NanjingForestryUniversity/lowermachine
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c98584d029
lowermachine/doc/develop_and_deploy.md
Miaow c98584d029 寒假前烟梗分选机上已经开始用的 
测试能否打中暂时没啥问题，但溜的急，没充分测试
2022-07-03 19:47:53 +08:00

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开发和部署

开发

本次开发基于zynq芯片，因此FPGA设计软件为Vitis中包含的Vivado 2021.2，Linux编译工具为petalinux 2022.1，Linux应用程序编译工具为linaro的arm-linux-gnueabihf-gcc 12.0.1。

生成硬件描述文件

见doc/hardware_description.md

创建PETALINUX工程

  1. 创建名为ps-linux的工程，并创建两个模块

    $ cd ~
$ petalinux-create -t project --template zynq -n ps-linux
$ petalinux-create -t modules --name fifo --enable
$ petalinux-create -t modules --name encoder --enable

  2. 上传驱动代码source/linux_driver/fifo.c和source/linux_driver/encoder.c

    $ cd ~/ps-linux/project-spec/meta-user/recipes-modules/fifo
$ rz  # 上传source/linux_driver/fifo.c
$ cd ~/ps-linux/project-spec/meta-user/recipes-modules/encoder

$ rz # 上传source/linux_driver/encoder.c


3. 上传xsa文件并config

```shell
$ cd ~/ps-linux; rz  # 上传source/petalinux_hwdescription/system_wrapper.xsa
$ petalinux-config --get-hw-description system_wrapper.xsa

在petalinux-config时候，按下面提示配置

# Subsystem AUTO Hardware Settings
# ├─Serial Settings
# | ├─FSBL Serial stdin/stdout (设为ps7_uart_0)
# | ├─DTG Serial stdin/stdout (设为ps7_uart_0)
# | └─System stdin/stdout baudrate for ps7_uart_0 (设为115200)
# ├─Ethernet Settings
# | ├─Randomise MAC address (不选)
# | ├─Primary Ethernet (设为ps7_ethernet_0)
# | ├─Ethernet MAC address (设为00:0a:35:00:1e:53) 
# | ├─Obtain IP address automatically (不选)
# | ├─Static IP address (设为192.168.10.10)
# | ├─Static IP netmask (设为255.255.255.0)
# | └─Static IP gateway (设为192.168.10.1)
# ├─Flash Settings
# | └─Primary Flash (设为ps7_qspi_0)
# ├─Flash Settings
# | └─Primary Flash (设为ps7_qspi_0)
# ├─SD/SDIO Settings
# | └─Primary SD/SDIO (设为ps7_sd_0)
# Image Packaging Configuration
# └─Image Packaging Configuration
#   ├─Root filesystem type (设为EXT4 (SD/eMMC/SATA/USB))
#   ├─name for bootable kernel image (设为image.ub)
#   ├─Root filesystem formats (设为ext4 tar.gz)
#   └─Copy final images to tftpboot (不选)

  1. 修改设备树，需要修改的文件为project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files/system-user.dtsi，先删除该文件，然后上传新的自定义设备树文件source/petalinux_devicetree/system-user.dtsi

    $ cd ~/ps-linux/project-spec/meta-user/recipes-bsp/device-tree/files
$ rm system-user.dtsi
$ rz  # 上传source/petalinux_devicetree/system-user.dtsi

  2. 配置kernel，使用命令petalinux-config -c kernel，按下面提示或source/petalinux_config/kernel.cfg配置

    # File systems
