Arduino enviando comandos para o LINUX via UART

Introdução

Arduino é uma plataforma de hardware de código aberto popular, conhecida por sua simplicidade, facilidade de uso e abertura. Ele fornece uma rica coleção de funções de biblioteca e códigos de exemplo, tornando-o acessível mesmo para indivíduos sem experiência em programação. Além disso, a comunidade Arduino é altamente ativa, permitindo fácil acesso a uma ampla variedade de tutoriais, documentação e suporte de projetos.

A série Milk-V Duo agora suporta o desenvolvimento do Arduino. Você pode usar diretamente o Arduino IDE e, após uma configuração simples, começar a utilizá-lo.

A CPU da série Duo adota um design de núcleo grande, onde o firmware do Arduino é executado no núcleo pequeno, enquanto o núcleo grande é responsável pela comunicação com o IDE do Arduino. Ele recebe o firmware do Arduino e o carrega no pequeno núcleo para execução. Ao mesmo tempo, o sistema Linux no grande núcleo também funciona normalmente.

1. Instale o Arduino

Arduino IDE oferece suporte a três sistemas operacionais: Windows, Linux e macOS. De acordo com o sistema que você está usando, acesse o site oficial do Arduino para baixar o pacote de instalação correspondente para instalação. A versão mais recente atual é 2.3.2 e é recomendado usar a versão mais recente.

Adicione o Duo ao Arduino

Abra o Arduino IDE, selecione `Preferences` no menu `File` e adicione o endereço do arquivo de configuração do Duo na aba `Additional boards manager URLs` `Settings`:
https://github.com/milkv-duo/duo-arduino/releases/download/config/package_sg200x_index.json

Faça download do endereço do arquivo json mais recente em Releases .
Se você configurou outros endereços de placa de desenvolvimento antes, separe-os com vírgulas ou clique no ícone no lado direito da barra de endereço para abrir a janela e siga as instruções para adicioná-los.
Após configurar, selecione menu `Board` no menu `Tools`, abra o `Boards Manager`, procure por SG200X e clique em `Install`.

Neste ponto, o ambiente de desenvolvimento Duo no Arduino IDE foi instalado. Agora você pode escrever e testar o código.

Teste o pisca LED

Atualmente, o sistema de cartão SD do Duo precisa gravar firmware compatível com Arduino. Faça download do firmware com o prefixo arduino da versão mais recente do firmware.

Consulte Inicialize o Duo para instalar o sistema de cartão SD.

No caso

arduino-milkv-duo256m-sd-v1.1.2-2024-0801.img.zip

Após Boot, LED deve piscar

Use um cabo USB para conectar o Duo ao computador e o Duo ligará automaticamente.

O firmware padrão do Duo, o sistema Linux de núcleo grande, controlará o piscar do LED integrado. Isto é conseguido através do script de inicialização. Agora vamos usar o Arduino de núcleo pequeno para acender o LED. Precisamos desabilitar o script de LED piscando no Linux de núcleo grande. No terminal Execute in do Duo:

mv /mnt/system/blink.sh /mnt/system/blink.sh_backup && sync

Ou seja, renomeie o script de LED piscando. Após reiniciar o Duo, o LED não piscará mais:

reboot

Neste momento, haverá um dispositivo serial adicional na “Porta” do “Gerenciador de Dispositivos” do computador.

Na interface principal do Arduino IDE, clique em Select Board e, em seguida, clique em Select other board and port...

Procure por "duo", selecione Duo Dev Module para Duo, selecione Duo256 Dev Module para Duo256M, selecione a porta serial correspondente na porta e clique em OK.

