第20章 Howto

本章では、Armadillo-IoT のソフトウェアをカスタマイズをする方法などについて説明します。

20.1. イメージをカスタマイズする

コンフィギュレーションを変更してLinuxカーネルイメージをカスタマイズする方法を説明します。

手順20.1 イメージをカスタマイズ

  1. アーカイブの展開

    各ソースコードアーカイブを展開します。

    [PC ~]$ ls
    linux-3.14.38-at[version].tar.gz
    [PC ~]$ tar xf linux-3.14.38-at[version].tar.gz
    [PC ~]$ ls
    linux-3.14.38-at[version]  linux-3.14.38-at[version].tar.gz
  2. コンフィギュレーション

    Linuxカーネルディレクトリに移動してコンフィギュレーションをします。

    [PC ~]$ cd linux-3.14.38-at[version]
    [PC ~/linux-3.14.38-at[version]]$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm x1_defconfig
    [PC ~/linux-3.14.38-at[version]]$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm menuconfig
  3. カーネルコンフィギュレーションの変更

    「Customize Kernel Settings」を選択した場合は、Linux Kernel Configurationメニューが表示されます。カーネルコンフィギュレーションを変更後、"Exit"を選択して「Do you wish to save your new kernel configuration ? <ESC><ESC> to continue.」で"Yes"とし、カーネルコンフィギュレーションを確定します。

     .config - Linux/arm 3.14.38-at1 Kernel Configuration
    ------------------------------------------------------------------------
                  Linux/arm 3.14.38-at1 Kernel Configuration
     Arrow keys navigate the menu.  <Enter> selects submenus ---> (or empty
     submenus ----).  Highlighted letters are hotkeys.  Pressing <Y>  
     includes, <N> excludes, <M> modularizes features.  Press <Esc><Esc> to  
     exit, <?> for Help, </> for Search.  Legend: [*] built-in  [ ]
    ------------------------------------------------------------------------
      
         -*- Patch physical to virtual translations at runtime
             General setup  --->
         [*] Enable loadable module support  --->
         [*] Enable the block layer  --->
             System Type  --->
             Bus support  --->
             Kernel Features  --->
             Boot options  --->
             CPU Power Management  --->
             Floating point emulation  --->
    ------------------------------------------------------------------------
           <Select>    < Exit >    < Help >    < Save >    < Load >
    [ティップ]

    Linux Kernel Configurationメニューで"/"キーを押下すると、カーネルコンフィギュレーションの検索を行うことができます。カーネルコンフィギュレーションのシンボル名(の一部)を入力して"Ok"を選択すると、部分一致するシンボル名を持つカーネルコンフィギュレーションの情報が一覧されます。

  4. ビルド

    ビルドするには、次のようにコマンドを実行します。

    [PC ~/linux-3.14.38-at[version]]$ make CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- ARCH=arm
    [PC ~/linux-3.14.38-at[version]]$ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=arm-linux-gnueabihf- LOADADDR=0x80008000 uImage
  5. イメージファイルの生成確認

    ビルドが終了すると、arch/arm/boot/ディレクトリとarch/arm/boot/dts/以下に、イメージファイル(LinuxカーネルとDTB)が作成されています。

    [PC ~/linux-3.14.38-at[version]]$ ls arch/arm/boot/uImage
    uImage
    [PC ~/linux-3.14.38-at[version]]$ ls arch/arm/boot/dts/armadillo_iotg_g3.dtb
    armadillo_iotg_g3.dtb

20.2. GPIOを制御する

アドオンインターフェースのGPIOを制御する方法を説明します。

Armadillo-IoT のGPIOは、generic GPIOとして実装されています。GPIOクラスディレクトリ以下のファイルによってGPIOの制御を行うことができます。

