OpenLinux kā daļa no SIM7600E-H moduļiem

Mehānisms pielāgotas lietojumprogrammas izstrādei un tās ielādei modulī ir pieejams gan Linux, gan Windows operētājsistēmās. Šajā rakstā mēs detalizēti apskatīsim, kā to izdarīt, izmantojot sniegtā SDK piemērus SIMCom bezvadu risinājumi kompilējiet un ielādējiet modulī pielāgotu lietojumprogrammu.

Pirms raksta rakstīšanas, viens no maniem paziņām, kas nebija tālu no Linux izstrādes, lūdza man pievērsties jautājumam par savas SIM7600E-H moduļa lietojumprogrammas izstrādes procesa aprakstu pēc iespējas detalizētāk. Materiāla prezentācijas pieejamības novērtēšanas kritērijs bija frāze "lai es saprastu".

Aicinu iepazīties ar notikušo.

Raksts tiek regulāri papildināts un atjaunināts

Prelūdija

Parasti mobilo sakaru moduļus izmanto tikai datu pārraidei, balss zvaniem, SMS pārraidei un tamlīdzīgi. Tas viss tiek darīts, izmantojot AT komandas, kas tiek nosūtītas no ārējā vadības mikrokontrollera. Bet ir moduļu kategorija, kas ļauj izpildīt pielāgotu kodu, kas ielādēts no ārpuses. Dažos gadījumos tas ievērojami samazina ierīces kopējo budžetu, ļaujot uz tāfeles uzstādīt vienkāršāku (un tikpat budžeta) mikrokontrolleri vai atteikties no tā pavisam. Līdz ar Android vai Linux OS kontrolēto LTE moduļu un to jaudīgo resursu parādīšanos ir iespējams atrisināt jebkurus uzdevumus, kas ir pieejami populāriem procesoriem. Šajā rakstā tiks runāts par SIM7600E-H, ko kontrolē Linux OS. Apskatīsim, kā lejupielādēt un palaist izpildāmu lietojumprogrammu.

Daudzējādā ziņā materiāla pamatā ir dokuments “SIM7600 Open Linux development quide”, taču noderēs daži papildinājumi un, pirmkārt, krievu versija. Raksts palīdzēs tiem, kas tikai sāk apgūt moduli, saprast, kā lejupielādēt demonstrācijas lietojumprogrammu, un nodrošināt nepieciešamās prasmes turpmākajam darbam.

Īsumā par to, kas ir SIM7600E-H

SIM7600E-H ir modulis, kas izveidots uz Qualcomm ARM Cortex-A7 1.3 GHz procesora, kurā ir operētājsistēma Linux (kodolu 3.18.20), kas spēj strādāt ar Eiropas (tostarp Krievijas) frekvenču joslām 2G/3G/LTE, kas atbalsta Cat. .4, nodrošinot maksimālo lejupielādes ātrumu līdz 150Mbps un augšupielādes ātrumu līdz 50Mbps. Bagātīgas perifērijas ierīces, industriālais temperatūras diapazons un iebūvētā GPS/GLONASS navigācijas klātbūtne nodrošina visas prasības mūsdienīgam modulāram risinājumam M2M jomā.

Sistēmas pārskats

SIM7600E-H modulis ir balstīts uz Linux operētājsistēmu (kodols 3.18.20). Savukārt failu sistēma ir veidota uz žurnālu failu sistēmas UBIFS (Unsorted Block Image File System) bāzes.

Svarīgas šīs failu sistēmas funkcijas ietver:

• darbojas ar nodalījumiem, ļauj izveidot, dzēst vai mainīt to izmērus;
• nodrošina ieraksta izlīdzināšanu visā multivides skaļumā;
• darbojas ar Bad blokiem;
• samazina datu zuduma iespējamību strāvas padeves pārtraukuma vai citu kļūmju laikā;
• baļķu glabāšana.

Apraksts uzņemts tātad, ir arī detalizētāks šādas failu sistēmas apraksts.

Tie. Šāda veida failu sistēma ir ideāli piemērota skarbiem moduļa darbības apstākļiem un iespējamām strāvas problēmām. Bet tas nenozīmē, ka nestabili jaudas apstākļi būs paredzamais moduļa darbības režīms; tas tikai norāda uz lielāku ierīces dzīvotspēju.

Atmiņa

Atmiņas apgabalu sadalījums tiek konstruēts šādi:

Ir trīs galvenās jomas, kas jāizceļ:

ubi0:rootfs - tikai lasāms un satur pašu Linux kodolu
ubi0:usrfs – galvenokārt izmanto lietotāju programmu un datu glabāšanai
ubi0: cahcefs – rezervēts FOTA atjauninājumiem. Ja pieejamās vietas nav pietiekami daudz, lai lejupielādētu atjauninājumu, sistēma izdzēsīs neizmantotos failus un tādējādi atbrīvos vietu. Taču drošības apsvērumu dēļ nevajadzētu tajā ievietot savus failus.