# ├─FUSE (Filesystem in Userspace) support (勾选为星号)
# └─DOS/FAT/EXFAT/NT Filesystems
#   ├─Enable FAT UTF-8 option by default (勾选为星号)
#   ├─exFAT filesystem support (勾选为星号)
#   ├─NTFS file system support (勾选为星号)
#   └─NTFS write support (勾选为星号)
# Device Drivers
# └─USB support
#   └─OTG support (勾选为星号)

  3. 配置rootfs，使用命令petalinux-config -c rootfs，按下面提示或source/petalinux_config/rootfs_config配置

    # Filesystem Packages
# ├─base
# | ├─shell
# | | └─bash
# | |   └─bash (勾选为星号)
# | ├─tar
# | | └─tar (勾选为星号)
# | ├─util-linux
# | | ├─util-linux-blkid (勾选为星号)
# | | ├─util-linux-lscpu (勾选为星号)
# | | ├─util-linux-umount (勾选为星号)
# | | └─util-linux-mount (勾选为星号)
# | └─xz
# |   ├─xz (勾选为星号)
# |   └─liblzma (勾选为星号)
# ├─console
# | ├─network
# | | ├─curl
# | | | ├─curl (勾选为星号)
# | | | └─libcurl (勾选为星号)
# | | ├─dropbear
# | | | └─dropbear (不选)
# | | ├─ethtool
# | | | └─ethtool (勾选为星号)
# | | ├─lrzsz
# | | | └─lrzsz (勾选为星号)
# | | ├─minicom
# | | | └─minicom (勾选为星号)
# | | ├─openssh
# | | | ├─openssh (勾选为星号)
# | | | ├─openssh-misc (勾选为星号)
# | | | ├─openssh-sshd (勾选为星号)
# | | | ├─openssh-keygen (勾选为星号)
# | | | ├─openssh-ssh (勾选为星号)
# | | | ├─openssh-sftp (勾选为星号)
# | | | ├─openssh-sftp-server (勾选为星号)
# | | | └─openssh-scp (勾选为星号)
# | | └─wget
# | |   └─wget (勾选为星号)
# | ├─utils
# | | ├─bash-completion
# | | | ├─bash-completion (勾选为星号)
# | | | └─bash-completion-extra (勾选为星号)
# | ├─bzip2
# | | ├─bzip2 (勾选为星号)
# | | └─libbz2 (勾选为星号)
# | ├─file
# | | └─file (勾选为星号)
# | ├─findutils
# | | └─findutils (勾选为星号)
# | ├─gawk
# | | └─gawk (勾选为星号)
# | ├─grep
# | | └─grep (勾选为星号)
# | ├─gzip
# | | └─gzip (勾选为星号)
# | ├─less
# | | └─less (勾选为星号)
# | ├─man
# | | └─man (勾选为星号)
# | ├─man-pages
# | | └─man-pages (勾选为星号)
# | ├─screen
# | | └─screen (勾选为星号)
# | ├─sed
# | | └─sed (勾选为星号)
# | ├─unzip
# | | └─unzip (勾选为星号)
# | ├─vim
# | | ├─vim (勾选为星号)
# | | ├─vim-syntax (勾选为星号)
# | | └─vim-common (勾选为星号)
# | └─zip
# |   └─zip (勾选为星号)
# ├─devel
# | └─lsof
# |   └─lsof (勾选为星号)
# ├─misc
# | └─perf
# |   └─perf (勾选为星号)
# Image Features
# ├─imagefeature-ssh-server-dropbear (不选)
# ├─imagefeature-ssh-server-openssh (勾选为星号)
# ├─imagefeature-hwcodecs (勾选为星号)
# └─imagefeature-package-management (勾选为星号)
# modules
# ├─encoder (勾选为星号)
# └─fifo (勾选为星号)
# PetaLinux RootFS Settings
# ├─ADD_EXTRA_USERS (root:3703;petalinux:3703;)
# ├─ADD_USERS_TO_GROUPS (petalinux:audio,video;)
# └─ADD_USERS_TO_SUDOERS (petalinux)

编译PETALINUX工程

  1. 编译工程，使用命令petalinux-build。编译完成，在当前工程目录下生成images文件夹，该命令将生成设备树文件、FSBL文件、U-Boot文件，Linux Kernel文件和rootfs文件镜像

  2. 制作BOOT.BIN启动文件，具体命令如下：

    $ cd ~/petalinux-projects/ps-linux/images/linux/  # 生成的BOOT.BIN也在该路径下
$ petalinux-package --boot --fsbl ./zynq_fsbl.elf --fpga ./system.bit --u-boot ./u-boot.elf --force

部署

