OpenLinux כחלק ממודולי SIM7600E-H

המנגנון לפיתוח יישום מותאם אישית וטעינתו למודול זמין גם במערכות ההפעלה Linux וגם ב-Windows. במאמר זה נסקור מפורט כיצד, באמצעות דוגמאות מה-SDK שסופק פתרונות אלחוטיים של SIMCom קומפל וטען יישום מותאם אישית למודול.

לפני כתיבת המאמר, אחד ממכריי, הרחק מלפתח ללינוקס, ביקש ממני לגשת לסוגיית תיאור תהליך פיתוח האפליקציה שלי למודול SIM7600E-H בפירוט רב ככל האפשר. הקריטריון להערכת נגישות הצגת החומר היה הביטוי "כדי שאבין".

אני מזמין אותך להכיר את מה שקרה.

המאמר מתווסף ומתעדכן באופן שוטף

פרלוד

בדרך כלל, מודולי תקשורת סלולרית משמשים רק להעברת נתונים, שיחות קוליות, העברת SMS וכדומה. כל זה נעשה באמצעות פקודות AT הנשלחות ממיקרו-בקר בקרה חיצוני. אבל יש קטגוריה של מודולים המאפשרים לך לבצע קוד מותאם אישית שנטען מבחוץ. במקרים מסוימים, זה מקטין משמעותית את התקציב הכולל של המכשיר, ומאפשר לך להתקין מיקרו-בקר פשוט יותר (ותקציב שווה) על הלוח או לנטוש אותו לחלוטין. עם הופעת מודולי LTE הנשלטים על ידי מערכת ההפעלה אנדרואיד או לינוקס והמשאבים החזקים שלהם, אפשר לפתור כל משימות הזמינות למעבדים פופולריים. מאמר זה ידבר על SIM7600E-H, הנשלט על ידי מערכת ההפעלה לינוקס. אנו נראה כיצד להוריד ולהפעיל יישום בר הפעלה.

במובנים רבים, החומר מבוסס על המסמך "SIM7600 Open Linux פיתוח quide", אבל כמה תוספות, קודם כל, הגרסה הרוסית יהיו שימושיים. המאמר יעזור למי שרק מתחיל לשלוט במודול להבין כיצד להוריד את אפליקציית ההדגמה ולספק את הכישורים הדרושים לעבודה הבאה.

בקצרה על מי זה SIM7600E-H

SIM7600E-H הוא מודול הבנוי על מעבד ARM Cortex-A7 1.3GHz מבית קוואלקום, עם מערכת ההפעלה לינוקס (קרנל 3.18.20) בפנים, המסוגל לעבוד עם פסי תדר אירופאים (כולל רוסית) 2G/3G/LTE התומכים ב-Cat .4, מספק מהירויות הורדה מקסימליות של עד 150Mbps ומהירויות העלאה של עד 50Mbps. ציוד היקפי עשיר, טווח טמפרטורות תעשייתי ונוכחות ניווט GPS/GLONASS מובנה מכסים את כל הדרישות לפתרון מודולרי מודרני בתחום ה-M2M.

סקירת מערכת

מודול SIM7600E-H מבוסס על מערכת ההפעלה לינוקס (קרנל 3.18.20). בתורו, מערכת הקבצים בנויה על בסיס מערכת הקבצים הרשמית UBIFS (Unsorted Block Image File System).

תכונות חשובות של מערכת קבצים זו כוללות:

• עובד עם מחיצות, מאפשר לך ליצור, למחוק או לשנות את גודלן;
• מבטיח יישור הקלטה על פני כל נפח המדיה;
• עובד עם בלוקים רעים;
• ממזער את הסבירות לאובדן נתונים במהלך הפסקת חשמל או כשלים אחרים;
• ניהול יומנים.

התיאור צולם מכאן, יש גם תיאור מפורט יותר של מערכת קבצים כזו.

הָהֵן. סוג זה של מערכת קבצים אידיאלי עבור תנאי הפעלה קשים של המודול ובעיות מתח אפשריות. אבל זה לא אומר שתנאי הספק לא יציבים יהיו מצב הפעולה הצפוי של המודול; זה רק מצביע על הכדאיות הגדולה יותר של המכשיר.