Visas trīs sadaļas ir sadalītas šādi:

Failu sistēma
Izmēri
Lietots
Pieejams
Izmantot%
Uzmontēts uz

ubi0:rootfs
40.7M
36.2M
4.4M
89%
/

ubi0:usrfs
10.5M
360K
10.1M
3%
/ dati

ubi0:cachefs
50.3M
20K
47.7M
0%
/ kešatmiņa

Pieejamā funkcionalitāte

Kā minēts iepriekš, modulis ir veidots uz Qualcomm Cortex A7 mikroshēmojuma. Būtu nepareizi nenodrošināt tik augstas veiktspējas kodolu, lai apstrādātu lietotāja programmu un atslogotu ierīces galveno procesoru, izkraujot kādu programmas daļu modulim.

Lietotāja programmai mums būs pieejami šādi perifērijas darbības režīmi:

PIN Nr.
Vārds
Sys GPIO Nr.
Noklusējuma darbība
Func1
Func2
Vilkt
Modināšanas pārtraukums

6
SPI_CLK
Sākot no
UART1_RTS
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

7
SPI_MISO
Sākot no
UART1_Rx
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

8
SPI_MOSI
Sākot no
UART1_Tx
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

9
SPI_CS
Sākot no
UART1_CTS
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

21
SD_CMD
Sākot no
SD karte
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

22
SD_DATI0
Sākot no
SD karte
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

23
SD_DATI1
Sākot no
SD karte
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

24
SD_DATI2
Sākot no
SD karte
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

25
SD_DATI3
Sākot no
SD karte
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

26
SD_CLK
Sākot no
SD karte
Sākot no
Sākot no
B-PN
Sākot no

27
SDIO_DATA1
Sākot no
WLAN
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

28
SDIO_DATA2
Sākot no
WLAN
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

29
SDIO_CMD
Sākot no
WLAN
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

30
SDIO_DATA0
Sākot no
WLAN
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

31
SDIO_DATA3
Sākot no
WLAN
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

32
SDIO_CLK
Sākot no
WLAN
Sākot no
Sākot no
B-PN
Sākot no

33
GPIO3
GPIO_1020
MIFI_POWER_EN
GPIO
MIFI_POWER_EN
B-PU
Sākot no

34
GPIO6
GPIO_1023
MIFI_SLEEP_CLK
GPIO
MIFI_SLEEP_CLK
B-PD
Sākot no

46
ADC2
Sākot no
ADC
Sākot no
Sākot no
Sākot no
Sākot no

47
ADC1
Sākot no
ADC
Sākot no
Sākot no
B-PU
Sākot no

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
Sākot no

52
GPIO41
GPIO_79
BT
GPIO
BT
B-PD
X

55
SCL
Sākot no
I2C_SCL
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

56
SDA
Sākot no
I2C_SDA
Sākot no
Sākot no
B-PU
Sākot no

66
RTS
Sākot no
UART2_RTS
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

67
CTS
Sākot no
UART2_CTS
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

68
RxD
Sākot no
UART2_Rx
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

69
RI
Sākot no
GPIO(RI)
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

70
DCD
Sākot no
GPIO
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

71
TxD
Sākot no
UART2_Tx
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

72
DTRVairāk
Sākot no
GPIO (DTR)
Sākot no
Sākot no
B-PD
X

73
PCM_OUT
Sākot no
PCM
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

74
PCM_IN
Sākot no
PCM
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

75
PCM_SYNC
Sākot no
PCM
Sākot no
Sākot no
B-PD
Sākot no

76
PCM_CLK
Sākot no
PCM
Sākot no
Sākot no
B-PU
Sākot no

87
GPIO77
GPIO77
BT
GPIO
BT
B-PD
Sākot no

Piekrītu, saraksts ir iespaidīgs un ņemiet vērā: daļa no perifērijas ierīcēm tiek izmantota, lai darbinātu moduli kā maršrutētāju. Tie. Pamatojoties uz šādu moduli, varat izveidot nelielu maršrutētāju, kas izplatīs internetu, izmantojot Wi-Fi. Starp citu, ir jau gatavs risinājums ar nosaukumu SIM7600E-H-MIFI un tā ir miniPCIE karte ar pielodētu SIM7600E-H moduli un vairākiem antenas tapām, viena no tām ir Wi-Fi antena. Tomēr šī ir atsevišķa raksta tēma.

trešdiena (nevis nedēļas diena)

SIMCom bezvadu risinājumi sniedz iespēju izstrādātājiem izvēlēties vispazīstamāko izstrādes vidi operētājsistēmai Linux vai Windows. Ja mēs runājam par vienu izpildāmu lietojumprogrammu modulī, tad labāk izvēlēties Windows, tas būs ātrāk un vienkāršāk. Ja ir sagaidāma sarežģīta lietojumprogrammu arhitektūra un turpmāki jauninājumi, labāk ir izmantot Linux. Mums ir nepieciešams arī Linux, lai apkopotu izpildāmos failus turpmākai ielādei modulī; kompilēšanai pietiek ar virtuālo mašīnu.