Abra o programa Examples> 01.Basics> Blink de teste no menu File do Arduino IDE. A função deste programa é piscar o LED integrado do dispositivo Arduino. In Duo Também é compatível. Pode ser necessário instalar o pyserial para fazer o upload e, em seguida, vamos clicar no botão Upload para testar:

Neste momento, você pode ver o LED da placa Duo piscando em intervalos de 1 segundo

2. Duo Arduino pin resource

Duo

SPI PWM I2C UART GPIO NAME PIN PIN NAME GPIO ADC
1 GP0
1
40
VBUS
2 GP1
2
39
VSYS
GND
3
38
GND
PWM7 GP2
4
37
3V3_EN
PWM6 GP3
5
36
3V3(OUT)
PWM5 UART3_TX GP4
6
35
PWM6 UART3_RX GP5
7
34
GND
8
33
GND
SPI2_SCK PWM9 I2C3_SDA GP6
9
32
GP27
SPI2_MOSI PWM8 I2C3_SCL GP7
10
31
GP26 ADC1
SPI2_MISO PWM7 I2C1_SDA GP8
11
30
RUN
SPI2_CSn PWM4 I2C1_SCL GP9
12
29
GP22
GND
13
28
GND
PWM10 I2C2_SDA 14 GP10
14
27
GP21 27
PWM11 I2C2_SCL 15 GP11
15
26
GP20 26
PWM4 GP12
16
25
GP19 25
PWM5 GP13
17
24
GP18 24
GND
18
23
GND
19 GP14
19
22
GP17 22
20 GP15
20
21
GP16 21

0
LED

Duo256M

SPI	PWM	I2C	UART	GPIO	NAME	PIN	PIN	NAME	GPIO	ADC
				1	GP0	1	40	VBUS
				2	GP1	2	39	VSYS
					GND	3	38	GND
	PWM7				GP2	4	37	3V3_EN
	PWM6				GP3	5	36	3V3(OUT)
	PWM5		UART3_TX		GP4	6	35
	PWM6		UART3_RX		GP5	7	34
					GND	8	33	GND
SPI2_SCK	PWM9	I2C3_SDA			GP6	9	32	GP27
SPI2_MOSI	PWM8	I2C3_SCL			GP7	10	31	GP26		ADC1
SPI2_MISO	PWM7	I2C1_SDA			GP8	11	30	RUN
SPI2_CSn	PWM4	I2C1_SCL			GP9	12	29	GP22
					GND	13	28	GND
	PWM10	I2C2_SDA		14	GP10	14	27	GP21	27
	PWM11	I2C2_SCL		15	GP11	15	26	GP20	26
	PWM4				GP12	16	25	GP19	25
	PWM5				GP13	17	24	GP18	24
					GND	18	23	GND
				19	GP14	19	22	GP17	22
				20	GP15	20	21	GP16	21

				0		LED

3. Como fazer o Arduino chamar o SHELL do Linux

No site oficial do milkV DUO há um exemplo escrito em C para comunicar o núcleo principal do DUO com o núcleo secundário onde um aplicativo arduino é executado. Aqui estão as notas desse primeiro contato que tive com a comunicação entre os núcleos através do módulo de caixa de correio e do DUO, o aplicativo fornecido é suficiente para entender e escrever seus próprios programas para enviar dados ou comandos do núcleo principal para o núcleo secundário. Mas surgem as seguintes perguntas: como faço para enviar dados do processador secundário para o processador principal? E se, em vez de usar C no processador principal, eu quiser usar Python? Você não encontrará respostas para essas perguntas no site oficial do fabricante ou perguntando diretamente no fórum DUO, pelo menos a partir da data de publicação destas notas.

Nota: Se alguém encontrar as fontes de mailbox.h e mailbox.cpp do exemplo do Arduino, diga-o nos comentários do vídeo.

Solução para o problema

Enquanto o problema com as bibliotecas de caixa de correio não for resolvido, existe uma solução muito simples, mas totalmente funcional, que também é independente da linguagem de programação que usamos nos processadores principal e secundário e que é comunicar os dois processadores através de UART, o milkV DUO tem até 5 UARTs, então não vejo problema em usar este sistema para esse fim.

Como isso é feito?

