Операционная система жесткого реального времени MULTEX-ARM

Операционная система жесткого реального времени MULTEX-ARM предназначена для встраиваемых систем. Она предоставляет пользователю полный набор функций для разработки и функционирования систем в реальном времени на конкретном аппаратном оборудовании. Собирая проект на базе ОСРВ MULTEX-ARM разработчик получает компактный загружаемый бинарный файл, содержащий монолитное ядро операционной системы скомпонованное с процедурами проекта.

Цена ОСРВ MULTEX-ARM

• Базовый набор библиотек операционной системы жесткого реального времени MULTEX-ARM распространяется бесплатно;
• Стоимость полного набора библиотек предоставляется по запросу на почту mail@set-code.ru.

Аппаратной платформой для ОСРВ MULTEX-ARM являются процессора китайской компании Allwinner:

• A20 — мультимедийный процессор используемый в телефонах, планшетах и видеорегистраторах. Эту модель вы могли встретить в популярных платах Cubieboard и Banana Pi;
• A40i — более новая модель, пришедшая на смену A20. Используется в китайском автопроме. Есть индустриальное исполнение для работы в температурном диапазоне от -40 до +85 ℃;
• H3 — простой дешёвый процессор. Используется в платах Orange Pi;
• V3S — простой процессор со встроенной DDR памятью. Используется в простых видеорегистраторах. На этом процессоре собрана минималистичная плата Lichee Pi Zero.

ОСРВ MULTEX-ARM может применяться в робототехнике, медицине, в системах управления сложными станками с ЧПУ, в системах технического зрения, системах дистанционного управления и передачи видео и аудио информации.

Готовые решения

Ниже представлены несолько примеров использования ОСРВ Multex-ARM в реальной аппаратуре.

Конвертер SE-MP-376-E выполняет двухстороннее преобразование данных между последовательными интерфейсами RS232/RS485 и сетевым интерфейсом Ethernet с возможностью управления по протоколу ModBus TCP.

Видеокодер SE-SDE-377 выполняет кодирование входного HD-SDI видеосигнала с разрешением до 1920х1080@30p и его передачу в сеть Ethernet.

Видеодекодер SE-ESD-379 выполняет декодирование входного видеосигнала, полученного по сети Ethernet в видеосигнал интерфейса HD-SDI с разрешением до 1920х1080@30p. В устройстве реализована возможность вывода текстовой информации поверх отображаемого видео.

Малогабаритный бюджетный промышленный контроллер управления SE-PC-V3S-351 на базе процессора Allwinner V3s (Китай) с TFT-LCD модулем 4,3″ и резистивной сенсорной панелью. Контроллер предназначен для управления разнообразными исполнительными устройствами по интерфейсам RS232. Благодаря наличию сетевого порта Ethernet и модуля беспроводной связи GSM контроллер может быть использован в составе комплексной системы управления. На рисунке показан контроллер управления медицинсокй СВЧ печью с загруженным ПО на базе ОСРВ MULTEX-ARM.

Пульт дистанционного управления (ПДУ) предназначен для работы в составе системы дистанционного управления беспилотного транспортного средства (СДУ ТС). Связь ПДУ с ТС осуществляется по радиоканалу, по оптоволокну или по кабелю типа «витая пара». Оператор на экране ПДУ наблюдает в реальном времени видеоизображение с телекамер, установленных на ТС, а также информацию о состоянии ТС. С помощью органов управления ПДУ оператор может управлять движением ТС и выбирать требуемый режим работы ТС.

Документацию на предыдущие версии MULTEX-ARM можно посмотреть в нашем архиве. Перейти в архив можно по ссылке ниже.

Новости проекта

Файлы для скачивания

Базовый набор библиотек

Базовый набор библиотек ОСРВ MULTEX-ARM распространяется бесплатно в виде скомпилированных бинарных файлов, набора заголовочных файлов и утилит для сборки проекта. Базовый набор может быть использован в проектах пользователя без каких-либо ограничений. В базовый набор входят библиотеки ядра ОС и драйвера простых интерфейсов (UART, I2C, SPI, Ethernet). 