アドオンインターフェース(CON1, CON2)のGPIOと、GPIOクラスディレクトリの対応を次に示します。

表20.1 アドオンインターフェースのGPIOディレクトリ

ピン番号GPIOクラスディレクトリ
CON1_3ピン, CON2_41ピン/sys/class/gpio/gpio64
CON1_4ピン, CON2_40ピン/sys/class/gpio/gpio65
CON1_5ピン, CON2_39ピン/sys/class/gpio/gpio66
CON1_6ピン, CON2_38ピン/sys/class/gpio/gpio67
CON1_7ピン, CON2_32ピン/sys/class/gpio/gpio98
CON1_8ピン, CON2_34ピン/sys/class/gpio/gpio99
CON1_9ピン, CON2_36ピン/sys/class/gpio/gpio100
CON1_10ピン, CON2_37ピン/sys/class/gpio/gpio101
CON1_11ピン, CON2_35ピン/sys/class/gpio/gpio102
CON1_12ピン, CON2_50ピン/sys/class/gpio/gpio103
CON1_13ピン, CON2_24ピン/sys/class/gpio/gpio106
CON1_14ピン, CON2_25ピン/sys/class/gpio/gpio107
CON1_15ピン, CON2_33ピン/sys/class/gpio/gpio139
CON1_16ピン, CON2_46ピン/sys/class/gpio/gpio179
CON1_17ピン, CON2_47ピン/sys/class/gpio/gpio180
CON1_18ピン, CON2_49ピン/sys/class/gpio/gpio182
CON1_19ピン, CON2_48ピン/sys/class/gpio/gpio181
CON1_22ピン, CON2_42ピン/sys/class/gpio/gpio108
CON1_23ピン, CON2_43ピン/sys/class/gpio/gpio109
CON1_24ピン/sys/class/gpio/gpio89
CON1_25ピン/sys/class/gpio/gpio90
CON1_32ピン/sys/class/gpio/gpio204
CON1_33ピン/sys/class/gpio/gpio205
CON1_34ピン/sys/class/gpio/gpio199
CON1_35ピン/sys/class/gpio/gpio194
CON1_36ピン/sys/class/gpio/gpio200
CON1_37ピン/sys/class/gpio/gpio195
CON1_38ピン/sys/class/gpio/gpio192
CON1_39ピン/sys/class/gpio/gpio193
CON1_40ピン/sys/class/gpio/gpio97
CON1_41ピン/sys/class/gpio/gpio96
CON1_42ピン/sys/class/gpio/gpio196
CON1_43ピン/sys/class/gpio/gpio197
CON1_44ピン/sys/class/gpio/gpio198
CON1_45ピン/sys/class/gpio/gpio202
CON1_46ピン/sys/class/gpio/gpio203
CON1_47ピン/sys/class/gpio/gpio140
CON1_48ピン/sys/class/gpio/gpio141
CON1_49ピン/sys/class/gpio/gpio142
CON1_50ピン/sys/class/gpio/gpio201
CON1_51ピン/sys/class/gpio/gpio143
CON1_52ピン/sys/class/gpio/gpio144
CON1_53ピン/sys/class/gpio/gpio145

以降の説明では、任意のGPIOを示すGPIOクラスディレクトリを"/sys/class/gpio/[GPIO]"のように表記します。

20.2.1. GPIOクラスディレクトリを作成する

/sys/class/gpio/exportにGPIO番号を書き込むことによって、GPIOクラスディレクトリを作成することができます。

アドオンインターフェース(CON1) 3ピンに対応するGPIOクラスディレクトリを作成する例を次に示します。

[armadillo ~]# echo 64 > /sys/class/gpio/export
[armadillo ~]# ls /sys/class/gpio/gpio0/
direction  edge       power/     subsystem@ uevent     value

図20.1 GPIOクラスディレクトリを作成する


[ティップ]

作成済みのGPIOクラスディレクトリを削除するには、/sys/class/gpio/unexportにGPIO番号を書き込みます。

[armadillo ~]# echo 64 > /sys/class/gpio/unexport
[armadillo ~]# ls /sys/class/gpio/gpio64/
ls: /sys/class/gpio/gpio0/: No such file or directory
[警告]

工場出荷イメージでは、Linux カーネルのコンフィギュレーションにてAIOTG_STD_ADDON_AUTO_DETECTが有効化されています。

AIOTG_STD_ADDON_AUTO_DETECTが有効化されていると、アドオンモジュールの自動認識機能が動作し、必要に応じてピンマルチプレクス設定などを行います。自動認識機能にて既に設定が行われいるピンはGPIOクラスディレクトリの作成を行うことができません。