זיכרון

התפלגות אזורי הזיכרון בנויה באופן הבא:

ישנם שלושה תחומים עיקריים להדגיש:

ubi0:rootfs – לקריאה בלבד ומכיל את ליבת לינוקס עצמה
ubi0:usrfs - משמש בעיקר לתוכניות משתמש ואחסון נתונים
ubi0:cahcefs – שמור לעדכוני FOTA. במידה והשטח הפנוי אינו מספיק להורדת העדכון, המערכת תמחק קבצים שאינם בשימוש ובכך תפנה מקום. אבל מטעמי אבטחה, אתה לא צריך למקם את הקבצים שלך שם.

כל שלושת הסעיפים מחולקים באופן הבא:

מערכת קבצים
מידה
משומש
זמין
להשתמש%
רכוב על

ubi0:rootfs
40.7 מ"ר
36.2 מ"ר
4.4 מ"ר
89%
/

ubi0:usrfs
10.5 מ"ר
360K
10.1 מ"ר
3%
/נתונים

ubi0:cachefs
50.3 מ"ר
20K
47.7 מ"ר
0%
/ מטמון

פונקציונליות זמינה

כפי שהוזכר לעיל, המודול בנוי על ערכת השבבים Cortex A7 מבית קוואלקום. זה יהיה שגוי לא לספק ליבה בעלת ביצועים כה גבוהים כדי לעבד את תוכנית המשתמש ולהוריד את המעבד הראשי של ההתקן על ידי הורדת חלק מהתוכנית למודול.

עבור תוכנית המשתמש, מצבי ההפעלה ההיקפיים הבאים יהיו זמינים עבורנו:

Pinרו
שם
Sys GPIO מס.
פעולת ברירת מחדל
Func1
Func2
משוך
הפרעה להתעוררות

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
-
כרטיס זיכרון
-
-
B-PD
-

22
SD_DATA0
-
כרטיס זיכרון
-
-
B-PD
-

23
SD_DATA1
-
כרטיס זיכרון
-
-
B-PD
-

24
SD_DATA2
-
כרטיס זיכרון
-
-
B-PD
-

25
SD_DATA3
-
כרטיס זיכרון
-
-
B-PD
-

26
SD_CLK
-
כרטיס זיכרון
-
-
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
סטָטוּס
GPIO_52
מצב
GPIO
מצב
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
כצט
-
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
-

מסכים, הרשימה מרשימה ושימו לב: חלק מהציוד ההיקפי משמש להפעלת המודול כנתב. הָהֵן. בהתבסס על מודול כזה, אתה יכול ליצור נתב קטן שיפיץ את האינטרנט באמצעות Wi-Fi. אגב, יש פתרון מוכן שנקרא SIM7600E-H-MIFI והוא כרטיס miniPCIE עם מודול SIM7600E-H מולחם וכמה פיני אנטנה, אחד מהם הוא אנטנת Wi-Fi. עם זאת, זהו נושא למאמר נפרד.

יום רביעי (לא יום בשבוע)

פתרונות אלחוטיים של SIMCom לספק הזדמנות למפתחים לבחור את סביבת הפיתוח המוכרת ביותר עבור לינוקס או חלונות. אם אנחנו מדברים על יישום הפעלה אחד במודול, אז עדיף לבחור ב-Windows, זה יהיה מהיר יותר וקל יותר. אם צפויים ארכיטקטורת אפליקציה מורכבת ושדרוגים הבאים, עדיף להשתמש בלינוקס. אנו זקוקים גם ל-Linux כדי להדר קבצי הפעלה לטעינה שלאחר מכן למודול; מכונה וירטואלית מספיקה להידור.

מה שאתה צריך אינו זמין להורדה בחינם - SDK, שתוכל לבקש מהמפיץ שלך.

התקנת כלי עזר לעבודה עם המודול

להלן, נעבוד תחת Windows כמערכת ההפעלה המוכרת ביותר לרוב המשתמשים.

נצטרך להתקין את התוכנה הדרושה בכמה שלבים פשוטים כדי לאחר מכן לשלוט בעבודה עם המודול:

1. גנו / לינוקס
2. Cygwin
3. נהגים
4. ADB

התקנת GNU/Linux

כדי לבנות את האפליקציה, אתה יכול להשתמש בכל מהדר תואם ARM-Linux. אנו נשתמש ב-SourceryCodeBenchLiteARM GNU/Linuxtranslater זמין להורדה בכתובת קשר.

כדי להבטיח שכל הרכיבים מותקנים כהלכה, אשאיר כמה צילומי מסך של תהליך ההתקנה. באופן עקרוני, אין שום דבר מסובך בהתקנה.

