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裳铅浦
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RM-033-404 實驗 Creator 周邊 I/O 實習 DOC Number : RM-033-04-404 DOC Version : V1.

1 RM 實驗 Creator 周邊 I/O 實習 DOC Number : RM DOC Version : V1.00 Release Date : Module Name : Creator 周邊 I/O 實習 Platform : Creator XScale-PXA270 Category : embedded Linux Difficulty : basic Experiment time : Lecture : minutes Operation : minutes Key Word : XSCALE, PXA270, CREATOR Author : Microtime Computer Inc. 目的學習如何撰寫驅動 Creator 周邊 I/O 的驅動程式 ( 包含 LCD DIP-SW LED Keypad 7- segment) 及如何利用應用程式來呼叫驅動程式所提供的相關功能 1

2 flash uimage 及 RootFS 系統重建 (1) Win XP 若上次實驗 Linux 核心編譯有問題 : 請參考上週 Chapter 12-1 投影片 :Linux 影像檔製作錯誤問題參考解決方案恢復原始程式碼若上次實驗尚未完成 PXA270 系統重建, 請先做以下兩項燒錄 : uimage 及 rootfs.jffs2 檔案放在 D:\soc_files\PXA270\Linux\bin 中複製 uimage 及 rootfs.jffs2 到 D:\ftp\ 中, 以供 Target(PXA270) tftp 取得 Linux Target 端的 Flash 規劃 u-boot.bin U-BOOT U-BOOT Parameter diag_ram.bin 128K 128K Diagnostic Program uimage.bin 768K Linux Linux Kernel rootfs.jffs2.pxa M FFFF Root file system Linux File Sysetm 15M FFFF Reserved 01FF - FFFF 2

3 測試網路指令 3

PXA270 PXA270 出貨設置 ( 已還原 ) u-boot.bin 0000-0000 U-BOOT U-BOOT Parameter diag_ram.bin 128K 128K 0002-0000 0004-0000 Linux Root file system Diagnostic Program uimage.bin Linux Kernel rootfs.jffs2.

4 PXA270 PXA270 出貨設置 ( 已還原 ) u-boot.bin U-BOOT U-BOOT Parameter diag_ram.bin 128K 128K Linux Root file system Diagnostic Program uimage.bin Linux Kernel rootfs.jffs2.pxa270 Linux File Sysetm 768K M M FFFF FFFF 已燒錄 ( 還原 ) 已燒錄 ( 還原 ) Reserved Source: 新華電腦 01FF - FFFF 完整的嵌入式系統發展工具解決方案 (1) Linux Host 端為獨立 PC 模式 Window Host CodeLyzer Domingo WinXP Print port Ethernet ICE / JTAG TFTP Server Linux Host Samba Server Linux Kernel Source NFS Server IP2: Internet: IP4: 自動取得 IP Fedora IP3: IP5: 自動取得 IP IP1: Linux target Flash: TFTP Client mtdd/gdbserver Linux kernel RootFS port / mount PXA270 4

5 簡介 Creator 周邊 I/O 元件包含了 Creator 母板的 LCD DIP-SW LED KeyPad 7-Segment 這五個 I/O 元件程式碼包含 Creator 周邊 I/O 的驅動程式和應用程式在理論部分將針對下列幾點加以說明 : 將針對 Creator 母板周邊 I/O 元件 LCD DIP-SW LED KeyPad 7-Segment 等原理部分簡略說明 ( 詳細的說明請參考 RM RM ) 在實作部分將包含下列幾點 : Creator 周邊 I/O 驅動程式和應用程式的程式碼安裝與編譯 Creator 周邊 I/O 驅動程式和應用程式的程式碼說明 Creator 周邊 I/O 驅動程式和應用程式的驗證程式流程 (cont.) creator-pxa270-demo 應用程式的主程式流程圖 START Press Key-Pad Creator 周邊 I/O CCM_(Image) CODEC LCD 7- segment LED DIP_SW 1: to LCD 2: ETH to PC 3: PC and LCD Press Key-Pad 0: Quit 1: Record Start 2: Play Start 3: Record/Play Stop END 5

