Proj-2011-2012-elua-arduino

Description

Le but du projet est de simplifier la programmation sur les cartes microcontroler STM32F4-DISCOVERY, en proposant une approche Arduino sur le projet opensource eLua, qui implémente Lua sur de nombreuses autres cartes. Notre projet consiste à porter en Lua les principales fonctions Arduino, pour que n'importe qui venant du monde Arduino, puisse trouver ses repères assez rapidement.

Couplé à la puissance d'eLua, Easy-eLua permet :

Portabilité : Le code Lua produit est compatible avec différentes architectures supportant elua.
le RAD pour l'embarqué: Prototyper et expérimenter des applications rapidement. Testez vos idées directement sans besoin de simulations ou de futures modifications.

Récupérer les sources

Le code source du projet est disponible sur github : https://github.com/SalemHarrache/ricm4-Easy-Elua

$ git clone git@github.com:SalemHarrache/ricm4-Easy-Elua.git

Instalation

Une fois télécharger, il faut lancer le script d’installation (debian/ubuntu) qui met en place l'environnement, à savoir Sourcery toolchain et l'utilitaire de flash de stlink:

$ cd ricm4-Easy-Elua.git
$ ./debian_install.sh
   -------------------------------------------------------------------------------
   Install prerequisites
   -------------------------------------------------------------------------------
         [OK] Install development tools
   -------------------------------------------------------------------------------
   Install Sourcery ARM toolchain version 2011.03-42
   -------------------------------------------------------------------------------
         [OK] Donwload Sourcery G++ Lite 2011.03-42 for ARM EABI
         [OK] Unpack Sourcery G++ Lite 2011.03-42 for ARM EABI
   -------------------------------------------------------------------------------
   Install ST-FLASH from stlink
   -------------------------------------------------------------------------------
         [OK] Git clone stlink
         [OK] Compiling st-flash
   -------------------------------------------------------------------------------
   Install elua
   -------------------------------------------------------------------------------
         [OK] Git clone elua
         [OK] Compiling elua for STM32F4DSCY
         [OK] Clean
   
   Installation succeed !
   -------------------------------------------------------------------------------
   Sourcery toolchain folder:        /home/salem/project/projet-ricm4/env/CodeSourcery/arm-2011.03
   stlink flash utils floder:        /home/salem/project/projet-ricm4/env/utils/
   Elua floder:                      /home/salem/project/projet-ricm4/elua
   Activate env:                     /home/salem/project/projet-ricm4/activate_env.sh
   -------------------------------------------------------------------------------
$

Utilisation

Le script activate_env.sh permet simplement d'activer à la demande l'environnement pour ne pas polluer le PATH de votre machine. Pour l'utiliser :

$ source activate_env.sh

ou

$ . activate_env.sh

Pour lancer des programmes sur la carte, il faut utiliser le script flash.sh suivi du nom de votre fichier. La carte doit etre branchée sur les deux ports usb (alimentation + com).

Vous devez importer le fichier arduino_wraper.lua en début du programme avec l'instruction require("arduino_wraper")

Exemple : blink.lua

require("arduino_wraper") function App:setup() self.ledpin = getPin("PD_13") -- Pin PD_13 has a LED connected pinMode(self.ledpin, OUTPUT) -- Initialize the digital pin as an output. end function App:loop() digitalWrite(self.ledpin, HIGH) -- set the LED on delay(1000) -- wait for a second digitalWrite(self.ledpin, LOW) -- set the LED off delay(1000) -- wait for a second end app = App:new("Blink led") app:run()

$ ./flash.sh examples/blink.lua

Le script s'occupe d'ajoute le fichier arduino_wraper, de compiler elua, de flasher la carte avec l'image générée. Le programme (ici blink.lua) se lance automatiquement. (parfois il faut appuyer sur reset ou débrancher puis rebrancher l'alimentation)

