OpenLinux SIM7600E-H moodulite koosseisus

Kasutajasuhtarenduse loomise mehhanism ja selle laadimine moodulisse on saadaval nii Linuxi kui Windowsi operatsioonisüsteemidel. Käesolevas artiklis käsitleme üksikasjalikult, kuidas kasutada pakutud SDK näidetega. SIMCom Wireless Solutions koostada ja laadida kasutajasuhtarendust moodulisse.

Enne artikli kirjutamist palus üks tuttav, kes ei olnud Linuxi arendusteemadega tuttav, detailseks lähenemiseks oma rakenduse arendamise protsessi kirjeldamisele SIM7600E-H mooduli jaoks. Materjali kergesti mõistetavuse kriteeriumiks oli lause "niimoodi, et ma sain aru".

Kutsun teid tutvuma sellega, mis välja tuli.

Artiklit täiendatakse ja uuendatakse regulaarselt.

Prelüüd

Tavaliselt kasutatakse mobiilmooduleid ainult andmete edastamiseks, häälkõnede, SMS-ide saatmiseks ja sarnaseks. Kõik see toimub välise juhtimismikrokontrolleri poolt saadetud AT-käskude kaudu. Kuid on ka kategooria mooduleid, mis võimaldavad täita väljastpoolt laaditud kasutajakoodi. Mõnel juhul vähendab see seadme kogukulu oluliselt, võimaldades kasutada lihtsamat (ja seega odavamat) mikrokontrollerit või loobuda sellest üldse. LTE-moodulite ilmumisega, mis on juhitavad Androidi või Linuxi operatsioonisüsteemi ning nende võimsate ressurssidega, saab lahendada igasuguseid ülesandeid, mis on kergesti kättesaadavad populaarsetele protsessoritele. Käesolevas artiklis käsitleme SIM7600E-H moodulit, mille haldamiseks kasutatakse Linuxi. Uurime, kuidas laadida ja käivitada täitmist vajavat rakendust.

Paljuski tugineb materjal dokumendile "SIM7600 Open Linux development guide", kuid mõned täiendused ja eelkõige venekeelne versioon osutuvad kasulikuks. Artikkel aitab neil, kes alles alustavad mooduli õppimist, jõuda näidiserakenduse laadimiseni ja annab vajalikud oskused edasiseks tööks.

Lühidalt SIM7600E-H kohta

SIM7600E-H on Qualcommi ARM Cortex-A7 1.3GHz protsessoril põhinev moodul, millel on sisseehitatud Linuxi operativo süsteem (kernel 3.18.20). See töötab Euroopa (sealhulgas Venemaa) 2G/3G/LTE sagedusaladega ja toetab Cat.4, tagades maksimum allalaadimiskiiruseks kuni 150Mbps ja üleslaadimiskiiruseks kuni 50Mbps. Rikkalikud periferaalid, tööstuslik temperatuurivahemik ja sisseehitatud GPS/GLONASS navigatsioon katavad kõik kaasaegse M2M lahenduse nõuded.

Süsteemi ülevaade

SIM7600E-H moodul põhineb Linuxi (kernel 3.18.20) operativo süsteemil. Failisüsteem on ehitatud ajakohase failisüsteemi UBIFS (Unsorted Block Image File System) alusel.

Selle failisüsteemi olulised omadused on:

• töötab partitsioonidega, võimaldab luua, kustutada või muuta nende suurust;
• tagab kirjutamise ühtlase jaotuse kogu meedia mahtudes;
• töötab vigaste plokkidega;
• minimeerib andmete kadumise tõenäosust voolu katkemise või muude tõrgete korral;
• ajakirja pidamine.

Kirjeldus on võetud siit, seal on rohkem teavet selle failisüsteemi kohta.

See failisüsteemi tüüp sobib ideaalselt mooduli raske töötingimuste ja võimalike toiteprobleemide jaoks. Kuid see ei tähenda, et ebastabiilne toide oleks mooduli tavaline töörežiim; see viitab vaid seadme suurele töökindlusele.

