Programando u-blox NINA-B302 com NuttX - Piscando LEDS
O objetivo deste BLOG é demonstrar como é possível utilizar o NuttX para programação do NINA B302. Foi utilizado o BREAKOUT para o teste. Será mostrado como fazer um blink de LED.
Testado no Ubuntu 20
NuttX: O sistema operacional para a Internet das Coisas.
NuttX é um sistema operacional em tempo real (RTOS) com ênfase na conformidade de padrões e pequeno footprint. Escaláveis de ambientes microcontroladores de 8 bits a 32 bits, os principais padrões de governo em NuttX são os padrões Posix e ANSI. ApIs padrão adicionais do Unix e de outros RTOS comuns (como o VxWorks) são adotadas para funcionalidades não disponíveis sob esses padrões, ou para funcionalidades que não são apropriadas para ambientes profundamente incorporados (como fork()).
Apache NuttX é um esforço em incubação na Apache Software Foundation (ASF), patrocinada pela Incubadora. A incubação é necessária de todos os projetos recém-aceitos até que uma nova revisão indique que o processo de infraestrutura, comunicação e tomada de decisão se estabilizou de forma consistente com outros projetos ASF bem-sucedidos. Embora o status de incubação não seja necessariamente um reflexo da completude ou estabilidade do código, ele indica que o projeto ainda não foi totalmente endossado pela ASF.
NuttX é um sistema operacional incorporado em tempo real (RTOS). Seus objetivos são:
Pequena footprint utilizável em todos, exceto nos ambientes de microcontroles mais apertados, o foco está no ambiente minúsculo para pequeno e profundamente incorporado.
Rich Feature OS Set O objetivo é fornecer implementações da maioria das interfaces padrão do SISTEMA OPERACIONAL POSIX para oferecer suporte a um ambiente de desenvolvimento rico e multi-threaded para processadores profundamente incorporados.
Não é um objetivo fornecer o nível de recursos do SO como os fornecidos pelo Linux. Para trabalhar com MCUs menores, a pequena footprint deve ser mais importante do que um conjunto de recursos extenso. Mas a conformidade padrão é mais importante do que uma pequena footprint. Certamente um RTOS menor poderia ser produzido ignorando padrões. Pense no NuttX é um pequeno trabalho linux com um conjunto de recursos muito reduzido.
Altamente escalável Totalmente escalável de minúsculo (8 bits) a moderado incorporado (64 bits). A escalabilidade com conjunto de recursos ricos é realizada com: Muitos arquivos de origem minúsculos, link de bibliotecas estáticas, altamente configurável, uso de símbolos fracos quando disponíveis.
Conformidade de padrões A NuttX se esforça para alcançar um alto grau de conformidade de padrões. As principais normas de governo são as normas POSIX e ANSI. ApIs padrão adicionais do Unix e de outros RTOS comuns são adotadas para funcionalidades não disponíveis sob esses padrões ou para funcionalidades que não são apropriadas para os RTOS profundamente incorporados (como fork()).
Devido a essa conformidade de padrões, o software desenvolvido sob outros OSs padrão (como o Linux) deve ser portado facilmente para NuttX.
Tempo Real Totalmente preventivo; prioridade fixa, round-robin, e agendamento "esporádico".
Licença Apache não restritiva totalmente aberta.
GNU Toolchains Compatíveis com as cadeias de ferramentas GNU baseadas no buildroot disponível para download para fornecer um ambiente completo de desenvolvimento para muitas arquiteturas.
NINA B302 E NuttX
Como o módulo NINA B302 é baseado no chip NRF52840 (cpu), será possível rodar o Nuttx sem problemas. O usuário deve dar atenção ao mapeamento de GPIOS da U-BLOX.