Primeiro nos conectamos por SSH ao nosso DUO e executamos o seguinte comando:

dmesg|grep -i tty

Obteremos o seguinte:

[ 0.000000] Kernel command line: root=/dev/mmcblk0p2 rootwait rw console=ttyS0,115200 earlycon=sbi riscv.fwsz=0x80000 loglevel=9

[ 0.481564] printk: console [ttyS0] disabled

[ 0.486095] 4140000.serial: ttyS0 at MMIO 0x4140000 (irq = 15, base_baud = 1562500) is a 16550A

[ 0.495226] printk: console [ttyS0] enabled

[ 0.514108] 4150000.serial: ttyS1 at MMIO 0x4150000 (irq = 16, base_baud = 1562500) is a 16550A

[ 0.524062] 4160000.serial: ttyS2 at MMIO 0x4160000 (irq = 17, base_baud = 1562500) is a 16550A

[ 0.534049] 4170000.serial: ttyS3 at MMIO 0x4170000 (irq = 18, base_baud = 1562500) is a 16550A

[ 0.544061] 41c0000.serial: ttyS4 at MMIO 0x41c0000 (irq = 19, base_baud = 1562500) is a 16550A

A partir daqui, podemos concluir que a porta ttyS0 está associada ao console do sistema, além disso, esta porta é mapeada para o UART0 da placa (Tx--> Pin16 e Rx--> Pin17) se você conectar um conversor USB para serial, como o FTDI232 (3.3V) e um cliente como CuteCom, poderemos ver em nosso PC o processo de inicialização do DUO, bem como fazer login e acessar o sistema, bem como do que se fosse uma conexão SSH.

Por outro lado, sabemos de acordo com a documentação do DUO que o UART3 é aquele que é configurado por padrão para o aplicativo Arduino que roda no núcleo secundário. Portanto, para enviar dados do processador secundário, devemos unir com uma ponte Tx (Pin6) do UART3 com Rx (Pin17) do UART0, mas primeiro devemos "desanexar" o UART0 do console do sistema e deixá-lo livre para os aplicativos do usuário.

Pino 1 é utilizado para Log.

Para fazer isso, executamos o seguinte comando para editar o arquivo inittab encontrado no diretório /etc:

vi /etc/inittab

Devemos buscar o seguinte parágrafo

# Put a getty on the serial port

#console::respawn:/sbin/getty -L console 0 vt100 # GENERIC_SERIAL

console::respawn:/sbin/getty -L console 115200 vt100 -n -l /usr/local/bin/autologin

E comentar a última linha

# Put a getty on the serial port

#console::respawn:/sbin/getty -L console 0 vt100 # GENERIC_SERIAL

#console::respawn:/sbin/getty -L console 115200 vt100 -n -l /usr/local/bin/autologin

Agora podemos enviar dados do processador secundário (arduino) para o processador principal neste exemplo através de um script em Python, mas seria tão fácil fazer a aplicação em C, aqui está o código do exemplo em Python e arduino:

Código arduino

Basicamente ele envia um comando SHELL ls para listar arquivos da pasta root

// the setup function runs once when you press reset or power the board void setup() { Serial.begin(9600); //Conectado no RX do Console - SHELL Serial1.begin(9600); //Log } // the loop function runs over and over again forever void loop() { Serial.println("ls"); //Conectado no RX do Console delay(5000); if(Serial.available() >= 0) { while(!(Serial.available()==0)) Serial1.write(Serial.read()); } }

Este programa implementa manda pela serial UART o comando ls, o qual será processado pelo outro núcleo (SHELL).
O resultado é enviado por outra serial UART1.