6 6

7 周邊 I/O 驅動程式程式流程 Creator 周邊 I/O 驅動程式流程圖 insmod 安裝驅動程式 device_init register Device node unregister device_clean up rmmod 移除驅動程式 user application device_open() device_close() device_read() device_write() ioctl: 驅動 LED I/O 的相關程式驅動 LCD I/O 的相關程式驅動 DIP_SW I/O 的相關程式驅動 7-segment I/O 的相關程式驅動 Key-Pad I/O 的相關程式在 ioctl 的函示中, 定義了驅動 Creator 周邊 I/O 元件的相關命令, 應用程式可以藉由 ioctl 的呼叫, 來達到對 Creator 周邊 I/O 元件的控制 CMOS Camera Module 與 Creator 母板的連接 CMOS Camera Module (CCM) 模板規格如下 Color Type image sensor pixels with effective pixels 與 Creator 主板之連接 1 2 JP13 1 聚焦鏡頭向上 U28A CCD EVS_100k Creator 主板 40 影相模組 7

Creator 與 CCM 運作方式運作流程圖 Linux Target SDRAM CCM image RAW to RGB User app Cmos_read() CMOS_ON Cmos driver /dev/cmos PIC CCM CMOS sensor Ethernet Windows Host CMOS_ON: 利用 add_timer 新增一個 timer 自動擷取 ccm

8 Creator 與 CCM 運作方式運作流程圖 Linux Target SDRAM CCM image RAW to RGB User app Cmos_read() CMOS_ON Cmos driver /dev/cmos PIC CCM CMOS sensor Ethernet Windows Host CMOS_ON: 利用 add_timer 新增一個 timer 自動擷取 ccm image 到 SDRAM buffer 程式流程 CMOS (CCM) 驅動程式的程式流程圖 insmod device_init register Device node unregister device_cleanup rmmod user application drv_cmos_open() drv_cmos_release() drv_cmos_write(): à return 0 drv_cmos_read(): à Read ccm image from sdram ioctl command: CMOS_ON CMOS_OFF CMOS_GET_STATUS CMOS_PARAMETER add_timer( ): à AutoCaptureImage() 8

9 發音及錄音原理 Codec 就是 Coder 和 DECoder 的縮寫,CODEC 最主要的工作有二個, 說明如下 : 將由外界錄進來的聲波, 從類比轉成為數位的訊號交由電腦系統處理, 不論是從 Mic In 或是 Line In 錄進來的類比訊號都必須經過這個程序, 才能夠讓電腦看得懂這些資料將儲存在電腦中的數位音訊資料, 透過 CODEC 還原成類比的聲音, 由 Line Out 或是多聲道音效卡的各聲道輸出口 ( 不含 S/PDIF) 送出訊號數位音訊的記錄和播放脈衝編碼調變 (Pulse-code modulation;pcm) 9

10 發音及錄音原理 (cont.) 發音的原理 Creator board 利用 XScale-PXA270 CPU 將訊號輸出, 並由 CODEC 轉為相對的電壓, 這就是發出聲音的主要重點 CODEC 會將 CPU 送過來的 16bit 資料轉成相對的電壓, 並輸出到喇叭, 由此可知, 只要輸出的 16 bit 資料越大, 到喇叭上的電壓就會越大, 也就是說, 輸出量的大小, 只會影響聲音的大小聲而已, 輸出音調的分別, 是取決於輸出電壓高低頻率的不同而定 XScale-PXA270 與 CODEC 晶片 TLV320AIC12 運作關係 (cont.) Creator 與 CODEC 晶片的放音流程圖 SDRAM 16bit 16bit CPLD CPLD_CTL I2C CPU:XScale-PXA270 IN Buffer Out Buffer Serial In 16bit IN CODEC 16bit OUT IRQ: In Buffer 暫存器, 16bit 資料中最後一個 bit 資料被讀取後會產生中斷喇叭 10

錄音的原理發音及錄音原理 (cont.) 首先從麥克風讀入音源, 此時會得到一個類比訊號, 即是電壓 ( 此電壓很小需用放大器加以放大, 然後再經由 CODEC 將此電壓值轉為相對的 16 bits 數位訊號, 之後再經由 CPU 讀入此 16 bits 的資料存入記憶體之中 XScale-PXA270 與 CODEC 晶片 TLV320AIC12 運作關係 (cont.

