Navi: Unterschied zwischen den Versionen

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= Navi =
= Ziele =


== Ziele ==
* Linux-Navigationsgerät fürs Auto bauen mit ausschließlich Free Software.
* Einarbeiten in UART, SPI, I²C, SPI mit Linux >= 4.4
* Spaß haben


Linux-Navigationsgerät bauen mit ausschließlich Free Software.
= Hardware, abstrakt =
Einarbeiten in UART, SPI, I²C, SPI mit Linux >= 4.4
Spaß haben
 
== Hardware ==


* Stromversorgung
* GPS
* GPS
* FM-Radio
* FM-Radio
* VAN-Controller
* VAN Bus Controller für Display, Tasten etc
 
= Hardware, konkret =
 
* 12 V -> 5 V Anker PowerDrive 2 Auto "Ladegerät" 24W / 4.8A 2-Port USB
* [https://www.olimex.com/Products/Modules/GPS/MOD-GPS/resources/UBX-G7020_HardwareIntegrationManual_-GPS.G7-HW-10003-_Confidential.pdf U-Blox 7] GPS Receiver
* [http://www.atmel.com/images/doc4205.pdf TSS463-AA] VAN Bus Controller
* [http://ww1.microchip.com/downloads/en/DeviceDoc/21667f.pdf MCP2551] CAN Line Driver
* [http://www.seeedstudio.com/wiki/images/8/88/RDA5807M_datasheet_v1.1.pdf RDA5807M] FM Radio
* [http://www.st.com/web/en/resource/technical/document/datasheet/CD00145702.pdf TDA7850] 4-Kanal-Audio-Verstärker
* [http://www.stt-tec.com/uploadfiles/20110928055818433.pdf PT7313E] Audio Filter
* [http://datasheets.maximintegrated.com/en/ds/MAX3000E-MAX3012.pdf MAX3002] Level Shifter
* [https://www.olimex.com/Products/OLinuXino/A20/A20-OLinuXIno-LIME2/resources/A20-OLinuXino-LIME2-UM.pdf A20-OLinuXIno-LIME2] Host Computer
 
= Verbindungen =
 
* 12 V -> 5 V Anker Netzteil für Auto: ISO-Stecker, USB
* MT3329 GPS Receiver: UART4
* TSS463-AA VAN Bus Controller: SPI2
* MCP2551 CAN Line Driver: UART, aber zwischen TSS463-AA und MCP2551
* RDA5807M FM Radio: I²C2, Antenne
* TDA7850 4-Kanal-Audio-Verstärker: Cinch, ISO-Stecker
* PT7313E Audio Filter: I²C, Klinke
* A20-OLinuXIno-LIME2 Host Computer: Ethernet
 
= A20 Pinout =
 
* UART4: PG10,PG11 (on GPIO-1)
* SPI2: PC19,20,21,22 (on GPIO-1)
* I2C2: PB20, PB21 (on GPIO-1)
 
* maybeEINT: PI17 (pin# 38) (possible: PI10..PI13, PI16..PI19 incl.; prefer: PI16, PI17 [muxed UART2 RTS, CTS]) [muxed SPI0, SPI1, UART5, UART6] (on GPIO-2)
 
* CAN: PH20 [pin# 33], PH21 [pin# 35] (on GPIO-3)
* PS2: PH12, PH13, PI14, PI15 [muxed with SPI0 CS, SPI1 CS, EINT] (on GPIO-3)
* EINT: PH0, PH9..PH11, PH14..PH21 incl. [muxed UART3, CSI] (on GPIO-3) ^^^ best: PH8,9 [pin#11],10,11
 
* FM In: FMINR, FMINL (on GPIO-4)
* Line In: LINEINR, LINEINL (on GPIO-4)
* [TV In: TVIN0, TVIN1, TVIN2, TVIN3 (on GPIO-4)]
 
* maybe TODO: IR (both CIR and IRDA)
 
== Hardware-Fallstricke ==
 
== FM-Antenne ==
 
* vorhanden am Auto etc
* hat möglicherweise eingebauten Verstärker
** Verstärker schwierig zu finden (ist meist außerhalb des Autos)
** Phantomspeisung zur Stromversorgung irgendwo drin?
* Buchse? ISO oder DIN? Wahrscheinlich DIN.
* Impedanz? 150 Ω (wahrscheinlich)? 50 Ω (wahrscheinlich nicht)? Antennenanpassung nötig?
 
