Stellaris Luminary Lm3s6965

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Stellaris Luminary Lm3s6965

Ce kit est construit autour d'un microcontrolleur ARM Cortex-M3 Lm3s6965 de marque Luminary Micro appartenant au groupe Texas Instrument.

Les principales caratéristiques et intérêts de ce kit sont:

  • Processeur ARM 32bit Cortex-M3
  • Port Ethernet
  • Ecran OLED monochrome 128 x 64 pixels (16 niveaux)
  • Un bon support d'OpenOCD
  • Support de eLua (port du langage de script Lua)


Ressources

  • LM3S6965: Tips & Tricks / OpenOCD : [1]
  • Building toolchain and OpenOCD for Stellaris on Linux : [2]
  • Test qemu + arm + gdb + ld ... :[3]
  • ARM Projets divers : [4]

Exemples d'utilisation

Compilation

Suivre Binaire Linux pour récupérer la chaîne de compilation Sourcery G++ Lite.
D'autres paquets disponibles sur le site du logiciel

Les fichiers test-cortex-m3.c, startup_gcc.c et lm3s.ld utilisés ci-aprés sont disponibles dans l'archive: File:Test-cortex-m3.tar

Construction de l'exécutable

arm-none-eabi-gcc -c -mcpu=cortex-m3 -mthumb test-cortex-m3.c -o test-cortex-m3.o
arm-none-eabi-gcc -c -mcpu=cortex-m3 -mthumb startup_gcc.c -o startup_gcc.o
arm-none-eabi-ld -T lm3s.ld  startup_gcc.o test-cortex-m3.o -o test-cortex-m3.elf
arm-none-eabi-nm test-cortex-m3.elf


Juste pour voir le code déassemblé

arm-none-eabi-objdump -d test-cortex-m3.elf


Il faut une version binaire simple à charger et non la version trop riche

arm-none-eabi-objcopy -O binary test-cortex-m3.elf test-cortex-m3.bin

Le binaire peut ensuite être placé(flashé) sur la carte avec OpenOCD ou utilisé avec l'émulateur QEMU, voir ci-dessous.

Utilisation avec OpenOCD sous linux

Récupérer le script setup_lm3s6965.sh sur [5]. Ce script va récupérer et compiler openocd. Une copie est disponible File:Setup lm3s6965.txt

sh setup_lm3s6965.txt

Construire et installer le bon pilote FTDI

 wget http://www.intra2net.com/en/developer/libftdi/download/libftdi-0.18.tar.gz
 #install open FTDI drivers
 tar -xzf libftdi-0.18.tar.gz
 cd libftdi-0.18/
 sudo apt-get install libusb-dev
 ./configure
 make
 sudo make install
 sudo ldconfig

On lance openocd en root

sudo openocd -f /usr/local/share/openocd/scripts/board/ek-lm3s6965.cfg

Et on peut flash le microcontrolleur

 #flash mcu with some code at address 0x00000 and execute
 telnet localhost 4444
 halt
 flash write_image erase /tmp/main.bin 0
 reset

Exemple avec le déboggeur gdb

QEMU

Installation et première utilisation

Récupération et compilation du qemu version qemu-0.13.0

wget http://wiki.qemu.org/download/qemu-0.13.0.tar.gz
cd qemu-0.13.0
./configure --target-list=arm-softmmu # On configure pour ne pas tout compiler
make


Lancement de l'émulation avec qemu

./qemu-0.13.0/arm-softmmu/qemu-system-arm -M lm3s6965evb -nographic -kernel test-cortex-m3.bin
Hello world!
QEMU 0.13.0 monitor - type 'help' for more information
(qemu) quit

Modification de QEMU pour le suivi et l'accès des GPIO en sortie

Le principe va être d'utiliser le code élémentaire de clignotement de LED blinky.bin disponible dans le répertoire StellarisWare puis de modifier le fichier stellaris.c dans repertoire hw de qemu pour repérer et intercepter les changement d'état


Comprendre l'émulation du stellaris proposé par QEMU suppose de se plonger dans le code. On peut notamment explorer les fichiers suivant, liste non exhaustive:

hw/irq.c  hw/qdev.c  hw/stellaris.c       hw/stellaris_input.c  hw/sysbus.h
hw/irq.h  hw/qdev.h  hw/stellaris_enet.c  hw/sysbus.c           qemu-common.h


Il est important d'observer la struct qemu_irq. Dans le stellaris.c nous notons la déclaration suivante

static void stellaris_init(const char *kernel_filename, const char *cpu_model,
                          stellaris_board_info *board)
{
   static const int uart_irq[] = {5, 6, 33, 34};
   static const int timer_irq[] = {19, 21, 23, 35};
   static const uint32_t gpio_addr[7] =
     { 0x40004000, 0x40005000, 0x40006000, 0x40007000,
       0x40024000, 0x40025000, 0x40026000};
   static const int gpio_irq[7] = {0, 1, 2, 3, 4, 30, 31};
   qemu_irq *pic;
   DeviceState *gpio_dev[7];
   qemu_irq gpio_in[7][8];
   qemu_irq gpio_out[7][8];

La déclaration qemu_irq gpio_out[7][8]; va permettre l'émulation des 8 fils de sortie des 7 port d'E/S (A,B,C,D,E,F,G).

Si on suit 'qemu_irq à travers les fichiers, nous avons:

Dans qemu-common.h qemu_irq est un pointer sur IRQState

typedef struct IRQState *qemu_irq;

IRQState dans hw/irq.c

struct IRQState {
   qemu_irq_handler handler;
   void *opaque;
   int n;
};

Dans hw/irq.h:

typedef void (*qemu_irq_handler)(void *opaque, int n, int level);

qemu_irq_handler est un pointeur sur une fonction qui sera appelée lorsque le fils changera de valeur, voir la fonction qemu_set_irq dans irq.c:

void qemu_set_irq(qemu_irq irq, int level)
{
   if (!irq)
       return;
   irq->handler(irq->opaque, irq->n, level);
}

On va maintenant maintenant de modifier le fichier stellaris.c pour suivre l'état du bit 0 du port F en sortie lequel est cablé un LED sur la carte physique (utilisé par le code blinky.bin).

 static void print_yop(void *opaque, int line, int level)
 {
  /* opaque is null, can by use to access to a global state ??? */
  printf("poy line %d level %d\n",line,level);
 }
qemu_irq yop; /*test*/
yop =  qemu_allocate_irqs(print_yop, NULL, 1)[0]; /* on alloue de ma mémoire  et on positionne le handler, ici print_yop*/
gpio_out[GPIO_F][0] = yop; /* /!\ à faire après l'intialisation de tous les gpio_out, si il y a écrassement */

Archive contenant le fichier modifié stellaris.c et le code de clignotement de LED blinky.bin Media:stellaris_mod_blinky.tar

./qemu-0.13.0/arm-softmmu/qemu-system-arm -M lm3s6965evb -nographic -kernel blinky.bin
poy line 0 level 1 
poy line 0 level 0
poy line 0 level 1
poy line 0 level 0
poy line 0 level 1
poy line 0 level 0

Note Ctrl A puis x quitter QEMU, voir les commandes du moniteur pour plus de détail.


FAQ

Quels sont les composants reconnus de la carte?

Extrait de la Documentation Officielle :
The Luminary Micro Stellaris LM3S6965EVB emulation includes the following devices:

Cortex-M3 CPU core.
256k Flash and 64k SRAM.
Timers, UARTs, ADC, I^2C and SSI interfaces.
OSRAM Pictiva 128x64 OLED with SSD0323 controller connected via SSI.

Ressources