关于传感器工具箱和物联网传感软件开发包 (ISSDK) 的介绍 FTF-INS-N1817 杨永辉, 传感器应用工程师 2016 年 9 月 28 日
议程 介绍新的传感器工具箱生态系统 为嵌入式应用开发设计的物联网传感软件开发包 (ISSDK) 演示一 : 利用 Kinetis Expert 和 ISSDK 创建一个传感器应用 Freedom 传感器工具箱 网络社区版的介绍 演示二 : 基于传感器工具箱创建一个可视化的图形界面 更多信息 / 问答环节 1 1
课程目标 通过该讲座, 工程师可以 : 利用恩智浦的评估工具来对产品概念进行研究和评估 利用传感器工具箱的硬件和软件来加速产品原型开发 将 ISSDK 集成到产品中去 2
恩智浦传感器技术支持的关键应用 胎压 汽车 红外 被动安全 30 亿颗出货量 家用机器人 工业与医疗 智慧节能 磁阻传感 (MR) 智能车辆 连接的生活方式 运动传感 (MEMS) 物联网与车 车辆动态稳定 ADAS 压力传感 (MEMS) 可穿戴设备 健康数据 3
传感器工具箱生态系统 4
传感器评估生态系统一览 通过配置来满足客户的不同的评估需求 易于分发 易于添加新的功能 提供与 Kinetis 应用开发兼容的开发环境 安装简单 烧写简单 更换传感器简单 5
Freedom 传感器工具箱生态系统概述 评估 套件 FRDM 开发板 + shield 开发板 应用示例 Freedom 传感器工具箱软件 原型 分线开发板 ISSDK + Kinetis SDK + 驱动示例 + 应用示例 算法 + 示例 产品 客户 硬件 派生的应用和算法 ISSDK Kinetis SDK 6
Freedom 传感器工具箱 硬件 评估套件 传感器 Shield 开发板 分线板 软件 Kinetis 软件开发包 ISSDK 框架 算法 : 传感器融合算法, 计步器算法 实用工具软件 Freedom 传感器工具箱 网络社区版 分线板 评估套件 (Shield + MCU) Shield 开发板 演示评估开发原型 7
开箱即用的体验 通过下面简单的三个步骤, 你就可以得到传感器 开箱即用 的体验 : 下载 Freedom 传感器工具箱 网络社区版软件 任意恩智浦传感器评估套件通过 USB 线缆连接电脑 点击桌面上传感器工具箱图标, 然后根据提示和菜单操作 这些就是所有你需要做的 你会马上看到传感器数据演示 演示评估开发原型 8
评估传感器的硬件和设置 功耗 引脚电平 / 特性 评估通讯协议 (I2C vs. SPI) 改变传感器量程和采样率 评估偏置, 灵敏度和噪声 评估硬件 FIFOs 配置和映射传感器内置智能功能到中断 更改传感器工作模式 演示评估开发原型 9
传感器工具箱提供的功能 寄存器级别的访问 数据采集和记录 命令行接口 数据可视化 还有更多 演示评估开发原型 10
与 MCU 集成 Freedom 传感器工具箱 Shields 开发板与 Kinetis 和 LPC 的 Arduino 开发板兼容 支持 Kinetis SDK 2.0 和 LPC Open SDK 11
传感器工具箱支持开发板列表 传感器工具箱名称开发板类型开发板型号 面向 9 轴传感器工具箱解决方案 开发套件 Shield 开发板分线板 FRDM-K22F-AGM01 FRDM-K64F-AGM01 FRDM-STBC-AGM01 BRKT-STBC-AGM01 分线板 面向 FXLC95000CL 智能运动传感器的传感器工具箱 开发套件 Shield 开发板分线板 FRDM-K22F-SA9500 FRDM-STBC-SA9500 BRKT-STBC-SA9500 面向 FXLS8471Q 3 轴线性加速度传感器的传感器工具箱 开发套件 Shield 开发板分线板 FRDMKL25-A8471 FRDMSTBC-A8471 BRKTSTBC-A8471 面向 MMA8491Q3 轴数字加速度传感器的传感器工具箱 面向 MPL3115A2 压力传感器 / 高度计的传感器工具箱面向 MPXV5004DP 压力传感器的传感器工具箱 开发套件 Shield 开发板分线板开发套件 Shield 开发板分线板 Shield 开发板分线板 FRDMKL25-A8491 FRDMSTBC-A8491 BRKTSTBC-A8491 FRDMKL25-P3115 FRDMSTBC-P3115 BRKTSTBC-P3115 FRDMSTBCDP5004 BRKTSTBCDP5004 Shield Board Shield 开发板 面向多个传感器的传感器扩展板 Shield 开发板 FRDM-FXS-MULT2-B 开发套件 (Shield + MCU) 12
物联网传感软件开发包 ISSDK 13
物联网传感软件开发包 (ISSDK) 基于 Kinetis SDK 2.0 驱动, 工具, 发布方式 基于 ARM 的 CMSIS 驱动标准的开放 API 开发, 可移植性高 适用于快速原型和小型产品应用开发 菜单式软件分发和使用 提供从寄存器级别到面向对象级别的 API 支持 SDK 2.0 所支持的裸机开发和所有 RTOS 开发 支持所有 SDK 2.0 所支持的开发环境 目标支持所有 SDK 2.0 所支持的 Kinetis MCU 14
ISSDK 架构 Application RTOS or Bare Metal Application RTOS Application Sensor Fusion Pedometer Library IS-SDK Object Model Interface Algorithms Core Services IS-SDK Functional Interface IS-SDK Low-Level Interface CMSIS Driver API FreeRTOS ucos II/III Drivers SDK 2.x I2C, SPI, UART Drivers RTOS Hardware Kinetis MCU and Intelligent Sensors 15
支持的传感器 传感器型号传感器类型通讯接口 FXAS21002 陀螺仪 SPI I2C FXLC95000 智能加速度传感器 SPI I2C FXLN83XX 模拟接口加速度传感器通过 KSDK ADC 和 GPIO FXLS8471 数字接口加速度传感器 SPI I2C FXLS8952 数字接口加速度传感器 I2C FXOS8700 数字接口加速度和磁传感器 SPI I2C MAG 3110 数字接口磁传感器 I2C MMA845X 数字接口加速度传感器 I2C MMA8491 数字接口加速度传感器 I2C MMA865X 数字接口加速度传感器 I2C MMA9553 智能加速度传感器 I2C MPL3115 数字接口压力传感器 I2C 16