Mälu

Mälu piirkondade jaotamine on järgnev:

Peame eraldama kolm põhiala:

ubi0:rootfs – saadaval ainult lugemiseks ja sisaldab Linuxi kernelit
ubi0:usrfs – kasutatakse peamiselt kasutaja programmide ja andmete salvestamiseks
ubi0:cachefs – reserveeritud FOTA värskendustele. Kui vaba ruumi on uuenduse allalaadimiseks liiga vähe – süsteem kustutab mittekasutatavad failid, et vabastada ruumi. Kuid turvalisuse kaalutlustel ei tohiks seal oma faile hoida.

Kõik kolm jaotust on jaotatud järgmiselt:

Failisüsteem
Suurus
Kasutatud
Saadaval
Kasutus%
Mountitud

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

Saadaval funktsionaalsus

Nagu juba eespool mainitud, on moodul ehitatud Qualcommi Cortex A7 kiibistikule. Oleks vale mitte pakkuda sellist kõrge jõudlusega tuuma, et töötleda kasutaja programmi ja kergendada seadme põhiprotsessorit, andes moodulile osa programmikoormast.

Kasutaja programmile on saadaval järgmised perifeersed töörežiimid:

Pin nr.
Nimi
Sys GPIO nr.
Vaikimisi tegevus
Func1
Func2
Tõmba
Ärgituskatkestus

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-kaart
—
—
B-PD
—

22
SD_DATA0
—
SD-kaart
—
—
B-PD
—

23
SD_DATA1
—
SD-kaart
—
—
B-PD
—

24
SD_DATA2
—
SD-kaart
—
—
B-PD
—

25
SD_DATA3
—
SD-kaart
—
—
B-PD
—

26
SD_CLK
—
SD-kaart
—
—
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
OLEK
GPIO_52
Olek
GPIO
Olek
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
RTS
—
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
—

Nõustuge, et loetelu on muljetavaldav, ja pöörake tähelepanu: osa riistvarast kasutatakse mooduli töötamiseks ruuterina. See tähendab, et sellise mooduli baasil saab teha väikese ruuteri, mis jagab internetti Wi-Fi kaudu. Muide, on olemas juba valmis lahendus, mille nimi on SIM7600E-H-MIFI, mis on miniPCIE kaart koos meiega ühendatud SIM7600E-H mooduliga ja mitme antenni väljundiga, üks neist on Wi-Fi antenn. See on aga juba teema eraldi materjaliks.

Keskkond (mitte nädalapäev)

SIMCom Wireless Solutions annavad arendajatele võimaluse valida ise kõige tuttavam arenduskeskkond Linuxi või Windowsi all. Kui tegemist on ühe täidetava rakendusega moodulil, siis on parem valida Windows, nii saab kiiremini ja lihtsamalt. Kui on plaanis keeruline rakenduse arhitektuur ja edasised uuendused – on parem kasutada Linuxit. Samuti vajame Linuxit täidetavate failide kompileerimiseks, et neid moodulisse laadida, piisab virtuaalmasinast.

Ainsad asjad, mis teil on vaja, kuid mis ei ole vabalt allalaaditavad – SDK, mida saab küsida oma edasimüüjalt.

Mooduliga töötamiseks vajalike utiliitide installimine

Edasi liikudes töötame Windowsiga, mis on enamikule kasutajatest tuttavaim operatsioonisüsteem.

Peame mõne lihtsa sammuga installima vajalikud programmid edasise mooduliga tutvumiseks:

1. GNU/Linux
2. Cygwin
3. Draiverid
4. ADB

GNU/Linuxi installimine

Rakenduse kompileerimiseks võib kasutada mis tahes ARM-Linuxiga ühilduvat kompilaatorit. Kasutame siiski SourceryCodeBenchLite ARM GNU/Linuxi, mida saab alla laadida aadressilt lingi kaudu.

Et kõik komponendid oleksid õigesti installitud, jätan mõned installimise protsessi ekraanipildid. Üldiselt pole installimises midagi keerulist.

Et kõik komponendid oleksid õigesti installitud, jätan mõned installimise protsessi ekraanipildid. Üldiselt pole installimises midagi keerulist.

