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title: Lab24: Hardware
toc: no
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預期目標
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* 學習使用 STM32F4-Discovery 硬體
* 接觸 ARM Cortex-M 環境
* 學習 GNU Toolchain 與相關 open source 工具

硬體資訊
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* STM32F4 (168 MHz, up to 210 MIPS)
  - 32-bit ARM Cortex-M4F core
  - 1 MB Flash
  - 192 KB RAM
  - LQFP100 package
* STM32F1 (on-chip debugger)
  - Firmware: STM32F1 -> hardware debug -> JTAG ---> STM32F4
* 內建 ST-LINK/V2, 可實現單線 USB 開發 (同時供電與除錯)，免去購買其他 JTAG 裝置
* STM32 的 Discovery 系列電路板都附有 ST-LINK (V1/V2)，可透過接腳選擇，切換使用自身或外部 debugger

JTAG (Joint Test Action Group)
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* 為了要驗證電路，因此提供有點像「後門」的機制以便檢查電路是否有問題
* 也提供了一個嵌入式系統的偵錯機制，當使用一些偵錯工具，像電路內模擬器用 JTAG 當作訊號傳輸的機制，使得程式設計師可以經由 JTAG 讀取整合在 CPU 上的偵錯模組
* 偵錯模組可以讓程式設計師偵錯嵌入式系統中的軟體

http://en.wikipedia.org/wiki/Joint_Test_Action_Group

開發工具介紹與準備
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- GNU Toolchain: 同之前 Lab
- ICE = In-Circuit Emulator
- [Remote Debugging using GDB](http://www.codeproject.com/Articles/14983/Remote-Debugging-using-GDB)

.. code-block:: prettyprint

    sudo apt-get install automake* libtool libusb-1.0-0-dev
    git clone http://github.com/texane/stlink.git
    cd stlink
    ./autogen.sh
    ./configure --prefix=/usr
    make
    sudo make install
    sudo cp 49-stlinkv2.rules /etc/udev/rules.d/

- 取得 OpenOCD 原始程式碼

.. code-block:: prettyprint

    git clone git://openocd.git.sourceforge.net/gitroot/openocd/openocd

或者 http://sourceforge.net/projects/openocd/files/openocd/0.7.0/

- 編譯 OpenOCD

.. code-block:: prettyprint

    cd openocd
    ./bootstrap
    ./configure --prefix=/opt/openocd \
        --enable-jlink \
        --enable-amtjtagaccel \
        --enable-buspirate \
        --enable-stlink \
        --disable-libftdi
    echo -e "all:\ninstall:" > doc/Makefile
    make
    sudo make install


Programming STM32 F2, F4 ARMs under Linux
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- [A Tutorial from Scratch](http://www.triplespark.net/elec/pdev/arm/stm32.html)
  * Introduction STM32, STM32F2, STM32F4
  * Obtaining and Setting Up OpenOCD
  * Setting up the Hardware: STM32F4Discovery with integrated ST-Link/V2
  * The Minimalistic Hello-World Program
  * Running the Minimalistic Hello-World Program
  * Debugging
  * Automating the Steps

工作環境
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- 取得最新 Labs 內容 (與之前 [Lab3](/embedded/Lab3) 操作相似)：

.. code-block:: prettyprint

    git clone git://gitcafe.com/embedded2012/Labs.git
    cd Labs/Lab-6

或是

.. code-block:: prettyprint

    cd Labs/Lab-6
    git fetch labs
    git merge labs/master HEAD


具備互動操作的 USB serial 實做
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- http://www.sparetimelabs.com/usbcdcacm/ (文末提到與之前指定作業相關的技術議題)
- USB list: /var/lib/usbutils/usb.ids
  * ArchLinux: /usr/share/hwdata/usb.ids

- neocon 離開方法: ``~.``
  * neocon /dev/ttyACM0

- http://wiki.openmoko.org/wiki/NeoCon
- http://wiki.openmoko.org/wiki/CDC_ACM


示範程式碼
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.. code-block:: prettyprint

    cd Labs/Lab-6/discoveryF4
    make
    cd discovery_demo
    make flash
    cd ../serialUSB/
    make flash

USB 相關程式
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* https://hackpad.com/2013-Week-4-EtkoJumoBlU
* 自動繪製方框的 USB mouse: https://gitcafe.com/KuoE0/DiscoveryF4-USB
* 自動繪製圓形的 USB mouse: https://github.com/netspehre/Circle
* AutoSign 自動簽名: https://github.com/shengwen1997/AutoSign

「作業系統之前的程式 for stm32f4discovery」系列文章
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* [打造 Linux 開發環境](http://descent-incoming.blogspot.tw/2013/04/for-stm32f4discovery-0-linux.html)
  - [1+2+3...+10 (ARM 組合語言版本)](http://descent-incoming.blogspot.tw/2013/04/for-stm32f4-discovery-1-10-asm-version.html)
* [點亮 LED](http://descent-incoming.blogspot.tw/2013/04/for-stm32f4discovery-2-led-c-version.html)
* [USART](http://descent-incoming.blogspot.tw/2013/04/for-stm32f4discovery-3-usart.html)

Reference
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* [Lab6](/embedded/Lab6)