🥇OpenLinux im Rahmen der Module SIM7600E-H

Der Mechanismus zur Entwicklung von Benutzeranwendungen und deren Ladeprozess in das Modul ist sowohl für das Betriebssystem Linux als auch für Windows verfügbar. In diesem Artikel werden wir ausführlich untersuchen, wie man anhand der Beispiele aus dem bereitgestellten SDK vorgeht. SIMCom Wireless Solutions eine benutzerdefinierte Anwendung in das Modul kompilieren und laden.

Vor dem Schreiben dieses Artikels bat ein Bekannter von mir, der mit der Entwicklung unter Linux nicht vertraut ist, darum, den Prozess der Entwicklung einer eigenen Anwendung für das Modul SIM7600E-H so detailliert wie möglich zu beschreiben. Das Kriterium für die Verständlichkeit des Materials war die Aussage: "so dass ich es verstehe".

Ich lade Sie ein, sich anzusehen, was dabei herausgekommen ist.

Der Artikel wird regelmäßig ergänzt und aktualisiert.

Einführung

Normalerweise werden Mobilfunksmodule nur für die Datenübertragung, Sprachkommunikation, SMS-Versand und Ähnliches verwendet. All dies geschieht über AT-Befehle, die von einem externen Steuer-Mikrocontroller gesendet werden. Es gibt jedoch eine Kategorie von Modulen, die die Ausführung von benutzerdefiniertem Code von externen Quellen ermöglichen. In einigen Fällen reduziert dies das Gesamtbudget des Geräts erheblich, da ein einfacherer (und damit günstigerer) Mikrocontroller auf die Platine gesetzt werden kann oder ganz darauf verzichtet wird. Mit dem Aufkommen von LTE-Modulen, die von Android oder Linux betrieben werden und über leistungsstarke Ressourcen verfügen, können alle Aufgaben gelöst werden, die auch mit beliebten Prozessoren möglich sind. In diesem Artikel geht es um das SIM7600E-H, das von Linux gesteuert wird. Wir werden untersuchen, wie man eine ausführbare Anwendung hochlädt und ausführt.

Das Material basiert größtenteils auf dem Dokument "SIM7600 Open Linux Development Guide", aber einige Ergänzungen, insbesondere die russische Version, werden nützlich sein. Der Artikel hilft denen, die gerade erst beginnen, sich mit dem Modul vertraut zu machen, bis hin zur Installation der Demoversion und vermittelt die notwendigen Fähigkeiten für die weitere Arbeit.

Kurz gesagt, wer ist SIM7600E-H

SIM7600E-H ist ein Modul, das auf dem ARM Cortex-A7 1,3 GHz Prozessor von Qualcomm basiert und ein internes Linux-Betriebssystem (Kernel 3.18.20) hat. Es kann mit europäischen (einschließlich russischen) 2G/3G/LTE-Frequenzbereichen arbeiten, unterstützt Cat.4 und bietet eine maximale Downloadgeschwindigkeit von bis zu 150 Mbps und eine Uploadgeschwindigkeit von bis zu 50 Mbps. Eine reiche Peripherie, ein industrieller Temperaturbereich und die integrierte GPS/GLONASS-Navigation erfüllen alle Anforderungen an moderne modulare Lösungen im M2M-Bereich.

Überblick über das System

Das Modul SIM7600E-H basiert auf dem Linux-Betriebssystem (Kernel 3.18.20). Die Dateisystemstruktur beruht auf dem journalisierenden Dateisystem UBIFS (Unsorted Block Image File System).

Wichtige Merkmale dieses Dateisystems sind:

Es arbeitet mit Partitionen und ermöglicht das Erstellen, Löschen oder Ändern ihrer Größe;
Es sorgt für die Ausrichtung der Daten über den gesamten Speicher;
Es arbeitet mit fehlerhaften Blöcken;
Es minimiert die Wahrscheinlichkeit von Datenverlust bei plötzlichem Stromausfall oder anderen Störungen;
Protokollierung.

Die Beschreibung stammt von hier, wo detaillierter über dieses Dateisystem berichtet wird.