1. Kinnita litsentsileping
   
2. Määrake installatsioonikaust
   
3. Vajalikud komponendid jätame muutmata
   
4. Jätame nii nagu on
   
5. Mõned “Next”, “Install” ja põhimõtteliselt ongi kõik
   

Cygwini installimine

Seejärel on arendamiseks vajalik raamatukogude ja utiliitide komplekt, mida pakub Cygwin. Siin on kõik lihtne, Cygwini uusimat versiooni saab tasuta alla laadida projekti ametlikult veebisaidilt, artikli kirjutamise hetkel oli saadaval versioon 3.1.5, mida kasutasime materjali ettevalmistamisel.

Cygwini installatsioon ei ole keeruline, ainus, mida tuleb valida, on peegeldus, millest paigaldaja vajalikud failid alla laadib. Valime ükskõik millise ja jätkame paigaldamisega, samuti valime vajalikud utiliidid ja raamatukogud, soovitame jätta valituks kõik saadaval olevad raamatukogud ja utiliidid.

Draiverite paigaldamine

Pärast mooduli ühendamist arvutiga tuleb paigaldada draiverid. Need on saadaval teie levitajalt (soe soovitus). Internetist ise otsimine ei ole soovitatav, kuna võib kuluda palju aega seadmete kokkupõrke põhjuste leidmiseks.

Esitatud portide hulgas näeme järgmisi:

Windows
Linux
Kirjeldus

SimTech HS-USB Diagnostics
USB Serial
Diagnostic Interface

SimTech HS-USB NMEA
USB Serial
GPS NMEA Interface

SimTech HS-USB AT Port
USB Serial
AT port Interface

SimTech HS-USB Modem
USB Serial
Modem port Interface

SimTech HS-USB Audio
USB Serial
USB Audio Interface

SimTech HS-USB WWAN Adapter
USB Net
NDIS wwan Interface

Android Composite ADB Interface
USB ADB
Androidi täiendava silumise port

Kuidas kindlasti olete märganud, ei ole ekraanipildil USB ADB porti, seda põhjusel, et ADB port moodulis on vaikimisi suletud ja peab olema avatud, saates käsu ‘AT+CUSBADB=1’ mooduli AT-porti ja taaskäivitades selle (seda saab teha käsuga ‘AT+CRESET’).

Saame vajalikud seadistused seadmehalduris:

Oleme draiveritega lõpetanud, liikume edasi ADB juurde.

ADB paigaldamine

Läheme Android Developers ametlikule veebilehele, lingi kauduet mitte alla laadida mahukat Android Studiot; meile piisab käsureast, mille saab alla laadida lingilt „Download SDK Platform-Tools for Windows”.

Lae alla ja pakkige saadud arhiiv välja kettale C.

Keskkonnamuutujad

Cygwini paigaldamisel peab Cygwin/bin/ tee lisama arenduskeskkonna keskkonnamuutujatesse (Klassikaline juhtpaneel → Süsteem → Täiendavad süsteemi seadistused → Täiendavad → Keskkonnamuutujad → Süsteemi muutujad → Path → Muuda) nagu on näidatud alloleval ekraanipildil:

Sama moodi lisame ADB alla laetud ja välja pakitud arhiivi tee kettale C.

Klõpsame mitu korda OK ja taaskäivitame arvuti.

Pärast taaskäivitamist saab lihtsalt kontrollida, kas ADB töötab õigesti, avades käsurea (Win+R → cmd) ja tippides käsu 'adb version'. Saame umbes sellise tulemuse:

Ühendame mooduli PC-ga (kui see on ära ühendatud) ja kontrollime, kas ADB näeb seda käsuga 'adb devices':

Valmis, sellega on ühenduse seadistamine mooduliga lõpetatud ja saame shelli käivitada, et töötada mooduliga.

SDK väljatõmbamine ja kompileerimine

Kui oleme pääsenud shelli ja saame alustada käsureaga tööd mooduliga, proovime kompileerida meie esimest rakendust, et see laadida moodulisse.

Sellega võivad paljudel raskusi tekkida! Kuna moodul töötab Linuxi operatsioonisüsteemil, on parem kompileerida kood native keskkonnas – Linuxis – et vältida kokkupõrkeid Windowsi all kompileerimisel.