11 錄音的原理發音及錄音原理 (cont.) 首先從麥克風讀入音源, 此時會得到一個類比訊號, 即是電壓 ( 此電壓很小需用放大器加以放大, 然後再經由 CODEC 將此電壓值轉為相對的 16 bits 數位訊號, 之後再經由 CPU 讀入此 16 bits 的資料存入記憶體之中 XScale-PXA270 與 CODEC 晶片 TLV320AIC12 運作關係 (cont.) Creator 與 CODEC 晶片的錄音流程圖 SDRAM 16bit 16bit CPLD IN Buffer CPLD_CTL I2C CPU:XScale-PXA270 Out Buffer CODEC 16bit IN 16bit OUT Serial Out IRQ: Out Buffer 暫存器被填滿到第 16bit 資料時會發出中斷訊號 MIC 11

12 程式流程 CODEC 驅動程式流程圖 insmod device_init register Device node unregister device_cleanup rmmod user application drv_codec_open() drv_codec_release() drv_codec_read() drv_codec_write() ioctl command: IOCTL_PLAY_START IOCTL_PLAY_STOP IOCTL_RECORD_START IOCTL_REOCRD_STOP IRQ function: IRQ _AIC() IRQ_REQUEST() IRQ_FREE() RM 系統設置系統軟硬體的設置建立 Windows Host 端 Linux Host 端 Linux Target 端三者之間的硬體環境連結建立 Linux Host 端的編譯環境實作程式碼設置將 RM _Creator-PXA270_Creator- IO.tar.gz 檔, 安裝在 Linux Host 端 /usr/src 的相端路徑之下 12

13 RM 實作重點提示編輯 Source Code Make Kernel Image/ Make Device Driver/ User Application 編輯 Root Filesystem 驗證 Win XP 13

14 安裝 RM (1) PXA270_Creator-IO 到 Linux host 週邊驅動程式的加入 Win XP 下載 RM zip WinXP 解壓縮到 S:\ 有以下四個檔案 : RM tar.gz microtime.home ( 輸出編譯系統路徑 ) Makefile ( 修改 -I$(LINUXDIR)/ ) CreatorShowImage.exe WinXP 執行 RM _rootfs.dat ( 暫時沒用到 ) 安裝 RM (2) PXA270_Creator-IO 到 Linux host Linux Host (Fedora) Fedora cd /usr/src tar zxvf RM tar.gz cd microtime/build-src/output./runme.bat 14

15 重要檔案列表 < 目錄 >/ 檔案說明 creator-pxa270- lcd.c </usr/src/microtime/linux/include/asmarm/arch-pxa/lib/ creator_pxa270_lcd.h> creator-pxa270- lcd.h </usr/src/microtime/linux/drivers/char > Creator 周邊 I/O 驅動程式的主程式碼 Creator 周邊 I/O 驅動程式的 head file </usr/src/microtime/pro/host/src/build/ creator-pxa270-demo-1.0 > creator-pxa270- 應用程式的住程式碼, demo.c test.c 負責應用程式的測試選項, 並在 LCD 中顯示 ccm.c creator_lib.c 負責 CMOS 影像顯示的相關程式碼負責 Creator 周邊 I/O 元件的相關程式碼 Fedora 重製 Linux kernel image & Char device drivers (1) cd /usr/src/microtime/linux make mrproper make menuconfig 15

16 1. 按向下鍵, 直到看到下一頁 2. 點選 ( 按 Enter) 16

17 3. 自行輸入按向上鍵, 直到看到下一頁 17

18 5. 點選 ( 按 Enter) 6. 點選 ( 按 Enter) 18

19 7. 按空白鍵選擇 8. 向下, 按空白鍵選擇 9. 向下, 按空白鍵選擇 10. 按向右鍵,<Exit> 再按 Enter 回上層按 Exit 回上層, 直到看到這個畫面, 按 Enter 存檔 11. 點選 ( 按 Enter) 19

20 Fedora 重製 Linux kernel image & Char device drivers (2) make clean make 產生 /usr/src/microtime/linux/arch/arm/boot/zimage /usr/src/microtime/linux/arch/arm/boot/compress ed/vmlinux /usr/src/microtime/linux/drivers/char/creatorpxa270-lcd.ko (LCD 驅動程式 ) Linux Host (Fedora) dora cd /usr/src mkdir p $HOME/bin cp microtime.home $HOME/bin/microtime cp Makefile microtime/package/creator-pxa270-demo

Fedora 在 Linux host (Fedora) 之下 : cd /usr/src/microtime cp package/creator-pxa270-demo- 1.0/creator-pxa270-demo /usr/src cp linux/drivers/char/creator-pxa270- lcd.

