑器和串口终端。
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