O link abaixo, é roteiro Básico para que você possa preparar o ambiente para programar o NINA B302 com o NuttX
Dependências
$sudo apt install \ bison flex gettext texinfo libncurses5-dev libncursesw5-dev \ gperf automake libtool pkg-config build-essential gperf genromfs \ libgmp-dev libmpc-dev libmpfr-dev libisl-dev binutils-dev libelf-dev \ libexpat-dev gcc-multilib g++-multilib picocom u-boot-tools util-linux
O NuttX utiliza um sistema de build semelhante ao do Kernel do Linux (https://www.kernel.org/doc/html/latest/kbuild/index.html). Ele utiliza o kconfig-frontends como seu sistema de configuração. O repositório tools.git é utilizado para instalar este pacote. Porém se você estiver usando o Ubuntu 19.10 ou mais recente, estas distribuições já contém o pacote, senão instale:$ sudo apt-get install kconfig-frontends
Compilador ARM$sudo apt install gcc-arm-none-eabi binutils-arm-none-eabi
Download do NuttX
$ mkdir nuttx
cd nuttx
git clone https://github.com/apache/incubator-nuttx.git nuttx
git clone https://github.com/apache/incubator-nuttx-apps appsSeleção do NINA B302 (NRF52840)
$ cd nuttx ./tools/configure.sh -l nrf52840-dk:nsh
osboxes@osboxes:~/nuttx/nuttx$ ./tools/configure.sh -l nrf52840-dk:nsh
No configuration change.
osboxes@osboxes:~/nuttx/nuttx$ Customização e compilação
$ cd nuttx/ $ make clean $ make menuconfig
.config - NuttX/x86_64 Configuration ──────────────────────────────────────────────────────────────────────────────────── ┌───────────────────────── NuttX/x86_64 Configuration ──────────────────────────┐ │ Arrow keys navigate the menu. <Enter> selects submenus ---> (or empty │ │ submenus ----). Highlighted letters are hotkeys. Pressing <Y> includes, │ │ <N> excludes, <M> modularizes features. Press <Esc><Esc> to exit, <?> for │ │ Help, </> for Search. Legend: [*] built-in [ ] excluded <M> module < > │ │ ┌───────────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │ │ │ Build Setup ---> │ │ │ │ System Type ---> │ │ │ │ Board Selection ---> │ │ │ │ RTOS Features ---> │ │ │ │ Device Drivers ---> │ │ │ │ Networking Support ---> │ │ │ │ Crypto API ---> │ │ │ │ File Systems ---> │ │ │ │ Graphics Support ---> │ │ │ │ Memory Management ---> │ │ │ │ Audio Support ---> │ │ │ │ Video Support ---> │ │ │ │ Wireless Support ---> │ │ │ │ Binary Loader ---> │ │ │ │ Library Routines ---> │ │ │ │ Open Asymmetric Multi Processing ---> │ │ │ │ Application Configuration ---> │ │ │ └───────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │ ├───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤ │ <Select> < Exit > < Help > < Save > < Load > │ └───────────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Para habilitar o exemplo LEDS, você precisa habilitar a seguinte configuração.