Suivi du projet

Vous pouvez suivre ici l’avancement du projet semaine par semaine. L

Semaine 0

Etudier Lua
Comprendre l'approche de Arduino et se familiariser avec leurs outils
Essayer l'environnement Elua
Comprendre le sujet

Semaine 1

Faire fonctionner la carte
Installation du Sourcery G++ (finalement pas utilisé pour l'instant)
Installer de la toolchain cortex m3
- https://github.com/esden/summon-arm-toolchain

Semaine 2

Lundi:

Continuation de l'installation:
- Toolchain cortex m3
- StLink : https://github.com/texane/stlink
Tests:
- "Building and running a program in SRAM"
- Debut du test: "Building and flashing a program"

Mardi:

Suite des du test de Flash

Semaine 3

Simplification du programme blink_flask de stlink pour réussir le flash sur STM32F4 : Aucun résultat concluant.

TODO :

Utiliser l’historique git pour voir les modifications qui ont été faites sur cette partie.
Étudier le fork suivant sur github : https://github.com/bikeNomad/stlink

En attendant, test de libopencm3 (anciennement libopenstm32) :

$ git clone git://libopencm3.git.sourceforge.net/gitroot/libopencm3/libopencm3
$ cd libopencm3
$ make
$ cd examples/stm32/f4/stm32f4-discovery/miniblink
$ make
$ sudo \$STLINK_PATH/flash write ./miniblink.bin 0x8000000

Test OK. On garde sous le coude cette librairie, en attendant on attaque la mise en place de l'environnement eLua sur la carte.

Environnement eLua avec la plateforme pour la stm32f4-discovery:

$ git://github.com/jsnyder/elua.git
$ git checkout bikeNomad-master

Installer luarocks (permet l'installation des modules Lua):

$ sudo apt-get install luarocks
$ Voir: http://www.luarocks.org/

Exemples :

$ luarocks install luafilesystem ou 
$ git://github.com/keplerproject/luafilesystem.git
$ Voir: http://keplerproject.github.com/luafilesystem/
$ luarocks install md5
$ git://github.com/keplerproject/md5.git
$ Voir: http://www.keplerproject.org/md5/

Installer scons

$ sudo apt-get install scons

Lancer la compilation :

$ cd elua
$ scons board=STM32F4DSCY prog

Résultat attendu:

Compiling eLua ...
CPU:  STM32F407VG
Board:  STM32F4DSCY
Platform:  stm32f4
Allocator:  newlib
Boot Mode:  standard
Target:  lua
Toolchain:  codesourcery
ROMFS mode:  verbatim

Semaine 4

Vacances

Semaine 5

Fork eLua : https://github.com/SalemHarrache/elua/tree/polytech-master

$ git clone git@github.com:SalemHarrache/elua.git

Les deux branches à nous sont:

polytech-master : Reprend les derniers commits de James Snyder

$ git checkout polytech-master
$ scons board=STM32F4DSCY prog

TODO : Pourquoi cette erreur à la compilation ?

error: /home/salem/sat/lib/gcc/arm-none-eabi/4.5.2/../../../../arm-none-eabi/lib/libc.a(lib_a-setjmp.o): Conflicting CPU architectures 13/1

Solution : Voir Semaine 6

old-ploytech-master : Ancien travail de James Snyder

$ git checkout old-polytech-master
$ scons board=STM32F4DSCY prog

https://github.com/SalemHarrache/elua/tree/polytech-master

Semaine 6

Il semblerait que l'erreur de la compilation vue la semaine dernière soit à l'origine du non fonctionnement d'eLua sur la carte. En effet, on va utiliser Sourcery G++ pour compilation au lieu de la summon-arm-toolchain.