Eeltingimuseks on, et me ei peatuks detailides, kuidas, kui Linuxit ei ole ja seda pole soovi oma masinasse paigaldada, saab seadistada virtuaalse. Me kasutame VirtualBoxi, paigaldame Ubuntu versiooni 20.04 (aktuaarne versioon artikli kirjutamise hetkel) ja alustame juba seal koos kompilaatorite, SDK jms-ga.

Liigume Linuxi keskkonda ja väljatõmbame arhiivi, mille oleme saanud edasimüüjalt.

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

Liigume sim_open_sdk katalooge ja lisame keskkonna:

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 

Püsime sama kaustas ja täidame järgmised käsud seal.
Paigaldame raamatukogu libncurses5-dev, kui see pole veel paigaldatud:

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

Python, kui see samuti pole paigaldatud:

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

ja gcc:

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

Kompileerimine:

Nüüd tuleb meil kompileerida mitu faili, täidame järgemööda järgmised käsud.

Kui kompileerimise ajal avaneb kernel-i seadistamise aken, valige lihtsalt Exit ja naaske konsooli, meil pole hetkel vaja kernelit konfigureerida.

Täidame:

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

Kompileerime bootloader-i:

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

Kompileerime kernel-i:

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

Kompileerime juurefailisüsteemi:

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

Linuxi kasutajatele on asjakohane kompileerida mooduli draiver:

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

Kompileerime demo:

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

Pärast seda ilmub katalooge sim_open_sdk/output mitmeid uusi faile:

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

Demos

Proovime laadida demonstreerimist meie moodulisse ja vaatame, mis välja tuleb.

Laadimine

Kataloogis sim_open_sdk näeme faili demo_app. Võtame selle ja viime C-draivi juurese, kus moodul on ühendatud. Seejärel käivitame Windowsi käsuviiba (Win+R -> cmd) ja sisestame:

C:>adb push C:demo_app /data/

Konsol teavitab meid:

C:demo_app: 1 fail edastatud, 0 vahele jäetud. 151.4 MB/s (838900 baiti 0.005s jooksul)

See tähendab, et fail on moodulisse edukalt saadetud ja meil jääb ainult selle käivitamine. Ära viivita.

Täidame:

C:>adb shell

Laadime üles laaditud faili õigused:

/ # cdhmod 777 /data/demo_app

Ja käivitame:

/ # /data/demo_app

Samas konsolis teavitab meid moodul järgmist:

SDK_VER : SIM_SDK_VER_20191205
DEMO_VER: SIM_SDK_VER_20191205

Palun valige testimiseks valik allpool loetletud elementidest.

1. WIFI                       2. VOICE CALL
3. DATA CALL                  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
Valik >   

Vaadake mooduli IMEI-d, sisestage 7 (käsku režiimi lülitamiseks) ja seejärel 5:

Palun valige testimiseks üks allolevatest valikutest.

1. WIFI                       2. HÄÄLEKÕNE
3. DATAKÕNE                  4. SMS
5. WDS(APN)                   6. NAS
7. AT                         8. OTA
9. TTS                        10. GPIO
11. GPS                       12. Bluetooth
13. TCP/UDP                   14. Taimer
15. ADC                       16. I2C
17. UIM(SimCard)              18. DMS(IMEI,MEID)
19. UART                      20. SPI
21. Versioon                   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. Välja
Valik > 7

Palun valige testimiseks üks allolevatest valikutest.

1. saada mooduli versioon         2. saada CSQ
3. saada CREG                   4. saada ICCID
5. saada IMEI                   6. saada CIMI
99. tagasi
Valik > 5
IMEI: 867584030090489

Palun valige testimiseks üks allolevatest valikutest.

1. saada mooduli versioon         2. saada CSQ
3. saada CREG                   4. saada ICCID
5. saada IMEI                   6. saada CIMI
99. tagasi
Valik >

Nii saame näha mooduli IMEI-d.

Kokkuvõtteks

Loodetavasti oleme suutnud anda ülevaate mooduli kasutamise alustamisest. Järgmistes artiklites vaatame lähemalt SIM7600E-H platvormi võimalusi ja seda, kuidas saab oma rakendust moodulis eemalt uuendada.

Kutsun esitlema küsimusi kommentaarides ning märkima, millist mooduli võimaluste aspekti tuleks järgnevates artiklites kajastada.

Allikas: habr.com