Полный набор библиотек

Библиотеки мультимедиа используемые для захвата видео потока, кодирования, декодирования и воспроизведения видео поставляются по запросу на почту mail@set-code.ru.

Архив

Предыдущие версии MULTEX-ARM можно скачать в нашем архиве. Перейти в архив можно по ссылке ниже.

Сборка проекта пользователя с использованием библиотек осуществляется на инструментальной машине под управлением ОС Linux (Debian, Ubuntu) либо под Windows с использованием виртуальной машины WSL. Процесс сборки описан в документации. Перед первым запуском сборки под Linux следует изменить права доступа (разрешить выполнение) для всех утилит из каталога /multex-arm/bin.

Для запуска собранного проекта на целевой машине проект следует скопировать на uSD диск с заранее размещённым загрузчиком. Скачать загрузчики для поддерживаемых процессоров можно в соответствующем разделе.

Загрузчики ОСРВ MULTEX-ARM

Загрузчик операционной системы — микропрограмма, обеспечивающая загрузку операционной системы непосредственно после включения компьютера. Целевой ARM процессор производит чтение первого сектора жёсткого диска (uSD), в котором располагается загрузчик и передаёт управление считанному коду. Задачей загрузчика является минимальная настройка регистров процессора и передача управления операционной системе.

Для загрузки ОСРВ MULTEX-ARM используются загрузчики на базе проекта u-boot. Каждый из поддерживаемых в ОС процессоров использует свой загрузчик. Ниже в данном разделе размещены ссылки для скачивания образов дисков, содержащих такие загрузчики. Так как в различных проектах используются флеш-диски разного объёма, мы подготовили образы для наиболее часто встречающихся размеров uSD. Все образы дисков на нашем сайте хранятся в виде zip-архивов и перед прошивкой их следует разархивировать.

Прошить образ на диск uSD можно с помощью утилиты dd под Linux, либо с помощью программы Winimage под Windows. Для облегчения прошивки под Linux можно воспользоваться нашим мэйкфайлом. В результате прошивки на диске будет размещён загрузчик и файл настройки boot.scr. При просмотре диска стандартными средствами будет виден только файл настройки. Загрузчик для файловой системы всегда остаётся невидимым и определить его наличие на диске можно только по выводу в консоль при загрузке целевой платы. Ниже приведены два варианта прошивки загрузчиков под Linux.

Вариант 2. Makefile

Для прошивки образов дисков под Linux можно воспользоваться мэйкфайлом, которым пользуемся мы сами.

Разархивируйте и разместите его в папке со скачанными образами дисков. Перед прошивкой образа с помощью нашего мейкфайла следует указать переменную окружения DEVNAME содержащую имя диска с которым предстоит работать. Например:

$ export DEVNAME=sdc

Далее можно вывести список поддерживаемых команд вызвав утилиту make без параметров или же сразу перейти к прошивке. Например, для прошивки 8-гигабайтного образа диска для процессора V3s следует использовать команду:

$ make v3s-8

Данная команда не только запишет образ на диск, но и проверит его с помощью утилиты fsck. Проверку можно запустить и отдельно с помощью команды:

$ make check

Важно отметить, что все операции с диском будут производиться от имени суперпользователя, так что будьте готовы ввести соответствующий пароль.

Установщик на встроенную память

Установщик (инсталлятор) – небольшая утилита предназначенная для записи проекта пользователя на встроенный диск. В качестве встроенного диска, обычно, используется память eMMC или NAND. В модуле SE-SOM-A20-B, например, в качестве встроенной памяти используется eMMC карта памяти, подключенная как диск MMC2. После записи пользовательского проекта на встроенный диск процессор будет загружаться именно с этого диска, при этом карта памяти micro SD больше не потребуется. При необходимости слот карты памяти micro SD (MMC0) можно будет использовать для подключения к системе дополнительного диска. Для повторной перезаписи проекта на встроенный диск можно снова воспользоваться инсталлятором.