Mise en place de Sourcery G+

$ mkdir -p ~/stm32/CodeBench/
$ cd ~/stm32/CodeBench/
$ wget https://sourcery.mentor.com/sgpp/lite/arm/portal/package9742/public/arm-none-eabi/arm-2011.09-69-arm-none-eabi.bin

$ sudo dpkg-reconfigure -plow dash
$ #Réponse Non
$ # Création du dossier d'installation
$ sudo mkdir -p  /usr/local/CodeBench_1802_EABI
$ sudo chown $USER.users  /usr/local/CodeBench_1802_EABI
$ echo "export PATH=/usr/local/CodeBench_1802_EABI/bin:\$PATH" > ~/stm32/CodeBench/CodeBench_setup.sh

$ /bin/sh arm-2011.03-42-arm-none-eabi.bin

Choisir :

Minimal installation
Install dir: /usr/local/CodeBench_1802_EABI
Don't create links

Ensuite pour utiliser, avant de compiler il suffit d'ajouter le bin dans le PATH :

$ source ~/stm32/CodeBench/CodeBench_setup.sh

Installation eLua

$ git clone git://github.com/SalemHarrache/elua.git
$ git clone git://github.com/SalemHarrache/stlink.git
$ cd stlink
$ make
$ cd ../elua/
$ git checkout polytech-master
$ cd romfs/
$ wget https://raw.github.com/SalemHarrache/elua-examples/master/led/led.lua
$ mv led.lua autorun.lua
$ cd ../
$ scons board=STM32F4DSCY prog
$ # On flash maintenant la carte avec stlink
$ sudo ../stlink/flash/st-flash write elua_lua_stm32f407vg.bin 0x08000000

Test OK ! PS : Parfois il est nécessaire de débrancher puis rebrancher la carte une fois le flash terminé (sans doute pour démarrer correctement la séquence de boot..)

Semaine 7

Nous avons mis en place une liaison série pour utiliser l’interprète avec le terminal.

PB6 <-> TX
PB7 <-> RX
GND <-> Ground
8 data bits, no parity, 1 stop bit, 115200 baud.

Avec screen

$ screen /dev/ttyUSB0 115200 8n1

Ensuite normalement on doit appuyer sur le bouton reset de la carte pour avoir le shell lua, seulement ça marche pas pour nous, on des caractère compréhensible.

$ �!�5-��-/�_Qe3=75��7!#��_�=#

Semaine 8

Etude des fonctions Arduino pour un futur portage en lua pour elua.

Commande d'un connecteur FTDI-based USB to TTL Serial Adapter Cable w/ Embedded Controller, 5V, Wire Ended ( http://www.futureelectronics.com/fr/technologies/interconnect/usb-to-ttl-rs232-rs422-rs485-cables/Pages/4880316-TTL-232R-5V-WE.aspx?IM=0 )

Semaine 9

Cette semaine le but est de comprendre toutes les subtilités de la programmation en Lua, et les principale différences par rapport aux autres langages (Python)

Objectifs

Formation Lua : http://www.lua.org/docs.html
Commencer le portage des principales fonctions Arduino en lua
Ecrire des fichiers d'exemple d'utilisation
Rédiger une mini docs

Semaine 10

Lancement d'un programme a partir du shell Elua

Elua propose un shell embarqué. Pour l'activer, il faut décommenter la ligne suivante dans le fichier elua/src/platform/stm32f4/platform_conf.h

//#define BUILD_SHELL

Puis compiler et flasher la carte avec l'image binaire générée. Maintenant on branche la carte en liaison série :

PB6 <-> TX
PB7 <-> RX
GND <-> Ground
8 data bits, no parity, 1 stop bit, 115200 baud.