Das heißt, dieser Typ von Dateisystem ist ideal für raue Betriebsbedingungen des Moduls und mögliche Stromprobleme geeignet. Das bedeutet aber nicht, dass instabile Stromverhältnisse als der erwartete Betriebsmodus des Moduls betrachtet werden; es spricht lediglich für die höhere Lebensfähigkeit des Geräts.

Speicher

Die Verteilung der Speicherbereiche ist wie folgt aufgebaut:

Es sind drei Hauptbereiche zu выделierenden:

ubi0:rootfs – ist nur schreibgeschützt verfügbar und enthält den Linux-Kernel selbst
ubi0:usrfs – wird hauptsächlich für die Benutzeranwendungen und die Datenspeicherung verwendet
ubi0:cachefs – ist für FOTA-Updates reserviert. Wenn der verfügbare Speicherplatz nicht ausreicht, um das Update herunterzuladen, entfernt das System nicht verwendete Dateien und gibt so Platz frei. Aus Sicherheitsgründen sollten dort jedoch keine eigenen Dateien gespeichert werden.

Alle drei Partitionen sind wie folgt verteilt:

Dateisystem
Size
Verwendet
Verfügbar
Verwendung%
Eingehängt auf

ubi0:rootfs
40,7M
36,2M
4,4M
89%
/

ubi0:usrfs
10,5M
360K
10,1M
3%
/data

ubi0:cachefs
50,3M
20K
47,7M
0%
/cache

Verfügbare Funktionen

Wie bereits erwähnt, basiert das Modul auf dem Cortex A7-Chipsatz von Qualcomm. Es wäre falsch, so einen leistungsstarken Kern für die Verarbeitung der Benutzeranwendung und die Entlastung des Hauptprozessors des Geräts nicht zur Verfügung zu stellen, indem man einen Teil der Anwendung dem Modul überträgt.

Für die Benutzeranwendung stehen uns die folgenden Betriebsmodi der Peripherie zur Verfügung:

Pin Nr.
Name
Sys GPIO Nr.
Standardaktion
Funktion1
Funktion2
Pull
Wakeup-Interrupt