21 Fedora 在 Linux host (Fedora) 之下 : cd /usr/src/microtime cp package/creator-pxa270-demo- 1.0/creator-pxa270-demo /usr/src cp linux/drivers/char/creator-pxa270- lcd.ko /usr/src Win XP 網路芳鄰 samba server( ) à S:\ 複製以上紫字兩檔到 E:\ftp\ 中, 以供 Target tftp 取得硬體連接 -PreSOCes-C Carrier ICE Debugger ARM POD External Trigger connector PC Host Current Measurement Module Speaker Creator Microphone CMOS sensor 請注意 : 確定關閉 PXA270 電源, 再進行裝卸 CCM 攝影機及麥克風等周邊設備 21

22 Linux Target 應用程式 Linux Target (Hyper-terminal): PXA270 ( 已經進入 Linux) cd /lib/modules/ tftp -g -r creator-pxa270-lcd.ko tftp -g -r creator-pxa270-demo chmod 777 * insmod creator-pxa270-lcd.ko./creator-pxa270-demo i 請測試指撥開關, 觀察 LED LCD 及 7-seg 顯示器的變化 PXA270 作業 4: rm Target Linux 驅動程式和應用程式 I/O 驅動程式和應用程式的安裝編譯與驗證功能 0: LCD DIP-SW LED Keypad 7- segment 測試功能 1: Codec 錄音及發音測試功能 2: CMOS Camera Module (CCM) 模板錄影及放影測試實驗報告每組一份, 請於兩週內繳交 22

23 作業 4 參考解答 (1/2) 在 Linux host (Fedora) 之下 : Fedora cd /usr/src/microtime cp linux/drivers/char/creator-pxa270-cmos.ko /usr/src Cp linux/drivers/char/creator-pxa270-codec.ko Win XP /usr/src 網路芳鄰 samba server( ) à S:\ 複製以上兩驅動程式到 E:\ftp\ 中, 以供 Target tftp 取得作業 4 參考解答 (2/2) Linux Target (Hyper-terminal): PXA270 Win XP cd /lib/modules/ tftp -g -r creator-pxa270-cmos.ko tftp -g -r creator-pxa270-codec.ko chmod 777 * insmod creator-pxa270-cmos.ko ( CMOS) insmod creator-pxa270-codec.ko ( Codec) insmod creator-pxa270-lcd.ko./creator-pxa270-demo i Windows Host (Windows XP): 執行 CreatorShowImage.exe 23

Linux Target 應用程式 CCM 測試 Linux Target (Hyper-terminal): PXA270 cd /lib/modules/2.6.

168.0.10 chmod 777 * insmod creator-pxa270-lcd.ko./creator-pxa270-demo i 192.168.0.10 Windows Host (Windows XP): Win XP 執行 CreatorShowImage.

24 Linux Target 應用程式 CCM 測試 Linux Target (Hyper-terminal): PXA270 cd /lib/modules/ tftp -g -r creator-pxa270-lcd.ko tftp -g -r creator-pxa270-demo chmod 777 * insmod creator-pxa270-lcd.ko./creator-pxa270-demo i Windows Host (Windows XP): Win XP 執行 CreatorShowImage.exe Win XP PXA270 24

25 Win XP PXA270 (Win XP) Thank you! 25

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投影片 1 的安裝與編譯實習 ( 代號 : 303)(Part II) DOC Number : RM-033-04-303 DOC Version : V1.00 Release Date : 2007-03-16 Module Name : 的安裝與編譯實習 Platform : Creator XScale- Category : embedded Linux Difficulty : basic Experiment