Nápověda k práci s přípravkem MicroZed APO

Tato stránka obsahuje návody k práci s přípravkem. Popis hardware a periferií naleznete na stránce Přípravek MicroZed APO.

Připojení k přípravku

Přístup přes sériový port, parametry:

Zařízení: /dev/ttyUSB0
Přenosová rychlost: 115200
Žádná parita a jeden stopbit
Login: root
Heslo bude sděleno na cvičení

Použít lze například program gtkterm nebo ještě jednodušeji tio -b 115200 /dev/ttyUSB0 z terminálu.

Po zjištění adresy připojené desky je výhodnější použít přístup přes SSH. Z počítače, kde je nainstalovaný pouze OS Windows, je možné na sériový port i přes SSH přistupovat k zařízení s využitím programu PuTTY.

Adresu desky je možné zjistit i z výpisu na obrazovce. Adresa je zobrazená binárně v každé řádce vždy od nejvýznamnějšího bitu (MSB) k bitu nejméně významnému (LSB).

ssh -i /opt/zynq/ssh-connect/mzapo-root-key root@192.168.202.xxx

Pro přenos souborů mezi cílovým systémem a hostitelským PC lze použít program SCP nebo si lze připojit kompletní souborový systém cílové desky do podadresáře /tmp příkazem

/opt/zynq/sshfs-mount-target 192.168.202.xxx

Případně lze privátní klíč přidat do ssh agenta:

ssh-add /opt/zynq/ssh-connect/mzapo-root-key

Připravený příkaz pro rychlé zavedení klíče

ssh-add-mzapo-key

A potom se lze k systému připojit přes ssh s uživatelem root již bez zadávání klíče nebo hesla:

ssh root@192.168.202.xxx

Aktuální (16.5.2020) IP adresy přípravků pro online přístup

192.168.202.203 192.168.202.212 192.168.202.207 192.168.202.127 192.168.202.211 192.168.202.204 192.168.202.213 192.168.202.209 (servo+RTMP)

Videopřenos z KN:E-2 je k dispozici na adrese https://youtu.be/QhbVtUUyPsA , vlastní přípravky jsou na stole srovnané tak, jak jsou uvedené adresy odleva doprava.

Adresa YouTube přenosu se může při nutnosti jeho restartu změnit. Aktuální informace sledujte ve fóru.

Počáteční šablona pro tvorbu aplikace

Šablonu aplikace najdete na počítačích v laboratoři v adresáři

/opt/apo/mzapo_template

Výhodnější je však šablonu nahrát z verzovacího systému a založit si poté pro projekt vlastní repozitář (viz stránka z dokumentace)

git clone https://gitlab.fel.cvut.cz/b35apo/mzapo_template.git

Součástí šablony jsou následující soubory

Makefile - pravidla pro sestavení a vzdálené spouštění aplikace
change_me.c - zdrojový kód s hlavní funkcí main - šablona určená k přejmenování
font_prop14x16.c - proporcionální font s maximální šířkou 14 a výškou 16 bodu
font_rom8x16.c - font s fixní šířkou
font_types.h - definice typu použitého pro popis fontu
mzapo_parlcd.h - deklarace funkcí pro nízkoúrovňový přístup k LCD display
mzapo_parlcd.c - implementace funkcí pro nízkoúrovňový přístup k LCD display
mzapo_phys.h - deklarace funkce pro mapování fyzického rozsahu adres do aplikačního procesu
mzapo_phys.c - implementace funkce pro mapování fyzického rozsahu adres do aplikačního procesu
mzapo_regs.h - definice bázových adres a registrů výukového návrhu MZ_APO

Podrobnější popis registrů návrhu lze nalézt v dokumentaci desky MZ_APO.

Pravidla Makefile pro sestavovací program je potřeba upravit pro vlastní aplikaci. Aplikace se bude skládat z jednoho nebo více zdrojových souborů v jazyce C (soubory s příponou *.c) a nebo v jazyce C++ (soubory s příponou *.cpp). Příkladem s hlavní funkci main je vzorový soubor change_me.c, který by měl být nahrazen, přejmenován za soubor specifický pro danou aplikaci.

Do proměnné SOURCES je nastaven seznam zdrojových souborů, viz následující část souboru Makefile

SOURCES = change_me.c mzapo_phys.c mzapo_parlcd.c
#SOURCES += font_prop14x16.c font_rom8x16.c

V první řádce je potřeba upravit jméno hlavního souboru aplikace. Pokud jsou využité fonty, je potřeba druhou řádku odkomentovat. Do seznamu je možné na těchto dvou řádkách nebo opakováním řádku s plus-rovná-se přidat i další potřebné soubory. Hlavičkové soubory (*.h) se do seznamu neuvádí.

Jméno žádaného binárního spustitelného souboru je nastavené v do proměnné TARGET_EXE.

Překlad je proveden prostým zavoláním sestavovacího programu

make

kdy je vyvoláno první nalezené pravidlo all.