注意：这部分所需的文件按上一章节编译得到或者从github的release中下载

SSH连接

  1. 电脑网卡设置到开发板同一网段

  2. SSH连接信息如下

    $ sshpass -p "3703" ssh root@192.168.10.10 -p 22

修改文件系统

注意：github的release中包含了修改完成的rootfs.tar.gz，因此无需重复本节的步骤，本节仅用作记录修改步骤

  1. 给SD卡创建DOS分区表，然后分2个区并创建文件系统，细节如下表：

    扇区 大小 分区类型 文件系统 卷标
    2048~x扇区 100M C W95 FAT32 (LBA) FAT32 boot
    x扇区~最后扇区 ≈SD卡大小-100M 83 Linux ext4 rootfs

  2. 将打包和编译得到的BOOT.BIN、boot.scr和image.ub复制到boot分区；将rootfs.tar.gz解压到rootfs分区。

  3. 拨码开关拨到SD卡启动，插入SD卡到XME0724底板上，上电启动。

  4. 终端软件连接底板上的串口，波特率115200，8位，1停止位，无校验

  5. 修改/etc/shadow文件，将root用户的密码删除，切换到root用户并设定密码为3703，具体命令如下:

    $ sudo sed "1c root::15069:0:99999:7:::" /etc/shadow
# 如果没有sed命令，用任何其他方式都可以，比如vim
$ su root
$ passwd

  6. 配置网络和ssh服务，用root登录：

    $ vi /etc/network/interfaces
  添加或确认内容如下：
  auto eth0
  iface eth0 inet static
    address 192.168.10.10
    netmask 255.255.255.0
    gateway 192.168.10.1
$ vi /etc/ssh/sshd_config
  确认修改如下选项：
  PermitRootLogin yes
  PermitEmptyPasswords yes
  PasswordAuthentication yes
$ reboot

  7. 安装编译得到的驱动文件fifo.ko和encode.ko，并设置自动加载，对应脚本见script/loadfifo.sh和script/loadencoder.sh

    ssh方式，root登录:

    $ cd ~; rz  #上传fifo.ko
$ rz  # 上传encoder.ko
$ mv fifo.ko encoder.ko /lib/modules/[内核版本]/kernel/drivers/
$ cd /lib/modules/[内核版本]; depmod
$ echo "#!/bin/sh\nmodprobe fifo" > /etc/init.d/loadfifo.sh
$ echo "#!/bin/sh\nmodprobe encoder" > /etc/init.d/loadencoder.sh
$ chmod 755 /etc/init.d/loadfifo.sh
$ chmod 755 /etc/init.d/loadencoder.sh
$ cd /etc/rc5.d 
$ ln -s ../init.d/loadfifo.sh S20loadfifo.sh
$ ln -s ../init.d/loadencoder.sh S20loadencoder.sh

  8. 安装编译得到的应用程序target，并设置自启动，对应脚本见script/target.sh

    ssh方式，root登录:

    $ cd ~; rz  # 上传target
$ chmod 755 target
$ echo "#!/bin/sh\nif [ -x /home/root/target ]; then\n /home/root/target\nfi" > /etc/init.d/target.sh
$ chmod 755 /etc/init.d/target.sh
$ cd /etc/rc5.d
$ ln -s ../init.d/target.sh S99target.sh

  9. 可选
    $ cd ~; rz  # 上传.bashrc
$ rz  # 上传.profile
$ if [ ! -a /home/petalinux/.profile ]; then cp /home/root/.profile /home/petalinux/ fi
$ if [ ! -a /home/petalinux/.bashrc ]; then cp /home/root/.bashrc /home/petalinux/ & chown petalinux:petalinux -R /home/petalinux fi
$ source ~/.profile

  10. 可选
$ cd ~; rz  # 上传ncurses-6.3.tar.gz
$ tar xzf /home/root/ncurses-6.3.tar.gz -C /usr/
$ rz  # 上传htop.tar.gz
$ tar xzf /home/root/htop.tar.gz -C /usr/

SD卡启动

  1. 给SD卡创建DOS分区表，然后分2个区并创建文件系统，细节如下表：

    扇区 大小 分区类型 文件系统 卷标
    2048~x扇区 100M C W95 FAT32 (LBA) FAT32 boot
    x扇区~最后扇区 ≈SD卡大小-100M 83 Linux ext4 rootfs

  2. 将Github Release中的BOOT.BIN、boot.scr和image.ub复制到boot分区；将rootfs.tar.gz解压到rootfs分区。

  3. 拨码开关拨到SD卡启动，插入SD卡到XME0724底板上，上电启动。