== EMI ==
 
* ElectroMagnetic Interference
* unsere Hardware stellt viele Hochfrequenzstörquellen dar
* Störung von außen gibt’s vielleicht auch
* Audioverstärker sollte nicht gestört werden
* Faradayscher Käfig nötig (1 oder mehr)
** Filterplatte mit Masse
** min. 2 Lagen
 
== Ghost in the Machine ==
 
* Pull-Up-Widerstände sind auf den Kommunikationsleitungen notwendig, damit kein Blödsinn gesendet/empfangen wird, wenn ein Gerät ohne Strom ist
 
= Software =
 
* Selbstgebastelte (wenn sinnvoll User-Space-) Treiber für die Hardware
** http://svn.nomike.com/playground/trunk/Navi/
* MT3329 geht über gpsd schon
** xgps-Testprogramm
 
== Mainline Linux ==
* Hardware und Verbindungen müssen im Device-Tree-File eingetragen sein (d.h. eingetragen werden)
 
* Device Tree
** offiziell sollten für Peripherie Device-Tree-Overlays verwendet werden (wird zusätzlich zum Board-Device-Tree-File geladen):
*** Spezialsyntax __overlay__ { … }
*** dtc -@ xxx.dts
*** Linux Command Line: dtoverlay=xxx.dtb beim Booten
*** geht nicht in Debian, weil "/plugin/" unbekannt
** Hack: Board-File editieren
*** bei unserem Host: sun7i-a20-olinuxino-lime2.dts
*** folgendes hinten anhängen und dann: make dtbs und die entstehende Datei sun7i-a20-olinuxino-lime2.dtb  dem Bootvorgang zur Verfügung stellen
 
<pre>
#include <dt-bindings/pwm/pwm.h>
 
/ {
        pwm_bl: backlight {
                compatible = "pwm-backlight";
                pwms = <&pwm0 0 50000>; /* FIXME settings; FIXME use pwm0_pins_a. */
                brightness-levels = <0 2 5 7 10 12 15 17 255>; /* FIXME more */
                default-brightness-level = <0>;
 
                pinctrl-names = "default";
                pinctrl-0 = <&bl_enable_pin>;
                enable-gpios = <&pio 7 8 GPIO_ACTIVE_HIGH>; /* FIXME: LCD power: PH8. */
        };
 
        panel: panel {
                compatible = "innolux,at070tn92", "panel-dpi";
                backlight = <&pwm_bl>;
                /* TODO power-supply = <&vdd_pnl_reg> */
                #address-cells = <1>;
                #size-cells = <0>;
                port@0 {
                        reg = <0>;
                        #address-cells = <1>;
                        #size-cells = <0>;
                        panel_input: endpoint {
                                reg = <0>;
                                remote-endpoint = <&tcon0_out_lcd>;
                        };
                };
        };
};
 
&pio {
  ...
        bl_enable_pin: bl_enable_pin@0 {
                pins = "PH8";
                function = "gpio_out";
        };
        lcd_rgb888_pins: lcd-rgb888 {
                pins = "PD0", "PD1", "PD2", "PD3", "PD4", "PD5", "PD6", "PD7",
                        "PD8", "PD9", "PD10", "PD11", "PD12", "PD13", "PD14", "PD15",
                        "PD16", "PD17", "PD18", "PD19", "PD20", "PD21", "PD22", "PD23",
                        "PD24", "PD25", "PD26", "PD27";
                function = "lcd0";
        };
};
 
&uart4 {
pinctrl-names = “default”;
pinctrl-0 = <&uart4_pins_a>;
status = “okay”;
};
 
tss463aa_clock_source: oscillator {
        #clock-cells = <0>;
        compatible = "fixed-clock";
        clock-frequency = <4000000>;
};
 