On se connecte avec screen

$ screen /dev/ttyUSB0 115200 8n1
eLua dev-1b3d785  Copyright (C) 2007-2011 www.eluaproject.net
eLua# help
Shell commands:
 exit        - exit from this shell
 help        - print this help
 ls or dir   - lists filesystems files and sizes
 cat or type - lists file contents
 lua [args]  - run Lua with the given arguments
 recv [path] - receive a file via XMODEM, if there is a path, save                there, otherwise run it.  cp <src> <dst> - copy source file 'src' to 'dst'
 ver         - print eLua version
eLua# ls

 /rom
 arduino_wraper.lua             1976 bytes
 autorun.lua                    679 bytes

  Total on /rom: 2655 bytes

 eLua# lua /rom/autorun.lua
 Press CTRL+Z to exit Lua
 Run : Blink led

On peut également lancement l'interprète lua pour composer des programmes dynamiquement !

eLua# lua
Press CTRL+Z to exit Lua
Lua 5.1.4  Copyright (C) 1994-2011 Lua.org, PUC-Rio
> ledpin = pio.PD_12
> pio.pin.setdir( pio.OUTPUT, ledpin )
> pio.pin.sethigh( ledpin ) -- allume la LED
>

Semaine 11

Mise en place du fichier arduino_wrapper.lua
Mise en place d'un script pour flasher automatiquement

#!/bin/bash
#
# Flash a easy-Elua program to the board
#
# Authors : Salem Harrache
#           Elizabeth Paz
#
# Syntaxe: # ./flash.sh [myprogram.lua]"
#
#################################


STFLASH="$(pwd)/env/utils/st-flash"
COMMAND="sudo $STFLASH write elua_lua_stm32f407vg.bin 0x08000000"

flash() {
    source activate_env.sh
    if test ! -d "elua"; then
        echo Erreur: Vous devez installer elua
        exit 1
    fi
    if test ! -f "arduino_wrapper/arduino_wrapper.lua"; then
        echo Erreur: il manque le fichier arduino_wrapper/arduino_wrapper.lua
        exit 1
    fi
    cp ./arduino_wrapper/arduino_wrapper.lua ./elua/romfs/arduino_wrapper.lua
    cd elua
    scons board=STM32F4DSCY prog
    echo $COMMAND
    $COMMAND
    cd ../
}
## Begin
if [ $# -ne 1 ]; then
    flash
else
    file=$1
    if test ! -f $file; then
        echo Erreur: $file "n'est pas un fichier"
        exit 1
    fi
    cp $file ./elua/romfs/autorun.lua
    flash
fi

echo 'we are done....'

Semaine 12

Nous arrivons à bout du projet. Nous avons actuellement une solution à proposer pour écrire un programme simple en lua dans l'esprit Arduino.

Voici l'exemple du blink en lua et en c (arduino)

Version Lua

--  Blink
--  Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.
--  This example code is in the public domain.
require("arduino_wraper")

function App:setup()
    self.ledpin = getPin("PD_13") -- Pin PD_13 has a LED connected
    pinMode(self.ledpin, OUTPUT) -- Initialize the digital pin as an output.
end

function App:loop()
    digitalWrite(self.ledpin, HIGH)    -- set the LED on
    delay(1000)                        -- wait for a second
    digitalWrite(self.ledpin, LOW)     -- set the LED off
    delay(1000)                        -- wait for a second
end

app = App:new("Blink led")
app:run()

Version Arduino

/*
  Blink
  Turns on an LED on for one second, then off for one second, repeatedly.

  This example code is in the public domain.
 */

void setup() {
  // initialize the digital pin as an output.
  // Pin 13 has an LED connected on most Arduino boards:
  pinMode(13, OUTPUT);
}

void loop() {
  digitalWrite(13, HIGH);   // set the LED on
  delay(1000);              // wait for a second
  digitalWrite(13, LOW);    // set the LED off
  delay(1000);              // wait for a second
}

Il nous reste encore :

Compléter les exemples
Rédiger une mini docs
faire le rapport/présentation pour la soutenance.

Echange enseignant

Tests réussis avec la carte STM32F4-DISCOVERY

Test de chaîne de compilation Sourcery G++ Lite 2011.03-42 for ARM EABI. Pour la compilation on utilise entre autres, --mcpu=cortex-m4
Test de | stlink sous linux pour le chargement de programme. Tutoriel OK avec l'application blink_F4.elf (et chargement en ram). Test avec flash de la mémoire non-effectuée