低级别接口 : 寄存器 IO 接口和传感器 IO 接口 寄存器 I/O /* The interface function to write a sensor register */ int32_t Register_I2C_Write(ARM_DRIVER_I2C *pcommdrv, uint16_t slaveaddress, uint8_t offset, uint8_t value, uint8_t mask, bool repeatedstart ); /* The interface function to read a sensor register */ int32_t Register_I2C_Read(ARM_DRIVER_I2C *pcommdrv, uint16_t slaveaddress, uint8_t offset, uint8_t length, uint8_t *poutbuffer); 传感器 I/O /* Write register data to a sensor */ int32_t Sensor_I2C_Write(ARM_DRIVER_I2C *pcommdrv, uint16_t slaveaddress, const registerwritelist_t* pregwritelist ); /* Read register data from a sensor */ int32_t Sensor_I2C_Read(ARM_DRIVER_I2C *pcommdrv, uint16_t slaveaddress, const registerreadlist_t *preadlist, uint8_t *poutbuffer); 17
ISSDK 传感器驱动程序功能的接口定义 ======================================================================================= /* The interface function to initialize the sensor */ int32_t FXAS21002_I2C_Initialize(fxas21002_i2c_sensorhandle_t *psensorhandle, ARM_DRIVER_I2C* pbus, uint16_t saddress, uint8_t whoami); /* This function configure the sensor with requested ODR, Range and registers in the register pair array */ int32_t FXAS21002_I2C_Configure(fxas21002_i2c_sensorhandle_t *psensorhandle, const registerwritelist_t *pregwritelist); /* This function read the sensor data out from the device and returns raw data in a byte stream */ int32_t FXAS21002_I2C_ReadData(fxas21002_i2c_sensorhandle_t *psensorhandle, const registerreadlist_t *preadlist, uint8_t *pbuffer ); /* This function made sensor in a power safe state and de initialize its handle */ int32_t FXAS21002_I2C_Deinit(fxas21002_i2c_sensorhandle_t *psensorhandle ); ======================================================================================= 18
利用 Kinetis Expert 创建 ISSDK 工程 1 2 3 4 5 6 19
ISSDK 目录展开 ISSDK 的样例代码 KDS 的算法工程 传感器的样例工程 20
裸机 Application Bare Metal Application Sensor Fusion Pedometer Library Algorithms IS-SDK Functional Interface IS-SDK Low-Level Interface CMSIS Driver API Drivers SDK 2.x I2C, SPI, UART Drivers Hardware Kinetis MCU and Intelligent Sensors 21
RTOS RTOS Application Application Sensor Fusion Pedometer Library Algorithms IS-SDK Functional Interface IS-SDK Low-Level Interface CMSIS Driver API FreeRTOS ucos II/III Drivers SDK 2.x I2C, SPI, UART Drivers RTOS Hardware Kinetis MCU and Intelligent Sensors 22
嵌入式 Linux Linux Application Application Sensor Fusion Pedometer Library IS-SDK Object Model Interface User Space IS-SDK Functional Interface Kernel Space POSIX I2C, SPI, UART Drivers Hardware i.mx and Intelligent Sensors 23
演示一用 Kinetis Expert 和 ISSDK 创建一个传感器应用 本演示将导入 Kinetis SDK 2.0 的一个实例 : 本演示基于 FRDM-K64F-AGM01 开发套件 本演示通过轮询来获取 FXAS21002 的传感器输出 我们在 ISSDK 解压文件夹中找到对应的 fxas21002_polling 工程 24