6
SPI_CLK
—
UART1_RTS
—
—
B-PD
—

7
SPI_MISO
—
UART1_Rx
—
—
B-PD
—

8
SPI_MOSI
—
UART1_Tx
—
—
B-PD
—

9
SPI_CS
—
UART1_CTS
—
—
B-PD
—

21
SD_CMD
—
SD-Karte
—
—
B-PD
—

22
SD_DATA0
—
SD-Karte
—
—
B-PD
—

23
SD_DATA1
—
SD-Karte
—
—
B-PD
—

24
SD_DATA2
—
SD-Karte
—
—
B-PD
—

25
SD_DATA3
—
SD-Karte
—
—
B-PD
—

26
SD_CLK
—
SD-Karte
—
—
B-PN
—

27
SDIO_DATA1
—
WLAN
—
—
B-PD
—

28
SDIO_DATA2
—
WLAN
—
—
B-PD
—

29
SDIO_CMD
—
WLAN
—
—
B-PD
—

30
SDIO_DATA0
—
WLAN
—
—
B-PD
—

31
SDIO_DATA3
—
WLAN
—
—
B-PD
—

32
SDIO_CLK
—
WLAN
—
—
B-PN
—

33
GPIO3
GPIO_1020
MIFI_POWER_EN
GPIO
MIFI_POWER_EN
B-PU
—

34
GPIO6
GPIO_1023
MIFI_SLEEP_CLK
GPIO
MIFI_SLEEP_CLK
B-PD
—

46
ADC2
—
ADC
—
—
—
—

47
ADC1
—
ADC
—
—
B-PU
—

48
SD_DET
GPIO_26
GPIO
GPIO
SD_DET
B-PD
X

49
STATUS
GPIO_52
Status
GPIO
Status
B-PD
X

50
GPIO43
GPIO_36
MIFI_COEX
GPIO
MIFI_COEX
B-PD
—

52
GPIO41
GPIO_79
BT
GPIO
BT
B-PD
X

55
SCL
—
I2C_SCL
—
—
B-PD
—

56
SDA
—
I2C_SDA
—
—
B-PU
—

66
diese Steuer nicht zahlen müssen. Übrigens gibt es bei Nichtzahlung eine Strafe von bis zu 5000 Franken, was einen auf besondere Weise nüchtern macht. Obwohl ich von ein paar Beispielen weiß, wo jemand diese Steuer aus Prinzip mehrere Jahre nicht gezahlt hat und nicht bestraft wurde.
—
UART2_RTS
—
—
B-PD
—

67
CTS
—
UART2_CTS
—
—
B-PD
—

68
RxD
—
UART2_Rx
—
—
B-PD
—

69
RI
—
GPIO(RI)
—
—
B-PD
—

70
DCD
—
GPIO
—
—
B-PD
—

71
TxD
—
UART2_Tx
—
—
B-PD
—

72
DTR
—
GPIO(DTR)
—
—
B-PD
X

73
PCM_OUT
—
PCM
—
—
B-PD
—

74
PCM_IN
—
PCM
—
—
B-PD
—

75
PCM_SYNC
—
PCM
—
—
B-PD
—

76
PCM_CLK
—
PCM
—
—
B-PU
—

87
GPIO77
GPIO77
BT
GPIO
BT
B-PD
—

Zustimmen Sie, die Liste ist beeindruckend und beachten Sie: Ein Teil der Peripherie wird verwendet, um das Modul als Router zu betreiben. Das heißt, auf Basis eines solchen Moduls kann ein kleiner Router gebaut werden, der Internet über WLAN bereitstellt. Übrigens gibt es bereits eine fertige Lösung, die SIM7600E-H-MIFI heißt und eine miniPCIe-Karte darstellt, mit einem fest verlöteten Modul SIM7600E-H und mehreren Antennenausgängen, von denen einer die WLAN-Antenne ist. Das ist jedoch ein Thema für ein separates Dokument.

Umgebung (nicht Wochentag)

SIMCom Wireless Solutions ermöglichen es Entwicklern, die am besten vertraute Entwicklungsumgebung unter Linux oder Windows selbst auszuwählen. Wenn es sich um eine einzelne ausführbare Anwendung auf dem Modul handelt, ist es besser, Windows zu wählen, da dies schneller und einfacher geht. Für komplexe Anwendungsarchitekturen und spätere Upgrades ist es besser, Linux zu verwenden. Außerdem benötigen wir Linux, um ausführbare Dateien zum späteren Hochladen in das Modul zu kompilieren; dafür reicht eine virtuelle Maschine aus.

Von dem, was Sie benötigen und nicht frei heruntergeladen werden kann, ist das SDK, das Sie bei Ihrem Distributor anfordern können.

Installation von Tools für die Arbeit mit dem Modul

Hier und in der Folge werden wir auf Windows arbeiten, da dies das bekannteste Betriebssystem für die meisten Benutzer ist.

Wir müssen in wenigen einfachen Schritten die notwendige Software installieren, um das Modul zu erlernen:

GNU/Linux
Cygwin
Treiber
ADB

Installation GNU/Linux

Um die Anwendung zu erstellen, kann jeder mit ARM-Linux kompatible Compiler verwendet werden. Wir nutzen SourceryCodeBenchLiteARM GNU/Linux-Übersetzer, der zum Download verfügbar ist unter dem Link.

Um sicherzustellen, dass alle Komponenten korrekt installiert sind, werde ich einige Screenshots des Installationsprozesses bereitstellen. Im Grunde genommen gibt es nichts Schwieriges an der Installation.

Akzeptieren Sie die Lizenzvereinbarung
Geben Sie den Installationsordner an
Die erforderlichen Komponenten lassen wir unverändert
Lassen Sie es so wie es ist
Ein paar Mal auf „Weiter“, „Installieren“ und das war's

Installation von Cygwin

Für die Entwicklung benötigen Sie eine Sammlung von Bibliotheken und Utilities aus dem bereitgestellten Paket Cygwin. Hier ist alles einfach, die aktuelle Version von Cygwin kann kostenlos von der offiziellen Projektwebsite heruntergeladen werden. Zum Zeitpunkt des Schreibens war Version 3.1.5 verfügbar, die wir bei der Vorbereitung des Materials verwendet haben.