&spi2 {
status = “okay”;
pinctrl-names = “default”;
pinctrl-0 = <&spi2_pins_a>, <&spi2_cs0_pins_a>;
van0: tss463aa@1 {
compatible = “atmel,tss463aa”;
reg = <0>;
                interrupt-parent = <&pio>;
                interrupts = <8 10 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>; /* PI10 / EINT22 */  /* TODO specify as gpio-in */
                interrupt-names = "activity";
spi-max-frequency = <4000000>;
spi-cpol;
spi-cpha;
                clocks = <&tss463aa_clock_source>;
                tss463aa,diagnosis-mode = <0>;
};
};
 
&i2c2 {
pinctrl-names = “default”;
pinctrl-0 = <&i2c2_pins_a>;
status = “okay”;
};
 
&codec {
status = “okay”;
};
 
/* touchscreen */
&rtp {
        allwinner,ts-attached;
        #thermal-sensor-cells = <0>;
        /* sensitive/noisy touch panel */
        allwinner,tp-sensitive-adjust = <0>;
        allwinner,filter-type = <3>;
};
 
&pwm {
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pwm0_pins_a>, <&pwm1_pins_a>;
        status = "okay";
};
 
&tcon0 {
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&lcd_rgb888_pins>;
        status = "okay";
};
 
&tcon0_out {
        tcon0_out_lcd: endpoint@0 {
                reg = <0>;
                remote-endpoint = <&panel_input>;
        };
};
</pre>
 
* Für spidev in Linux drivers/spi/spidev.c editieren:
** das Array spidev_dt_ids erweitern um
<pre>
{ .compatible = “atmel,tss463aa” },
</pre>
** vor dem (existierenden) Sentinel
<pre>
{},
</pre>
** dann ausführen:
<pre>
make modules
make modules_install
</pre>
 
== User-Space ==
 
* Zugriff auf SPI über spidev (Später: Selbstgeschriebenes CAN-Kernel-Modul)
** Linux-Source muss editiert werden., damit /dev/-Datei erscheint
** es existieren verschiedene Headerfiles für SPI. Vorsicht! linux-headers-Paket im User Space installieren&verwenden, nicht /usr/src/linux/include
* Zugriff auf I2C funktioniert auch so
* Zugriff auf UART funktioniert auch so
* Interrupts (EINTxx):
** /sys/class/gpioXXX/edge
** /sys/class/gpioXXX/uevent
** poll() oder select() auf errors
 
http://svn.nomike.com/playground/trunk/Navi/
 
= Softwarekonfiguration =
 
http://www.catb.org/gpsd/gpsd-time-service-howto.html
 
Linux Kernel:
 
    CONFIG_PPS=y
    CONFIG_PPS_CLIENT_LDISC=y
 
= TODO =
 
* SocketCAN-Netzwerkmodul für VAN-Bus: https://github.com/daym/linux/blob/van/drivers/net/can/spi/tss463aa.c
 
= VAN Bus Monitoring Ergebnisse =
 
== Participiants (Arbitration IDs) on the Bus (Peugeot 307 XS) ==
 
<pre>
0x4d4/RTR Radio Settings
0x4ec/RTR Track Time
0x4fc/RTR Lights in Instrument Array
0x524/RTR Car Status 2
0x554/RTR RDS Repeater
0x664/RTR Middle Console Buttons
0x824/RTR Speed and RPM
0x8a4/RTR Display
0x8c4/RTR Radio Buttons
0x9c4/RTR Steering Wheel Radio Remote Control Stick
0xe24/RTR VIN
</pre>
 
=== 0x4fc/RTR Lights in Instrument Array ===
 
* Offset 5:
** Mask 0x80: Headlight low
** Mask 0x40: Headlight high
** Mask 0x20: Front fog lights
** Mask 0x10: Rear fog lights
** Mask 0x08: Right turn indicator
** Mask 0x04: Left turn indicator
 