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样例的串口输出 28
FREEDOM 传感器工具箱 网络社区版 (FREEDOM STB-CE) 29
Freedom STB-CE 概要 新的基于 LabVIEW 的传感器评估软件 首要的评估恩智浦传感器的软件 发布于 2016 第二季度 功能 : 一般用户很容易上手, 同时为高级用户提供很大的灵活性和很强的功能 使用简单 : 即插即用使用选定的 FRDM+Shield 开发套件 用户界面的窗体设计是通过拖放来操作的 分发容易 : 用户可以载入预存的窗体 创建 / 修改窗体和插件, 以及对其独立的分发 扩展容易 : 用户可以非常容易的通过用户自定义的后处理函数来功能扩展 更新简单 : 支持在线插件更新, 不需要重新安装 代码开放 30
需求 操作开发板 读取和解读数据 分析数据 创建一个可拖放界面的应用程序 显示数据 31
用 LabVIEW 的小部件创建可拖放界面 小部件 VI 子面板多达一百多个隐藏子面板的窗口 ( 界面设计器 ) 32
运行时结构 Form Manager (Class) Launch Form Engine Widgets LV Analysis functions Launch Execute DLL Analysis (Engine) DLL Analysis functions LV Custom Widgets (Engine) Sensor Toolbox GUI Main Application Queue Method Data Item Manager (Class) Method Queue Queue Method Queue Method Register Page (Engine) Sensor (Class) Board Plugin Manager (Class) Launch Board Engine Message Format Adapter Packet Protocol Adapter(s) Queue Command Queue Respon se 33 Transport Adapter
演示 : 一个简单的加速度演示界面 34
演示二 : 创建一个可视化的用户界面 在这个演示中, 我将演示如何 : 使用 FRDMKL25-A8491Shield 开发板 添加 3 轴加速度图表 添加倾斜指示灯 添加 Start/Stop 按钮 35
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更多信息 传感器工具箱 http://www.nxp.com/sensortoolbox 恩智浦传感器社区 TBS Kinetis Expert 和 ISSDK http://kex.nxp.com 杨永辉传感器应用工程师 Yonghui.Yang@nxp.com +86.21.28937370 41
恩智浦传感器产品时间线 42
ATTRIBUTION STATEMENT NXP, the NXP logo, NXP SECURE CONNECTIONS FOR A SMARTER WORLD, CoolFlux, EMBRACE, GREENCHIP, HITAG, I2C BUS, ICODE, JCOP, LIFE VIBES, MIFARE, MIFARE Classic, MIFARE DESFire, MIFARE Plus, MIFARE FleX, MANTIS, MIFARE ULTRALIGHT, MIFARE4MOBILE, MIGLO, NTAG, ROADLINK, SMARTLX, SMARTMX, STARPLUG, TOPFET, TrenchMOS, UCODE, Freescale, the Freescale logo, AltiVec, C 5, CodeTEST, CodeWarrior, ColdFire, ColdFire+, C Ware, the Energy Efficient Solutions logo, Kinetis, Layerscape, MagniV, mobilegt, PEG, PowerQUICC, Processor Expert, QorIQ, QorIQ Qonverge, Ready Play, SafeAssure, the SafeAssure logo, StarCore, Symphony, VortiQa, Vybrid, Airfast, BeeKit, BeeStack, CoreNet, Flexis, MXC, Platform in a Package, QUICC Engine, SMARTMOS, Tower, TurboLink, and UMEMS are trademarks of NXP B.V. All other product or service names are the property of their respective owners. ARM, AMBA, ARM Powered, Artisan, Cortex, Jazelle, Keil, SecurCore, Thumb, TrustZone, and μvision are registered trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. ARM7, ARM9, ARM11, big.little, CoreLink, CoreSight, DesignStart, Mali, mbed, NEON, POP, Sensinode, Socrates, ULINK and Versatile are trademarks of ARM Limited (or its subsidiaries) in the EU and/or elsewhere. All rights reserved. Oracle and Java are registered trademarks of Oracle and/or its affiliates. The Power Architecture and Power.org word marks and the Power and Power.org logos and related marks are trademarks and service marks licensed by Power.org. 2015 2016 NXP B.V. 44