Es gibt nichts Schwieriges bei der Installation von Cygwin, das Einzige, das Sie auswählen müssen, ist der Spiegel, von dem der Installer die notwendigen Dateien herunterladen wird. Wählen Sie einen beliebigen aus und installieren Sie es, sowie das Set von Utilities und Bibliotheken; lassen Sie alle verfügbaren Bibliotheken und Utilities ausgewählt.

Installation der Treiber

Nachdem das Modul mit dem PC verbunden ist, müssen die Treiber installiert werden. Sie können sie von Ihrem Distributor anfordern (empfohlen). Ich empfehle nicht, sie selbst im Internet zu suchen, da dies viel Zeit in Anspruch nehmen kann, um die Ursache des Gerätkonflikts zu finden.

Unter den angegebenen Ports sehen wir folgende:

Windows
Linux
Beschreibung

SimTech HS-USB-Diagnose
USB-Serie
Diagnoseschnittstelle

SimTech HS-USB NMEA
USB-Serie
GPS NMEA-Schnittstelle

SimTech HS-USB AT-Port
USB-Serie
AT-Port-Schnittstelle

SimTech HS-USB Modem
USB-Serie
Modem-Port-Schnittstelle

SimTech HS-USB Audio
USB-Serie
USB Audio-Schnittstelle

SimTech HS-USB WWAN-Adapter
USB-Netz
NDIS wwan-Schnittstelle

Android Composite ADB-Schnittstelle
USB ADB
Android fügt den Debug-Port hinzu

Wie Sie sicherlich bemerkt haben, ist unter den Ports im Screenshot kein USB ADB vorhanden. Das liegt daran, dass der ADB-Port im Modul standardmäßig geschlossen ist und aktiviert werden muss, indem der Befehl ‘AT+CUSBADB=1’ an den AT-Port des Moduls gesendet wird, gefolgt von einem Neustart (dies kann mit dem Befehl ‘AT+CRESET’ durchgeführt werden).

Letztendlich erhalten wir die gewünschte Schnittstelle im Geräte-Manager:

Die Treiberinstallation ist abgeschlossen, wir kommen zu ADB.

Installation von ADB

Gehen Sie zur offiziellen Website von Android Developer unter dem Link. Wir werden nicht das umfangreiche Android Studio herunterladen, die Befehlszeile reicht aus, die unter dem Link „Download SDK Platform-Tools for Windows“ verfügbar ist.

Laden Sie das Archiv herunter und entpacken Sie es ins Wurzelverzeichnis von Laufwerk C.

Umgebungsvariablen

Nach der Installation von Cygwin muss der Pfad Cygwin/bin/ zu den Umgebungsvariablen des Entwicklungsumfelds hinzugefügt werden (Systemsteuerung → System → Erweiterte Systemeinstellungen → Erweitert → Umgebungsvariablen → Systemvariablen → Path → Bearbeiten), wie im Screenshot unten gezeigt:

Ebenso fügen wir den Pfad zum heruntergeladenen und entpackten ADB-Archiv im Wurzelverzeichnis von Laufwerk C hinzu.

Wir klicken mehrmals auf OK und starten den Computer neu.

Nach dem Neustart kann leicht überprüft werden, ob ADB korrekt funktioniert, indem wir die Eingabeaufforderung öffnen (Win+R → cmd) und den Befehl ‚adb version‘ eingeben. Wir erhalten etwa folgendes Ergebnis:

Schließen Sie das Modul an den PC an (falls es getrennt wurde) und überprüfen Sie mit dem Befehl ‚adb devices‘, ob ADB es sieht:

Fertig, damit ist die Verbindung zum Modul eingerichtet und wir können die Shell für die Arbeit mit dem Modul starten.