=== 0x664/RTR Middle Console Buttons ===
 
* Offset 0:
** Mask 0x02: Hazard
* Offset 2:
** Mask 0x40: Door lock
** Mask 0x0F: Brightness
* Offset 3:
** Mask 0x02: ESP off
 
=== 0x824/RTR Speed and RPM ===
 
* Offset 0 .. 1: RPM
** X/10 if X != 0xFFFF else None
* Offset 2 .. 3: Speed
** X/100 if X != 0xFFFF else None
* Offset 4 .. 6: Sequence
 
=== 0x8a4/RTR Display ===
 
* Offset 0:
** Mask 0x0F: Backlight intensity
** Mask 0x80: ???
 
=== 0x9c4/RTR Steering Wheel Radio Remote Control Stick ===
 
* Offset 0: "Buttons"
** Mask 0x02: Source (outermost right button)
** Mask 0x04: Decrease volume
** Mask 0x08: Increase volume
** Mask 0x40: Seek- (bottom)
** Mask 0x80: Seek+ (top)


[[Kategorie:Projekte]]
[[Kategorie:Projekte]]

Aktuelle Version vom 6. September 2018, 18:53 Uhr

Ziele

  • Linux-Navigationsgerät fürs Auto bauen mit ausschließlich Free Software.
  • Einarbeiten in UART, SPI, I²C, SPI mit Linux >= 4.4
  • Spaß haben

Hardware, abstrakt

  • Stromversorgung
  • GPS
  • FM-Radio
  • VAN Bus Controller für Display, Tasten etc

Hardware, konkret

Verbindungen

  • 12 V -> 5 V Anker Netzteil für Auto: ISO-Stecker, USB
  • MT3329 GPS Receiver: UART4
  • TSS463-AA VAN Bus Controller: SPI2
  • MCP2551 CAN Line Driver: UART, aber zwischen TSS463-AA und MCP2551
  • RDA5807M FM Radio: I²C2, Antenne
  • TDA7850 4-Kanal-Audio-Verstärker: Cinch, ISO-Stecker
  • PT7313E Audio Filter: I²C, Klinke
  • A20-OLinuXIno-LIME2 Host Computer: Ethernet

A20 Pinout

  • UART4: PG10,PG11 (on GPIO-1)
  • SPI2: PC19,20,21,22 (on GPIO-1)
  • I2C2: PB20, PB21 (on GPIO-1)
  • maybeEINT: PI17 (pin# 38) (possible: PI10..PI13, PI16..PI19 incl.; prefer: PI16, PI17 [muxed UART2 RTS, CTS]) [muxed SPI0, SPI1, UART5, UART6] (on GPIO-2)
  • CAN: PH20 [pin# 33], PH21 [pin# 35] (on GPIO-3)
  • PS2: PH12, PH13, PI14, PI15 [muxed with SPI0 CS, SPI1 CS, EINT] (on GPIO-3)
  • EINT: PH0, PH9..PH11, PH14..PH21 incl. [muxed UART3, CSI] (on GPIO-3) ^^^ best: PH8,9 [pin#11],10,11
  • FM In: FMINR, FMINL (on GPIO-4)
  • Line In: LINEINR, LINEINL (on GPIO-4)
  • [TV In: TVIN0, TVIN1, TVIN2, TVIN3 (on GPIO-4)]
  • maybe TODO: IR (both CIR and IRDA)

Hardware-Fallstricke

FM-Antenne

  • vorhanden am Auto etc
  • hat möglicherweise eingebauten Verstärker
    • Verstärker schwierig zu finden (ist meist außerhalb des Autos)
    • Phantomspeisung zur Stromversorgung irgendwo drin?
  • Buchse? ISO oder DIN? Wahrscheinlich DIN.
  • Impedanz? 150 Ω (wahrscheinlich)? 50 Ω (wahrscheinlich nicht)? Antennenanpassung nötig?