כדי להבטיח שכל הרכיבים מותקנים כהלכה, אשאיר כמה צילומי מסך של תהליך ההתקנה. באופן עקרוני, אין שום דבר מסובך בהתקנה.

1. אנו מקבלים את הסכם הרישיון
   
2. ציין את תיקיית ההתקנה
   
3. אנו משאירים את הרכיבים הדרושים ללא שינוי
   
4. השאר את זה כמו שהוא
   
5. כמה פעמים "הבא", "התקן" ובעצם זה הכל
   

התקנת Cygwin

יתרה מכך, לצורך הפיתוח, תזדקק לסט של ספריות וכלי עזר מהסט שסופק Cygwin. הכל פשוט כאן, הגרסה הנוכחית של Cygwin ניתנת להורדה בחינם באתר הרשמי של הפרויקט; בזמן כתיבת שורות אלה הייתה זמינה גרסה 3.1.5, וזה מה שהשתמשנו בהכנת החומר.

אין שום דבר מסובך בהתקנת Cygwin, הדבר היחיד שאתה צריך לבחור הוא מראה שממנה המתקין יוריד את הקבצים הדרושים, יבחר כל אחד ויתקין אותו, כמו גם סט של כלי עזר וספריות, שישאיר את כל הספריות הזמינות ו כלי עזר שנבחרו.

התקנת דרייבר

לאחר חיבור המודול למחשב, יהיה עליך להתקין מנהלי התקנים. ניתן לבקש אותם מהמפיץ שלך (מומלץ). אני לא ממליץ לחפש באינטרנט לבד, כי... זה עשוי לקחת הרבה זמן כדי למצוא מה גרם להתנגשות המכשיר.

בין היציאות שנבחרו אנו רואים את הדברים הבאים:

Windows
לינוקס
תיאור

SimTech HS-USB Diagnostics
USB סידורי
ממשק אבחון

SimTech HS-USB NMEA
USB סידורי
ממשק GPS NMEA

יציאת SimTech HS-USB AT
USB סידורי
ממשק יציאת AT

מודם SimTech HS-USB
USB סידורי
ממשק יציאת מודם

SimTech HS-USB Audio
USB סידורי
ממשק אודיו USB

מתאם SimTech HS-USB WWAN
רשת USB
ממשק NDIS WWAN

ממשק ADB מורכב של אנדרואיד
USB ADB
אנדרואיד הוסף יציאת ניפוי באגים

כפי שבטח שמתם לב, אין USB ADB בין היציאות בצילום המסך, הסיבה לכך היא שיציאת ADB במודול סגורה כברירת מחדל ועליכם להפעיל אותה על ידי שליחת הפקודה 'AT+CUSBADB=1' ל-AT יציאה של המודול ואתחל אותו מחדש (ניתן לעשות זאת עם הפקודה 'AT+CRESET').

כתוצאה מכך, אנו מקבלים את הממשק הרצוי במנהל ההתקנים:

סיימנו עם הדרייברים, נעבור ל-ADB.

התקנת ADB

עבור אל אתר האינטרנט הרשמי למפתחי אנדרואיד קשר. לא נוריד את ה-Android Studio המסורבל; אנחנו רק צריכים את שורת הפקודה, הזמינה להורדה דרך הקישור "הורד SDK Platform-Tools for Windows".

הורד ופרק את הארכיון שהתקבל לשורש של כונן C.

משתני סביבה

לאחר התקנת Cygwin, תצטרך להוסיף את הנתיב Cygwin/bin/ למשתני סביבת הפיתוח (לוח הבקרה הקלאסי ← מערכת ← הגדרות מערכת מתקדמות ← מתקדם ← משתני סביבה ← משתני מערכת ← נתיב ← עריכה) כפי שמוצג בצילום המסך למטה:

באופן דומה, הוסף את הנתיב לארכיון ה-ADB שהורד והפרק לשורש של כונן C.

לחץ על אישור מספר פעמים והפעל מחדש את המחשב.

לאחר אתחול מחדש, אתה יכול לבדוק בקלות אם ADB פועל כהלכה על ידי פתיחת שורת הפקודה (Win+R → cmd) והקלדת הפקודה 'adb version'. אנחנו מקבלים משהו כזה:

בואו נחבר את המודול למחשב (אם קרה שהוא נותק) ונבדוק אם ADB רואה אותו עם הפקודה 'adb devices':

נעשה, זה משלים את תצורת החיבור למודול ונוכל להפעיל את המעטפת לעבודה עם המודול.