既に設定が行われいるピンのGPIOクラスディレクトリを作成したい場合は、Linux カーネルのコンフィギュレーションにてAIOTG_STD_ADDON_AUTO_DETECTを無効化してください。

Linux カーネルのコンフィギュレーションの変更方法については、「イメージをカスタマイズする」を参照してください。

20.2.2. 入出力方向を変更する

GPIOディレクトリ以下のdirectionファイルへ値を書き込むことによって、入出力方向を変更することができます。directionに書き込む有効な値を次に示します。

表20.2 directionの設定

設定説明
high入出力方向をOUTPUTに設定します。出力レベルの取得/設定を行うことができます。出力レベルはHIGHレベルになります。
out入出力方向をOUTPUTに設定します。出力レベルの取得/設定を行うことができます。出力レベルはLOWレベルになります。
lowoutを設定した場合と同じです。
in入出力方向をINPUTに設定します。入力レベルの取得を行うことができますが設定はできません。

[armadillo ~]# echo in > /sys/class/gpio/[GPIO]/direction

図20.2 GPIOの入出力方向を設定する(INPUTに設定)


[armadillo ~]# echo out > /sys/class/gpio/[GPIO]/direction

図20.3 GPIOの入出力方向を設定する(OUTPUTに設定)


20.2.3. 入力レベルを取得する

GPIOディレクトリ以下のvalueファイルから値を読み出すことによって、入力レベルを取得することができます。"0"はLOWレベル、"1"はHIGHレベルを表わします。入力レベルの取得は入出力方向がINPUT, OUTPUTのどちらでも行うことができます。

入出力方向がOUTPUTの時に読み出される値は、GPIOピンの状態です。そのため、valueファイルに書き込んだ値とは異なる場合があります。

[armadillo ~]# cat /sys/class/gpio/[GPIO]/value
0

図20.4 GPIOの入力レベルを取得する


20.2.4. 出力レベルを設定する

GPIOディレクトリ以下のvalueファイルへ値を書き込むことによって、出力レベルを設定することができます。"0"はLOWレベル、"0"以外はHIGHレベルを表わします。出力レベルの設定は入出力方向がOUTPUTでなければ行うことはできません。

[armadillo ~]# echo 1 > /sys/class/gpio/[GPIO]/value

図20.5 GPIOの出力レベルを設定する


20.3. AR9462モジュールを使って2.4GHz帯で通信する使用例

2つの機器をサンプルにAR9462モジュールを使って2.4GHz帯で通信するときの使い方について説明します。

20.3.1. 「BVMCN1101AA」の信号を受信する

Braveridge社製のビーコン「BVMCN1101AA」を例にビーコン信号を受信する方法を説明します。

「BVMCN1101AA」のアドバタイジング・パケットを受信するためには、bluetoothctlコマンドを使います。 [bluetooth]のプロンプトが表示されたら、scan onで信号を受信できます。 ご利用の環境によっては、ほかの機器からの信号も受信されます。

[armadillo ~]# bluetoothctl
[NEW] Controller [AA:AA:AA:AA:AA:AA] armadillo-iotg [default]
[bluetooth]# scan on
Discovery started
[CHG] Controller [AA:AA:AA:AA:AA:AA] Discovering: yes
[NEW] Device [BB:BB:BB:BB:BB:BB] BBAAEdit
[CHG] Device [BB:BB:BB:BB:BB:BB] RSSI: -67
[CHG] Device [BB:BB:BB:BB:BB:BB] RSSI: -72

スキャンを中止するには、scan offを実行します。

[bluetooth]# scan off
Discovery stopped
[CHG] Controller [AA:AA:AA:AA:AA:AA] Discovering: no

bluetoothctlを終了するには、exitを実行します。

[bluetooth]# exit

20.3.2. 「CC2650」を操作する

TEXAS INSTRUMENTS社製のセンサータグ「CC2650」を例にセンサータグをgatttoolで操作する方法を説明します。

手順20.2 「CC2650」の操作手順

  1. hcitool lescanを実行して、「CC2650」のMACアドレスを確認します。 ご利用の環境によっては、他の機器も検出されます。

    [armadillo ~]# hcitool lescan
    LE Scan ...
    [CC:CC:CC:CC:CC:CC] (unknown)
    [CC:CC:CC:CC:CC:CC] CC2650 SensorTag # <- このMACアドレスを確認します。
  2. 「CC2650」に接続します。