Tas, kas jums nepieciešams, nav brīvi pieejams lejupielādei — SDK, kuru varat pieprasīt no sava izplatītāja.

Utilītu instalēšana darbam ar moduli

Turpmāk mēs strādāsim operētājsistēmā Windows kā vairumam lietotāju pazīstamāko OS.

Mums būs jāinstalē nepieciešamā programmatūra, veicot dažas vienkāršas darbības, lai pēc tam apgūtu darbu ar moduli:

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

GNU/Linux instalēšana

Lai izveidotu lietojumprogrammu, varat izmantot jebkuru ar ARM-Linux saderīgu kompilatoru. Mēs izmantosim SourceryCodeBenchLiteARM GNU/Linuxtranslater, kas pieejams lejupielādei vietnē saite.

Lai pārliecinātos, ka visi komponenti ir pareizi instalēti, es atstāšu dažus instalēšanas procesa ekrānuzņēmumus. Principā instalācijā nav nekā sarežģīta.

Lai pārliecinātos, ka visi komponenti ir pareizi instalēti, es atstāšu dažus instalēšanas procesa ekrānuzņēmumus. Principā instalācijā nav nekā sarežģīta.

1. Mēs pieņemam licences līgumu
   
2. Norādiet instalācijas mapi
   
3. Mēs atstājam nepieciešamās sastāvdaļas nemainīgas
   
4. Atstājiet to kā ir
   
5. Vairākas reizes “Nākamais”, “Instalēt”, un būtībā tas arī viss
   

Cygwin instalēšana

Turklāt izstrādei jums būs nepieciešams bibliotēku un utilītu komplekts no piedāvātā komplekta Cygwin. Šeit viss ir vienkārši, pašreizējo Cygwin versiju var bez maksas lejupielādēt projekta oficiālajā vietnē; rakstīšanas laikā bija pieejama versija 3.1.5, ko mēs izmantojām, gatavojot materiālu.

Cygwin instalācijā nav nekā sarežģīta, vienīgais, kas jums jāizvēlas, ir spogulis, no kura instalētājs lejupielādēs nepieciešamos failus, atlasīs jebkuru un instalēs to, kā arī utilītu un bibliotēku kopu, atstājot visas pieejamās bibliotēkas un atlasīti komunālie pakalpojumi.

Draivera instalēšana

Kad modulis ir pievienots datoram, jums būs jāinstalē draiveri. Tos var pieprasīt no sava izplatītāja (ieteicams). Neiesaku patstāvīgi meklēt internetā, jo... Var paiet daudz laika, lai noskaidrotu, kas izraisīja ierīces konfliktu.

Starp atlasītajiem portiem mēs redzam:

Windows
Linux
Apraksts

SimTech HS-USB diagnostika
USB sērija
Diagnostikas interfeiss

SimTech HS-USB NMEA
USB sērija
GPS NMEA interfeiss

SimTech HS-USB AT ports
USB sērija
AT porta interfeiss

SimTech HS-USB modems
USB sērija
Modema porta interfeiss

SimTech HS-USB audio
USB sērija
USB audio interfeiss

SimTech HS-USB WWAN adapteris
USB tīkls
NDIS WWAN interfeiss

Android Composite ADB interfeiss
USB ADB
Android pievieno atkļūdošanas portu

Kā jūs droši vien pamanījāt, ekrānuzņēmumā starp portiem nav USB ADB, jo ADB ports modulī pēc noklusējuma ir aizvērts un jums tas ir jāiespējo, nosūtot komandu 'AT+CUSBADB=1' uz AT. moduļa portu un pārstartējiet to (to var izdarīt ar komandu 'AT+CRESET').

Rezultātā ierīču pārvaldniekā mēs iegūstam vēlamo saskarni:

Esam pabeiguši ar draiveriem, pāriesim uz ADB.

ADB instalēšana

Dodieties uz oficiālo Android izstrādātāja vietni saite. Mēs nelejupielādēsim apjomīgo Android Studio, mums ir nepieciešama tikai komandrinda, kas pieejama lejupielādei, izmantojot saiti “Lejupielādēt SDK platformas rīkus operētājsistēmai Windows”.

Lejupielādējiet un izpakojiet iegūto arhīvu diska C saknē.