Pro smazání generovaných souborů (objektové soubory, binární kód aplikace a automaticky generované závislosti) slouží cíl clean. Cíle lze i kombinovat

make clean all

Případná kompilace při změně a spuštění aplikace na vzdálené jednotce je provedeno při vyvolání cíle run

make TARGET_IP=192.168.202.xx run

Automatické přihlášení, přenos dat a spuštění aplikace na cílovém zařízení s danou IP adresou vyžaduje již zavedený privátní klíč v SSH agentovi pro dané sezení

ssh-add /opt/apo/zynq/ssh-connect/mzapo-root-key

Aplikace je nejdříve překopírovaná do podadresáře /tmp vytvořeného podle přihlašovacího jména uživatele a poté je aplikace spuštěné s tím, že standardní vstup i výstup je k dispozici na straně vývojářského počítače přes SSH spojení.

Aplikaci je možné na cílové platformě i ladit s využitím grafického ladícího programu Data Display Debugger

make TARGET_IP=192.168.202.xx debug

Na počítači, ze kterého je cílový systém laděný, musí být nainstalované balíčky ddd a gdb-multiarch (případně s úpravou Makefile arm-linux-gnueabihf-gdb).

Vývojová prostředí pro tvorbu programů

Doporučení pro studenty bez předchozí preference je na našich systémech používat editor/prostředí Geany.

Stránka s návodem jak nastavit vývojové prostředí Eclipse pro práci s přípravkem.

Připojení k přípravku z vlastního počítače mimo laboratoř (přes veřejný internet)

Pro kompilaci na Ubuntu/Debian systemu nainstalujde křížový kompilátor

sudo apt install crossbuild-essential-armhf

Zkopírujte privátní klíč pro SSH připojení k deskám MZ_APO z lokální sítě učebny

scp ctu_login@postel.felk.cvut.cz:/opt/zynq/ssh-connect/mzapo-root-key .
chmod go-rwx mzapo-root-key
ssh-add mzapo-root-key

Vyzkoušíme, že se na systém můžeme připojit přes SSH

ssh -o 'ProxyJump=ctu_login@postel.felk.cvut.cz'  root@192.168.202.xxx

Když projde tak exit.

Zeditujte Makefile, v proměnné TARGET_IP nastavte konkrétní adresu cílové desky ve vnitřní síti. Odkomentujte řádku s nastavením SSH pro spojení přes prostředníka s veřejnou adresou a nahraďte přihlašovací jméno ctu_login svým přiděleným přihlašovacím jménem do sítě ČVUT.

TARGET_IP ?= 192.168.202.xxx
SSH_OPTIONS=-o 'ProxyJump=ctu_login@postel.felk.cvut.cz'

Spusťte aplikaci na vzdáleném systému

make run

Pro urychlení přihlašování na server postel.felk.cvut.cz bez nutnosti vypisovat heslo můžete také využít ověřování privátním klíčem. Pokud ještě privátní klíč na svém systému nemáte nagenerovaný, tak použijte

ssh-keygen

Správné je svůj klíč i na svém počítači chránit heslem. Více na o klíčích na stránce Jak používat GIT s SSH klíčem. Pokud je klíč chráněný heslem, tak je ho potřeba po přihlášení do sezení aktivovat příkazem

ssh-add

Dále informujeme server postel.felk.cvut.cz o naší důvěře, volbě, že ṕro ověření našeho předaného účtu stačí otisk daného klíče

ssh-copy-id ctu_login@postel.felk.cvut.cz

Dále by již make run mělo startovat aplikaci bez nutnosti jakékoliv interakce ze strany uživatele (žádné dotazy na hesla atd.).

Připojení k přípravku v laboratoři ze sítě EDUROAM

Síť laboratoře K2 je za NATem. Proto není možné přímé spojení z vlastního počítače na desku. Pokud nám však na počítači běží SSH server, tak je možné vytvořit reverzní tunel.

Nejdříve zjistíme adresu našeho počítače v síti EDUROAM

ip addr show

Ideálně si na svém počítači vytvoříme pomocný uživatelský účet s nízkou úrovní oprávnění a přístupů k souborům.

adduser restricted_user

a zvolíme heslo. Z přípravku se připojíme k svému počítači přes SSH a vytvoříme reverzní tunel.

ssh -R 2222:localhost:22 restricted_user@147.32.xxx.xxx

Vytvořený tunel naslouchá na portu 2222 na našem počítači a každý pokus o připojení na port 2222 přenese na přípravek a zde provede pokus o otevření portu localhost:22, kde naslouchá SSH server na přípravku.

K přípravku se pak připojujeme přes tunel tak, že se připojíme k lokálnímu teleportovanému portu 2222.

ssh -o "UserKnownHostsFile=/dev/null" -o "StrictHostKeyChecking=no" -p 2222 root@localhost

K úspěšnému přihlášení budeme ještě potřebovat privátní klíč, který otvírá vstup k přípravku. Ten si lze stáhnout ze serveru postel a poté zavést například následujícími příkazy

scp login@postel.felk.cvut.cz:/opt/apo/zynq/ssh-connect/mzapo-root-key .
chmod 600 mzapo-root-key
ssh-add mzapo-root-key

Při volání make z adresáře se šablonou aplikace pak bude nutné přidat parametr SSH_OPTIONS

make SSH_OPTIONS="-o UserKnownHostsFile=/dev/null -o StrictHostKeyChecking=no -o Port=2222" TARGET_IP=localhost run

Pro opakované použití lze provést nastavení parametrů přímo v souboru Makefile.

Table of Contents