    [armadillo ~]# gatttool -b [CC:CC:CC:CC:CC:CC] -I
    [[CC:CC:CC:CC:CC:CC]][LE]> connect
    Attempting to connect to [CC:CC:CC:CC:CC:CC]
    Connection successful
  3. プライマリサービスを確認するには、primaryを実行します。

    [[CC:CC:CC:CC:CC:CC]][LE]> primary
    attr handle: 0x0001, end grp handle: 0x0007 uuid: 00001800-0000-1000-8000-00805f9b34fb
    attr handle: 0x0008, end grp handle: 0x000b uuid: 00001801-0000-1000-8000-00805f9b34fb
    attr handle: 0x000c, end grp handle: 0x001e uuid: 0000180a-0000-1000-8000-00805f9b34fb
    attr handle: 0x001f, end grp handle: 0x0026 uuid: f000aa00-0451-4000-b000-000000000000
    attr handle: 0x0027, end grp handle: 0x002e uuid: f000aa20-0451-4000-b000-000000000000
    attr handle: 0x002f, end grp handle: 0x0036 uuid: f000aa40-0451-4000-b000-000000000000
    attr handle: 0x0037, end grp handle: 0x003e uuid: f000aa80-0451-4000-b000-000000000000
    attr handle: 0x003f, end grp handle: 0x0046 uuid: f000aa70-0451-4000-b000-000000000000
    attr handle: 0x0047, end grp handle: 0x004b uuid: 0000ffe0-0000-1000-8000-00805f9b34fb
    attr handle: 0x004c, end grp handle: 0x0050 uuid: f000aa64-0451-4000-b000-000000000000  # <- ここを詳しく調べます
    attr handle: 0x0051, end grp handle: 0x0058 uuid: f000ac00-0451-4000-b000-000000000000
    attr handle: 0x0059, end grp handle: 0x0060 uuid: f000ccc0-0451-4000-b000-000000000000
    attr handle: 0x0061, end grp handle: 0xffff uuid: f000ffc0-0451-4000-b000-000000000000
  4. 0x004c~0x0050でハンドルされているプロファイルのUUIDを確認するには、char-descを実行します。

    [[CC:CC:CC:CC:CC:CC]][LE]> char-desc 4c 50
    handle: 0x004c, uuid: 00002800-0000-1000-8000-00805f9b34fb
    handle: 0x004d, uuid: 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
    handle: 0x004e, uuid: f000aa65-0451-4000-b000-000000000000
    handle: 0x004f, uuid: 00002803-0000-1000-8000-00805f9b34fb
    handle: 0x0050, uuid: f000aa66-0451-4000-b000-000000000000
  5. プロファイルの情報を読み取るには、char-read-hndを実行します。

    [[CC:CC:CC:CC:CC:CC]][LE]> char-read-hnd 50
    Characteristic value/descriptor: 00
  6. プロファイルの情報を設定するには、char-write-cmdを実行します。

    [[CC:CC:CC:CC:CC:CC]][LE]> char-write-cmd 50 01 # <- 「CC2650」のブザーが鳴り、LEDが光ります
    [[CC:CC:CC:CC:CC:CC]][LE]> char-write-cmd 50 01 # <- 「CC2650」のブザーが止まり、LEDが消えます
  7. 操作を終了するには、exitを実行します。

    [[CC:CC:CC:CC:CC:CC]][LE]> exit

20.4. sshでArmadillo-IoT G3に接続する

  1. ssh-serverをインストールする

    [armadillo ~]# apt-get update
    [armadillo ~]# apt-get install -y ssh
  2. sshでrootのログインを禁止する

    /etc/ssh/sshd_config内のPermitRootLogin をnoに設定します。

    [armadillo ~]# vi /etc/ssh/sshd_config
    ...
    # Authentication:
    LoginGraceTime 120
    PermitRootLogin without-password  # -> no に変更
    StrictModes yes
    ...