Entpacken und Kompilieren des SDK

Nachdem wir Zugriff auf die Shell erhalten haben und mit der Eingabeaufforderung des Moduls arbeiten können, versuchen wir, unser erstes Programm für die Übertragung auf das Modul zu kompilieren.

Damit haben viele Schwierigkeiten! Da das Modul unter dem Betriebssystem Linux läuft, ist es am besten, in der nativen Umgebung – Linux – zu kompilieren, um Probleme bei der Codekompilierung unter Windows zu vermeiden.

Wir werden nicht im Detail darauf eingehen, wie man ohne Linux und den Wunsch, es auf dem eigenen Rechner zu installieren, es in einer virtuellen Umgebung installieren kann. Wir nutzen VirtualBox, installieren Ubuntu in der Version 20.04 (aktuelle Version zum Zeitpunkt des Schreibens) und beginnen unter dieser Version mit der Arbeit mit Compilern, SDK usw.

Wir wechseln zur Linux-Umgebung und entpacken das vom Distributor erhaltene Archiv.

simcom@VirtualBox:~/Desktop/OpenLinux$ sudo tar -xzf MDM9x07_OL_2U_22_V1.12_191227.tar.gz

Wir wechseln in das Verzeichnis sim_open_sdk und fügen die Umgebung hinzu:

simcom@VirtualBox:~/Desktop/OpenLinux/sim_open_sdk$ cd sim_open_sdk
simcom@VirtualBox:~/Desktop/OpenLinux/sim_open_sdk$ source sim_crosscompile/sim-crosscompile-env-init

Wir bleiben in demselben Ordner und führen die folgenden Befehle aus, während wir uns darin befinden.
Wir installieren die Bibliothek libncurses5-dev, falls sie noch nicht installiert wurde:

simcom@VirtualBox:~/Desktop/OpenLinux/sim_open_sdk$ sudo apt-get update && sudo apt-get install libncurses5-dev -y

Python, falls dies ebenfalls nicht installiert wurde:

simcom@VirtualBox:~/Desktop/OpenLinux/sim_open_sdk$ sudo apt-get install python -y

und gcc:

simcom@VirtualBox:~/Desktop/OpenLinux/sim_open_sdk$ sudo apt-get install gcc

Kompilierung:

Jetzt müssen wir einige Dateien kompilieren, indem wir die folgenden Befehle nacheinander ausführen.

Wenn während der Kompilierung ein Fenster zur Kernelkonfiguration angezeigt wird, wählen Sie einfach Exit und kehren Sie zur Konsole zurück, wir müssen das Kernel jetzt nicht konfigurieren.

Führen Sie aus:

simcom@VirtualBox:~\/Desktop\/OpenLinux\/sim_open_sdk$ make

Kompilieren des Bootloaders:

simcom@VirtualBox:~\/Desktop\/OpenLinux\/sim_open_sdk$ make aboot

Kompilieren des Kernels:

simcom@VirtualBox:~\/Desktop\/OpenLinux\/sim_open_sdk$ make kernel_menuconfig
simcom@VirtualBox:~\/Desktop\/OpenLinux\/sim_open_sdk$ make kernel

Kompilieren des Root-Dateisystems:

simcom@VirtualBox:~\/Desktop\/OpenLinux\/sim_open_sdk$ make rootfs

Für Linux-Nutzer wird es relevant sein, das Modul zu kompilieren:

simcom@VirtualBox:~\/Desktop\/OpenLinux\/sim_open_sdk$ make kernel_module

Kompilieren der Demo:

simcom@VirtualBox:~\/Desktop\/OpenLinux\/sim_open_sdk$ make demo

Danach erscheinen mehrere neue Dateien im Verzeichnis sim_open_sdk\/output:

simcom@VirtualBox:~\/Desktop\/OpenLinux\/sim_open_sdk$ ls output\/\nappsboot.mbn  boot.img  demo_app  helloworld  system.img

Demo

Lassen Sie uns die Demo in unser Modul laden und sehen, was dabei herauskommt.