EMI

  • ElectroMagnetic Interference
  • unsere Hardware stellt viele Hochfrequenzstörquellen dar
  • Störung von außen gibt’s vielleicht auch
  • Audioverstärker sollte nicht gestört werden
  • Faradayscher Käfig nötig (1 oder mehr)
    • Filterplatte mit Masse
    • min. 2 Lagen

Ghost in the Machine

  • Pull-Up-Widerstände sind auf den Kommunikationsleitungen notwendig, damit kein Blödsinn gesendet/empfangen wird, wenn ein Gerät ohne Strom ist

Software

Mainline Linux

  • Hardware und Verbindungen müssen im Device-Tree-File eingetragen sein (d.h. eingetragen werden)
  • Device Tree
    • offiziell sollten für Peripherie Device-Tree-Overlays verwendet werden (wird zusätzlich zum Board-Device-Tree-File geladen):
      • Spezialsyntax __overlay__ { … }
      • dtc -@ xxx.dts
      • Linux Command Line: dtoverlay=xxx.dtb beim Booten
      • geht nicht in Debian, weil "/plugin/" unbekannt
    • Hack: Board-File editieren
      • bei unserem Host: sun7i-a20-olinuxino-lime2.dts
      • folgendes hinten anhängen und dann: make dtbs und die entstehende Datei sun7i-a20-olinuxino-lime2.dtb dem Bootvorgang zur Verfügung stellen
#include <dt-bindings/pwm/pwm.h>

/ {
        pwm_bl: backlight {
                compatible = "pwm-backlight";
                pwms = <&pwm0 0 50000>; /* FIXME settings; FIXME use pwm0_pins_a. */
                brightness-levels = <0 2 5 7 10 12 15 17 255>; /* FIXME more */
                default-brightness-level = <0>;

                pinctrl-names = "default";
                pinctrl-0 = <&bl_enable_pin>;
                enable-gpios = <&pio 7 8 GPIO_ACTIVE_HIGH>; /* FIXME: LCD power: PH8. */
        };

        panel: panel {
                compatible = "innolux,at070tn92", "panel-dpi";
                backlight = <&pwm_bl>;
                /* TODO power-supply = <&vdd_pnl_reg> */
                #address-cells = <1>;
                #size-cells = <0>;
                port@0 {
                        reg = <0>;
                        #address-cells = <1>;
                        #size-cells = <0>;
                        panel_input: endpoint {
                                reg = <0>;
                                remote-endpoint = <&tcon0_out_lcd>;
                        };
                };
        };
};

&pio {
   ...
        bl_enable_pin: bl_enable_pin@0 {
                pins = "PH8";
                function = "gpio_out";
        };
        lcd_rgb888_pins: lcd-rgb888 {
                pins = "PD0", "PD1", "PD2", "PD3", "PD4", "PD5", "PD6", "PD7", 
                        "PD8", "PD9", "PD10", "PD11", "PD12", "PD13", "PD14", "PD15",
                        "PD16", "PD17", "PD18", "PD19", "PD20", "PD21", "PD22", "PD23",
                        "PD24", "PD25", "PD26", "PD27";
                function = "lcd0";
        };
};

&uart4 {
	pinctrl-names = “default”;
	pinctrl-0 = <&uart4_pins_a>;
	status = “okay”;
};

tss463aa_clock_source: oscillator {
        #clock-cells = <0>;
        compatible = "fixed-clock";
        clock-frequency = <4000000>;
};

&spi2 {
	status = “okay”;
	pinctrl-names = “default”;
	pinctrl-0 = <&spi2_pins_a>, <&spi2_cs0_pins_a>;
	van0: tss463aa@1 {
		compatible = “atmel,tss463aa”;
		reg = <0>;
                interrupt-parent = <&pio>;
                interrupts = <8 10 IRQ_TYPE_LEVEL_LOW>; /* PI10 / EINT22 */  /* TODO specify as gpio-in */
                interrupt-names = "activity";
		spi-max-frequency = <4000000>;
		spi-cpol;
		spi-cpha;
                clocks = <&tss463aa_clock_source>;
                tss463aa,diagnosis-mode = <0>;
	};
};