פריקה והידור של ה-SDK

כעת, כשיש לנו גישה למעטפת ויכולים להתחיל לעבוד עם שורת הפקודה של המודול, בואו ננסה להרכיב את האפליקציה הראשונה שלנו שתיטען למודול.

אנשים רבים עשויים להתקשות עם זה! כי המודול פועל על מערכת ההפעלה לינוקס; כדי למנוע התנגשויות בעת הידור קוד תחת Windows, עדיף לבצע קומפילציה בסביבה המקורית - לינוקס.

לא נתעכב בפירוט כיצד, בהיעדר לינוקס והרצון להתקין אותו על המחשב שלך, אתה יכול להתקין אותו על מכונה וירטואלית. נשתמש ב-VirtualBox, נתקין את אובונטו גרסה 20.04 (הגרסה הנוכחית בזמן כתיבת שורות אלו) ותחתיה נתחיל לעבוד עם מהדרים, SDK וכו'.

בוא נלך לסביבת לינוקס ונפרק את הארכיון שהתקבל מהמפיץ.

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

עבור אל ספריית sim_open_sdk והוסף את הסביבה:

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 

אנחנו נשארים באותה תיקיה ומבצעים פקודות עוקבות בזמן שהיא נמצאת בה.
התקן את ספריית libncurses5-dev אם היא לא הותקנה:

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

Python, אם גם הוא לא הותקן:

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

ו-gcc:

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

הַהדָרָה:

כעת עלינו להרכיב מספר קבצים, אנו מפעילים את הפקודות הבאות ברצף.

אם חלון תצורת הליבה צץ במהלך ההידור, פשוט בחר יציאה וחזור לקונסולה; איננו צריכים להגדיר את הליבה כעת.

אנחנו עושים:

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

טוען אתחול הידור:

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

קומפילציה של הקרנל:

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

הידור של מערכת קבצי השורש:

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

עבור משתמשי לינוקס יהיה רלוונטי להדר את מנהל ההתקן של המודול:

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

בואו נרכיב את ההדגמה:

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

לאחר מכן יופיעו מספר קבצים חדשים בספריית sim_open_sdk/output:

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

Демо

בואו ננסה לטעון את ההדגמה למודול שלנו ונראה מה יוצא מזה.

הורד

בספריית sim_open_sdk נוכל לראות את הקובץ demo_app. אנחנו לוקחים אותו ומעבירים אותו לשורש של כונן C במחשב שאליו מחובר המודול. לאחר מכן הפעל את שורת הפקודה של Windows (Win+R -> cmd) והזן:

C:>adb push C:demo_app /data/

הקונסולה תספר לנו:

C:demo_app: 1 file pushed, 0 skipped. 151.4 MB/s (838900 bytes in 0.005s)

המשמעות היא שהקובץ נשלח בהצלחה למודול וכל שעלינו לעשות הוא להפעיל אותו. בואו לא נהסס.

אנחנו עושים:

C:>adb shell

אנו מרחיבים את הזכויות של הקובץ שהורד:

/ # cdhmod 777 /data/demo_app

ואנחנו רצים:

/ # /data/demo_app

באותה קונסולה, המודול יגיד לנו את הדברים הבאים:

SDK_VER : SIM_SDK_VER_20191205
DEMO_VER: SIM_SDK_VER_20191205

Please select an option to test from the items listed below.

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
Option >   

הבה נסתכל על ה-IMEI של המודול, הזן 7 (עבור למצב פקודה) ואז הזן 5:

Please select an option to test from the items listed below.

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
Option > 7

Please select an option to test from the items listed below.

1. get Module Version         2. get CSQ
3. get CREG                   4. get ICCID
5. get IMEI                   6. get CIMI
99. back
Option > 5
IMEI: 867584030090489

Please select an option to test from the items listed below.

1. get Module Version         2. get CSQ
3. get CREG                   4. get ICCID
5. get IMEI                   6. get CIMI
99. back
Option >

כך נראה את ה-IMEI של המודול.

כמסקנה

אני מקווה שהצלחנו לקבל מושג כללי כיצד להתחיל עם המודול. במאמרים הבאים, נסקור מקרוב את היכולות שפלטפורמת ה-SIM7600E-H מספקת, כמו גם כיצד תוכל לעדכן מרחוק את האפליקציה שלך במודול.

אני מזמין אותך לשאול שאלות בהערות, וגם לציין איזה היבט של יכולות המודול צריך לבוא לידי ביטוי במאמרים הבאים.

מקור: www.habr.com