Booten

Im Verzeichnis sim_open_sdk können wir die Datei demo_app sehen. Wir kopieren sie und verschieben sie in das Wurzelverzeichnis von Laufwerk C auf dem PC, an den das Modul angeschlossen ist. Danach starten wir die Eingabeaufforderung von Windows (Win+R -> cmd) und geben ein:

C:>adb push C:demo_app \/data\/

Die Konsole zeigt uns an:

C:demo_app: 1 Datei übertragen, 0 übersprungen. 151.4 MB\/s (838900 Bytes in 0.005s)

Das bedeutet, dass die Datei erfolgreich an das Modul übertragen wurde und wir sie nur noch starten müssen. Lassen Sie uns keine Zeit verlieren.

Führen Sie aus:

C:>adb shell

Erweiterung der Berechtigungen der geladenen Datei:

/ # cdhmod 777 /data/demo_app

Und starten:

/ # /data/demo_app

In derselben Konsole wird uns das Modul Folgendes mitteilen:

SDK_VER : SIM_SDK_VER_20191205
DEMO_VER: SIM_SDK_VER_20191205

Bitte wählen Sie eine Option zum Testen aus den aufgeführten Punkten.

1. WIFI                       2. SPRACHANRUF
3. DATENANRUF                4. SMS
5. WDS(APN)                   6. NAS
7. AT                         8. OTA
9. TTS                        10. GPIO
11. GPS                       12. Bluetooth
13. TCP\/UDP                   14. Timer
15. ADC                       16. I2C
17. UIM(SimCard)              18. DMS(IMEI,MEID)
19. UART                      20. SPI
21. Version                   22. Ethernet
23. FTP                       24. SSL
25. HTTP(S)                   26. FTP(S)
27. MQTT(S)                   28. ALSA
29. DEV                       30. AUDIO
31. JSON                      32. LBS
99. BEENDEN
Option >

Lassen Sie uns die IMEI des Moduls ansehen, geben wir 7 ein (Wechsel in den Befehlsmodus) und danach 5:

Bitte wählen Sie eine Option zum Testen aus den folgenden aufgeführten Elementen aus.

1. WIFI                       2. Sprachanruf
3. Datenanruf                4. SMS
5. WDS(APN)                   6. NAS
7. AT                         8. OTA
9. TTS                        10. GPIO
11. GPS                       12. Bluetooth
13. TCP/UDP                   14. Timer
15. ADC                       16. I2C
17. UIM(SimCard)              18. DMS(IMEI,MEID)
19. UART                      20. SPI
21. Version                   22. Ethernet
23. FTP                       24. SSL
25. HTTP(S)                   26. FTP(S)
27. MQTT(S)                   28. ALSA
29. DEV                       30. AUDIO
31. JSON                      32. LBS
99. EXIT
Option > 7

Bitte wählen Sie eine Option zum Testen aus den folgenden aufgeführten Elementen aus.

1. Moduls Version abrufen    2. CSQ abrufen
3. CREG abrufen               4. ICCID abrufen
5. IMEI abrufen               6. CIMI abrufen
99. zurück
Option > 5
IMEI: 867584030090489

Bitte wählen Sie eine Option zum Testen aus den folgenden aufgeführten Elementen aus.

1. Moduls Version abrufen    2. CSQ abrufen
3. CREG abrufen               4. ICCID abrufen
5. IMEI abrufen               6. CIMI abrufen
99. zurück
Option >

Auf diese Weise werden wir die IMEI des Moduls sehen.

Als Fazit

Ich hoffe, wir konnten einen allgemeinen Überblick darüber geben, wie man mit dem Modul anfängt. In den kommenden Artikeln werden wir die Möglichkeiten, die die Plattform SIM7600E-H bietet, sowie die Möglichkeiten, das eigene Programm im Modul aus der Ferne zu aktualisieren, näher beleuchten.

Ich lade dazu ein, Fragen in den Kommentaren zu stellen und anzugeben, welcher Aspekt der Möglichkeiten des Moduls in den kommenden Artikeln behandelt werden soll.

Quelle: habr.com