Создание инсталлятора происходит в два этапа – подготовка диска для использования в качестве установочного и запись устанавливаемого проекта.

Запись проекта на установщик

Для записи проекта на установочный диск следует выполнить следующие действия:

• Перейти в рабочий каталог устанавливаемого проекта;
• Вставить установочный диск micro SD в кардридер компьютера;
• Убедиться, что диск виден в системе и задать имя диска в переменной DEVNAME. Например, для работы с диском sdc нужно ввести следующую команду:

$ export DEVNAME=sdc

Переписать содержимое директории out проекта на установочный диск в директорию EMMC_CP. Это действие удобно выполнить воспользовавшись командой системы сборки MULTEX-ARM. Данная команда аналогична команде создания установочного диска:

$ make installer

На этом подготовка инсталлятора закончена и диск можно вынимать из кардридера компьютера.

Установка проекта

Для записи проекта на встроенную память целевой платы следует выполнить следующие действия:

• Отключить питание целевой платы;
• Вставить установочный диск в слот памяти целевой платы и включить питание. Через 3 секунды (после загрузки системы инсталлятора) включатся два светодиода на процессорном модуле. Мигающий светодиод, индицирует работу системы. Второй светодиод будет гореть непрерывно – это индикация работы с диском. В процессе работы инсталлятора будет полностью очищена встроенная память eMMC (MMC2), после чего на диск будет записан образ диска image.iso и далее записаны файлы устанавливаемого проекта. В качестве образа диска image.iso используется штатный образ для процессора A20 – a20-8.iso, но, при желании, этот файл можно заменить на пользовательский вариант загрузчика;
• Дождаться окончания работы инсталлятора с диском – светодиод “обращение к диску” должен погаснуть. Длительность записи зависит от общего размера файлов проекта и составляет обычно не больше одной минуты. За ходом выполнения прошивки можно следить через отладочную консоль, подключив к разъёму DEBUG (UART0) переходник TTL-232R-3V3. В качестве терминала удобно использовать программу putty;
• После окончания записи можно получить доступ к файлам на обоих дисках через отладочную консоль по UART или по сети (сетевой адрес установщика – 10.0.7.149). Кроме того, по сети можно подключиться к плате по протоколу FTP. Через консоль можно сразу после прошивки проекта изменить файлы настройки прошиваемой целевой платы с помощью встроенного текстового редактора Note (вызывается командой nt). При этом нужно учесть, что в системе будут видны два диска: C – установочный диск и D – встроенный диск eMMC с установленным проектом. Для редактирования файла настроек settings.ini на встроенном диске нужно вызвать команду в консоли:

D:/>nt d:/settings.ini

• Выключить питание, вынуть загрузочный диск и включить питание. Загрузка системы должна идти уже со встроенного диска eMMC.

Тестовые проекты

Примеры тестовых проектов MULTEX-ARM для плат на базе поддерживаемых процессоров выкладываются в виде исходных кодов и могут быть использованы как шаблон для создания проектов пользователя.

Содержимое каждого архива следует распаковать и поместить рядом с библиотеками (рядом с директорией /multex-arm). Подробнее о структуре проекта можно прочитать в документации. Примеры позволяют собрать ядро операционной системы с минимальным набором простых драйверов и подключиться к целевой плате через консоль DEBUG-UART либо по сети. Процесс сборки проекта, а также поддерживаемые команды описаны в документации. Важно отметить, что собирать проекты для тестирования следует с опцией debug:

$ make debug

Набрав в терминале команду myTest, являющуюся единственной функцией проекта, можно получить приветственное сообщение от машины 😉

Демонстрационные примеры

Готовые демонстрационные примеры, использующие дополнительные библиотеки выкладываются в виде скомпилированных бинарных файлов. Их можно запустить на целевой плате и протестировать некоторые возможности программно-аппаратной платформы.