Código Python

import serial
import subprocess

# Set up serial connection (adjust settings for your specific device)
ser = serial.Serial(
    port='/dev/ttyS0',  # Change this to your serial port
    baudrate=9600,
    parity=serial.PARITY_NONE,
    stopbits=serial.STOPBITS_ONE,
    bytesize=serial.EIGHTBITS,
    timeout=1  # 1 second timeout
)

# Function to execute shell commands
def execute_shell_command(command):
    try:
        # Run the command and capture output
        result = subprocess.run(command, shell=True, capture_output=True, text=True)
        return result.stdout if result.stdout else result.stderr
    except Exception as e:
        return str(e)

# Main loop to act as a proxy between serial and shell
while True:
    # Read from serial
    if ser.in_waiting > 0:
        serial_input = ser.readline().decode('ascii', errors='ignore').strip()
        #print(f"Received from serial: {serial_input}")

        # Execute the command received from serial
        if serial_input:
            output = execute_shell_command(serial_input)
            print(f"Command output: {output}")

            # Send result back to serial
            ser.write(output.encode('utf-8') + b'\r')

Este programa implementa aguarda pela serial o comando ls, o qual será processado acionado para ser executado pelo SHELL.

Compilação e Transferência

Execução (Python)

Execução (Arduino)

Que tal chamar o curl ? :)

Ref:

ChatGPT

python - How do I execute a program or call a system command? - Stack Overflow

Envío de mensajes del núcleo secundario (Arduino) al principal (Python) en la milkV DUO | aquihayapuntes

Serial.readString() - Arduino Reference

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terça-feira, 8 de outubro de 2024

MILK-V DUO 256 - COMUNICAÇÃO ENTRE PROCESSADORES - VIA PONTE SERIAL ARDUINO + LINUX SHELL CONSOLE

Introdução

1. Instale o Arduino

Adicione o Duo ao Arduino

Teste o pisca LED

2. Duo Arduino pin resource

Duo

Duo256M

3. Como fazer o Arduino chamar o SHELL do Linux

Nota: Se alguém encontrar as fontes de mailbox.h e mailbox.cpp do exemplo do Arduino, diga-o nos comentários do vídeo.

Solução para o problema

Como isso é feito?

Primeiro nos conectamos por SSH ao nosso DUO e executamos o seguinte comando:

dmesg|grep -i tty

Obteremos o seguinte:

Para fazer isso, executamos o seguinte comando para editar o arquivo inittab encontrado no diretório /etc:

Agora podemos enviar dados do processador secundário (arduino) para o processador principal neste exemplo através de um script em Python, mas seria tão fácil fazer a aplicação em C, aqui está o código do exemplo em Python e arduino:

Código arduino

Basicamente ele envia um comando SHELL ls para listar arquivos da pasta root

Este programa implementa manda pela serial UART o comando ls, o qual será processado pelo outro núcleo (SHELL).

O resultado é enviado por outra serial UART1.

Código Python

Este programa implementa aguarda pela serial o comando ls, o qual será processado acionado para ser executado pelo SHELL.

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MILK-V DUO 256 - COMUNICAÇÃO ENTRE PROCESSADORES - VIA PONTE SERIAL ARDUINO + LINUX SHELL CONSOLE

Introdução

1. Instale o Arduino

Adicione o Duo ao Arduino

Teste o pisca LED

2. Duo Arduino pin resource

Duo​

Duo256M​

3. Como fazer o Arduino chamar o SHELL do Linux

Nota: Se alguém encontrar as fontes de mailbox.h e mailbox.cpp do exemplo do Arduino, diga-o nos comentários do vídeo.

Solução para o problema

Como isso é feito?

Primeiro nos conectamos por SSH ao nosso DUO e executamos o seguinte comando:

dmesg|grep -i tty

Obteremos o seguinte:

Para fazer isso, executamos o seguinte comando para editar o arquivo inittab encontrado no diretório /etc:

Agora podemos enviar dados do processador secundário (arduino) para o processador principal neste exemplo através de um script em Python, mas seria tão fácil fazer a aplicação em C, aqui está o código do exemplo em Python e arduino:

Código arduino

Basicamente ele envia um comando SHELL ls para listar arquivos da pasta root

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