&i2c2 {
	pinctrl-names = “default”;
	pinctrl-0 = <&i2c2_pins_a>;
	status = “okay”;
};

&codec {
	status = “okay”;
};

/* touchscreen */
&rtp {
        allwinner,ts-attached;
        #thermal-sensor-cells = <0>;
        /* sensitive/noisy touch panel */
        allwinner,tp-sensitive-adjust = <0>;
        allwinner,filter-type = <3>;
};

&pwm {
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&pwm0_pins_a>, <&pwm1_pins_a>;
        status = "okay";
};

&tcon0 {
        pinctrl-names = "default";
        pinctrl-0 = <&lcd_rgb888_pins>;
        status = "okay";
};

&tcon0_out {
        tcon0_out_lcd: endpoint@0 {
                reg = <0>;
                remote-endpoint = <&panel_input>;
        };
};
  • Für spidev in Linux drivers/spi/spidev.c editieren:
    • das Array spidev_dt_ids erweitern um
	{ .compatible = “atmel,tss463aa” },
    • vor dem (existierenden) Sentinel
	{},
    • dann ausführen:
make modules
make modules_install

User-Space

  • Zugriff auf SPI über spidev (Später: Selbstgeschriebenes CAN-Kernel-Modul)
    • Linux-Source muss editiert werden., damit /dev/-Datei erscheint
    • es existieren verschiedene Headerfiles für SPI. Vorsicht! linux-headers-Paket im User Space installieren&verwenden, nicht /usr/src/linux/include
  • Zugriff auf I2C funktioniert auch so
  • Zugriff auf UART funktioniert auch so
  • Interrupts (EINTxx):
    • /sys/class/gpioXXX/edge
    • /sys/class/gpioXXX/uevent
    • poll() oder select() auf errors

http://svn.nomike.com/playground/trunk/Navi/

Softwarekonfiguration

http://www.catb.org/gpsd/gpsd-time-service-howto.html

Linux Kernel:

   CONFIG_PPS=y
   CONFIG_PPS_CLIENT_LDISC=y

TODO

VAN Bus Monitoring Ergebnisse

Participiants (Arbitration IDs) on the Bus (Peugeot 307 XS)

0x4d4/RTR Radio Settings
0x4ec/RTR Track Time
0x4fc/RTR Lights in Instrument Array
0x524/RTR Car Status 2
0x554/RTR RDS Repeater
0x664/RTR Middle Console Buttons
0x824/RTR Speed and RPM
0x8a4/RTR Display
0x8c4/RTR Radio Buttons
0x9c4/RTR Steering Wheel Radio Remote Control Stick
0xe24/RTR VIN

0x4fc/RTR Lights in Instrument Array

  • Offset 5:
    • Mask 0x80: Headlight low
    • Mask 0x40: Headlight high
    • Mask 0x20: Front fog lights
    • Mask 0x10: Rear fog lights
    • Mask 0x08: Right turn indicator
    • Mask 0x04: Left turn indicator

0x664/RTR Middle Console Buttons

  • Offset 0:
    • Mask 0x02: Hazard
  • Offset 2:
    • Mask 0x40: Door lock
    • Mask 0x0F: Brightness
  • Offset 3:
    • Mask 0x02: ESP off

0x824/RTR Speed and RPM

  • Offset 0 .. 1: RPM
    • X/10 if X != 0xFFFF else None
  • Offset 2 .. 3: Speed
    • X/100 if X != 0xFFFF else None
  • Offset 4 .. 6: Sequence

0x8a4/RTR Display

  • Offset 0:
    • Mask 0x0F: Backlight intensity
    • Mask 0x80: ???

0x9c4/RTR Steering Wheel Radio Remote Control Stick

  • Offset 0: "Buttons"
    • Mask 0x02: Source (outermost right button)
    • Mask 0x04: Decrease volume
    • Mask 0x08: Increase volume
    • Mask 0x40: Seek- (bottom)
    • Mask 0x80: Seek+ (top)