Vides mainīgie

Pēc Cygwin instalēšanas jums būs jāpievieno Cygwin/bin/ ceļš izstrādes vides mainīgajiem (Classic Control Panel → Sistēma → Papildu sistēmas iestatījumi → Papildu → Vides mainīgie → Sistēmas mainīgie → Ceļš → Rediģēt), kā parādīts tālāk esošajā ekrānuzņēmumā:

Līdzīgi pievienojiet ceļu uz lejupielādēto un izpakoto ADB arhīvu diska C saknei.

Vairākas reizes noklikšķiniet uz Labi un restartējiet datoru.

Pēc pārstartēšanas varat viegli pārbaudīt, vai ADB darbojas pareizi, atverot komandrindu (Win+R → cmd) un ierakstot komandu ‘adb version’. Mēs iegūstam kaut ko līdzīgu:

Savienosim moduli ar datoru (ja tas ir atvienots) un pārbaudīsim, vai ADB to redz ar komandu ‘adb devices’:

Gatavs, tiek pabeigta savienojuma ar moduli konfigurēšana, un mēs varam palaist čaulu, lai strādātu ar moduli.

SDK izpakošana un kompilēšana

Tagad, kad mums ir piekļuve čaulai un mēs varam sākt strādāt ar moduļa komandrindu, mēģināsim apkopot savu pirmo lietojumprogrammu, ko ielādēt modulī.

Daudziem cilvēkiem ar to var rasties grūtības! Jo Modulis darbojas operētājsistēmā Linux; lai izvairītos no sadursmēm, kompilējot kodu operētājsistēmā Windows, vislabāk ir kompilēt sākotnējā vidē - Linux.

Mēs nekavēsimies sīkāk par to, kā, ja nav Linux un nav vēlēšanās to instalēt savā datorā, varat to instalēt virtuālajā mašīnā. Mēs izmantosim VirtualBox, instalēsim Ubuntu versiju 20.04 (pašreizējā versija rakstīšanas laikā) un saskaņā ar to sāksim strādāt ar kompilatoriem, SDK utt.

Dosimies uz Linux vidi un izpakosim no izplatītāja saņemto arhīvu.

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

Dodieties uz direktoriju sim_open_sdk un pievienojiet vidi:

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 

Mēs paliekam tajā pašā mapē un izpildām nākamās komandas, atrodoties tajā.
Instalējiet bibliotēku libncurses5-dev, ja tā nav instalēta:

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

Python, ja tas arī nebija instalēts:

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

un gcc:

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

Kompilācija:

Tagad mums ir jāapkopo vairāki faili, secīgi izpildām šādas komandas.

Ja kompilācijas laikā tiek parādīts kodola konfigurācijas logs, vienkārši atlasiet Iziet un atgriezieties konsolē; mums kodols tagad nav jākonfigurē.

Mēs darām:

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

Bootloader kompilēšana:

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

Kodola kompilēšana:

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

Kompilējiet saknes failu sistēmu:

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

Linux lietotājiem būs svarīgi apkopot moduļa draiveri:

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

Apkoposim demonstrāciju:

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

Pēc tam mapē sim_open_sdk/output parādīsies vairāki jauni faili:

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

Demo

Mēģināsim ielādēt demonstrāciju savā modulī un redzēsim, kas no tā iznāks.

Lejupielādēt

Direktorijā sim_open_sdk mēs varam redzēt failu demo_app. Mēs to ņemam un pārsūtām uz datora C diska sakni, kuram ir pievienots modulis. Pēc tam palaidiet Windows komandrindu (Win + R -> cmd) un ievadiet:

C:>adb push C:demo_app /data/

Konsole mums pateiks:

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

Tas nozīmē, ka fails tika veiksmīgi nosūtīts uz moduli, un mums atliek tikai to palaist. Nevilcināsimies.

Mēs darām:

C:>adb shell

Mēs paplašinām lejupielādētā faila tiesības:

/ # cdhmod 777 /data/demo_app

Un mēs skrienam:

/ # /data/demo_app

Tajā pašā konsolē modulis mums pateiks sekojošo:

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 >   

Apskatīsim moduļa IMEI, ievadiet 7 (pārslēdzieties uz komandu režīmu) un pēc tam ievadiet 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 >

Tādā veidā mēs redzēsim moduļa IMEI.

Kā secinājums

Es ceru, ka mums izdevās iegūt vispārēju priekšstatu par to, kā sākt darbu ar moduli. Turpmākajos rakstos sīkāk aplūkosim SIM7600E-H platformas sniegtās iespējas, kā arī to, kā modulī var attālināti atjaunināt savu aplikāciju.

Aicinu uzdot jautājumus komentāros, kā arī norādīt, kurš moduļa iespēju aspekts būtu jāatspoguļo nākamajos rakstos.

Avots: www.habr.com