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Lab24: Hardware

預期目標

  • 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

  • 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)

  • 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

.. 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

  • A Tutorial from Scratch
    • 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

  • 取得最新 Labs 內容 (與之前 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

  • 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

.. code-block:: prettyprint

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

USB 相關程式

  • 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

Reference