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

12 V -> 5 V Anker PowerDrive 2 Auto "Ladegerät" 24W / 4.8A 2-Port USB
U-Blox 7 GPS Receiver
TSS463-AA VAN Bus Controller
MCP2551 CAN Line Driver
RDA5807M FM Radio
TDA7850 4-Kanal-Audio-Verstärker
PT7313E Audio Filter
MAX3002 Level Shifter
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

#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

besser: Interrupts im Kernel abarbeiten
- Vorteil: diese werden auch abgearbeitet wenn das User-Space-Programm gerade kaputt ist und wir stellen so sicher, dass das auslösende Gerät weiterarbeiten kann.
noch besser: SocketCAN-Netzwerkmodul für VAN-Bus schreiben
- einfachste Vorlage: vcan

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)

Navi

Inhaltsverzeichnis

Ziele

Hardware, abstrakt

Hardware, konkret

Verbindungen

A20 Pinout

Hardware-Fallstricke

FM-Antenne

EMI

Ghost in the Machine

Software

Mainline Linux

User-Space

Softwarekonfiguration

TODO

VAN Bus Monitoring Ergebnisse

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

0x4fc/RTR Lights in Instrument Array

0x664/RTR Middle Console Buttons

0x824/RTR Speed and RPM

0x8a4/RTR Display

0x9c4/RTR Steering Wheel Radio Remote Control Stick

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