CONFIG_BUILTINSymbol: BUILTIN [=y] │ │ Type : boolean │ │ Prompt: Support Builtin Applications │ │ Location: │ │ (1) -> Library Routines │ │ Defined at libs/libc/builtin/Kconfig:6 │ │ Depends on: !BUILD_KERNEL [=n]
CONFIG_EXAMPLES_LEDSSymbol: EXAMPLES_LEDS [=y] │ │ Type : tristate │ │ Prompt: LED driver example │ │ Location: │ │ -> Application Configuration │ │ (1) -> Examples │ │ Defined at /home/osboxes/nuttx/apps/examples/leds/Kconfig:6 │ │ Depends on: USERLED [=y]
CONFIG_NSH_BUILTIN_APPS─────────────────────────────── Search Results ────────────────────────────────┐
│ Symbol: NSH_BUILTIN_APPS [=y] │
│ Type : boolean │
│ Prompt: Enable built-in applications │
│ Location: │
│ -> Application Configuration │
│ -> NSH Library │
│ (1) -> NSH Library (NSH_LIBRARY [=y]) │
│ Defined at /home/osboxes/nuttx/apps/nshlib/Kconfig:193 │
│ Depends on: NSH_LIBRARY [=y] && BUILTIN [=y]
Habilite exemplo LEDSArrow keys navigate the menu. <Enter> selects submenus ---> (or empty │
│ submenus ----). Highlighted letters are hotkeys. Pressing <Y> │
│ includes, <N> excludes, <M> modularizes features. Press <Esc><Esc> to │
│ exit, <?> for Help, </> for Search. Legend: [*] built-in [ ] │
│ ┌────↑(-)─────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ [ ] INA226 example │ │
│ │ [*] LED driver example │ │
│ │ (leds) Program name │ │
│ │ (100) LED task priority │ │
│ │ (2048) LED stack size │ │
│ │ (/dev/userleds) LED device path │ │
│ │ (0x0f) Subset of LEDs to use │ │
│ │ [ ] LSM330 SPI test program │ │
│ │ [ ] LVGL Demo ---- │ │
│ │ [ ] "max31855" example │ │
│ └────↓(+)─────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ <Select> < Exit > < Help > < Save > < Load > │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Habilite LED driver.config - NuttX/x86_64 Configuration
→ Device Drivers → LED Support ───────────────────────────────────────────────
┌────────────────────────────── LED Support ──────────────────────────────┐
│ Arrow keys navigate the menu. <Enter> selects submenus ---> (or empty │
│ submenus ----). Highlighted letters are hotkeys. Pressing <Y> │
│ includes, <N> excludes, <M> modularizes features. Press <Esc><Esc> to │
│ exit, <?> for Help, </> for Search. Legend: [*] built-in [ ] │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ [*] LED driver │ │
│ │ [*] Generic Lower Half LED Driver │ │
│ │ [ ] APA102 LED Strip │ │
│ │ [ ] MAX7219 Numeric Display │ │
│ │ [ ] RGB LED Driver Support │ │
│ │ [ ] PCA9635PW I2C LED Driver │ │
│ │ [ ] NCP5623C I2C LED Driver │ │
│ │ [ ] WS2812 LED Driver │ │
│ │ │ │
│ │ │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────────────────────────┘ │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│ <Select> < Exit > < Help > < Save > < Load > │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────────────┘
Você pode pesquisar os itens de configuração pressionando "/" na tela do menu. Você também pode
pular para esse menu digitando um número como "(1)" no lado esquerdo dos resultados da pesquisa.Após alterar a configuração, não esqueça de configurar o TXD e RXD....acordo com o board.h que se encontra em /home/osboxes/nuttx/nuttx/boards/arm/nrf52/nrf52840-dk/include Os pinos TXD e RXD que são utilizados para comunicação com o terminal são
P1.13 e P0.29, os mesmos GPIO22 e GPIO23 no encapsulamento do NINA B302
/* UART0 is connected to the virtual COM port:
* UART0_RX - P0-29
* UART0_TX - P1-13
*/
#define BOARD_UART0_TX_PIN (GPIO_INPUT | GPIO_PORT1 | GPIO_PIN(13))
#define BOARD_UART0_RX_PIN (GPIO_OUTPUT | GPIO_VALUE_ONE | GPIO_PORT0 | GPIO_PIN(29))
Em nrf52_userleds.c
static const uint32_t g_ledcfg[BOARD_NLEDS] =
{
#if 0 < BOARD_NLEDS
GPIO_LED1,
#endif
#if 1 < BOARD_NLEDS
GPIO_LED2,
#endif
#if 2 < BOARD_NLEDS
GPIO_LED3,
#endif
#if 3 < BOARD_NLEDS
GPIO_LED4,
#endif
};
Entao mapeados em
sboxes@osboxes:~/nuttx/nuttx/boards/arm/nrf52/nrf52840-dk$ grep "GPIO_LED1" * -R
src/nrf52_autoleds.c: GPIO_LED1,
src/nrf52_userleds.c: GPIO_LED1,
src/nrf52840-dk.h:#define GPIO_LED1 (GPIO_OUTPUT | GPIO_VALUE_ONE | GPIO_PORT0 | GPIO_PIN(13))
osboxes@osboxes:~/nuttx/nuttx/boards/arm/nrf52/nrf52840-dk$ grep "GPIO_LED2" * -R
src/nrf52_autoleds.c: GPIO_LED2,
src/nrf52_userleds.c: GPIO_LED2,
src/nrf52840-dk.h:#define GPIO_LED2 (GPIO_OUTPUT | GPIO_VALUE_ONE | GPIO_PORT0 | GPIO_PIN(14))
osboxes@osboxes:~/nuttx/nuttx/boards/arm/nrf52/nrf52840-dk$ grep "GPIO_LED3" * -R
src/nrf52_autoleds.c: GPIO_LED3,
src/nrf52_userleds.c: GPIO_LED3,
src/nrf52840-dk.h:#define GPIO_LED3 (GPIO_OUTPUT | GPIO_VALUE_ONE | GPIO_PORT0 | GPIO_PIN(15))
osboxes@osboxes:~/nuttx/nuttx/boards/arm/nrf52/nrf52840-dk$ grep "GPIO_LED4" * -R
src/nrf52_autoleds.c: GPIO_LED4,
src/nrf52_userleds.c: GPIO_LED4,
src/nrf52840-dk.h:#define GPIO_LED4 (GPIO_OUTPUT | GPIO_VALUE_ONE | GPIO_PORT0 | GPIO_PIN(16))
osboxes@osboxes:~/nuttx/nuttx/boards/arm/nrf52/nrf52840-dk$
que correspondem aos IO1, IO2, IO3 e IO4 do u-blox nina Breakout B302
...faça então o make, escreva a imagem e abra o nsh novamente.
make[3]: Leaving directory '/home/osboxes/nuttx/apps/system/readline' make[2]: Leaving directory '/home/osboxes/nuttx/apps' make[1]: Leaving directory '/home/osboxes/nuttx/apps' IN: /home/osboxes/nuttx/apps/libapps.a -> staging/libapps.a make[1]: Entering directory '/home/osboxes/nuttx/nuttx/fs' make[1]: 'libfs.a' is up to date. make[1]: Leaving directory '/home/osboxes/nuttx/nuttx/fs' make[1]: Entering directory '/home/osboxes/nuttx/nuttx/binfmt' make[1]: 'libbinfmt.a' is up to date. make[1]: Leaving directory '/home/osboxes/nuttx/nuttx/binfmt' make[1]: Entering directory '/home/osboxes/nuttx/nuttx/arch/arm/src' make[2]: Entering directory '/home/osboxes/nuttx/nuttx/boards/arm/nrf52/nrf52840-dk/src' make[2]: 'libboard.a' is up to date. make[2]: Leaving directory '/home/osboxes/nuttx/nuttx/boards/arm/nrf52/nrf52840-dk/src' LD: nuttx make[1]: Leaving directory '/home/osboxes/nuttx/nuttx/arch/arm/src' CP: nuttx.bin
$ grep leds System.map 0800de04 T leds_main
Após compilar, será gerado um BIN, o mesmo deve ser gravado no endereço zero do NINA B302.Abra então o TERATERM (115200,N,8.1)TESTANDO NO NINA B302
Conexão com USB para SERIAL
DÚVIDAS
suporte@smartcore.com.br
AGRADECIMENTOS
Alan Carvalho de Assis
Mestre em Engenharia Elétrica pela UFRGS; Formado em Computação
Sistemas de Informação pela UnilesteMG
REFERÊNCIAS
Sobre a SMARTCORE
A SmartCore fornece módulos para comunicação wireless, biometria, conectividade, rastreamento e automação.
Nosso portfólio inclui modem 2G/3G/4G/NB-IoT/Cat.M, satelital, módulos WiFi, Bluetooth, GNSS / GPS, Sigfox, LoRa, leitor de cartão, leitor QR code, mecanismo de impressão, mini-board PC, antena, pigtail, LCD, bateria, repetidor GPS e sensores.
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