Wiren Board 7.2: Низкоуровневая работа с железом
Введение
Эта статья предназначена, в первую очередь, для разработчиков стороннего ПО для контроллеров Wiren Board.
Самый простой и удобный способ работы с железом контроллера — через MQTT, связываясь с сервисами wb: wb-mqtt-gpio, wb-mqtt-adc, wb-mqtt-gpio и т.п. Сервисы wb- позволяют работать с железом через унифицированный интерфейс MQTT и скрывают аппаратные различия между аппаратными ревизиями контроллеров.
Работа в обход стандартных сервисов wb- обычно используется, когда программное обеспечение выполняется на разных Linux-контроллерах разных вендоров, и работа через соответсвующие интерфейсы ядра уже реализована в ПО. Данная статья содержит описание периферии, нужное для работы с ней через стандартные интерфейсы ядра. При работе с ядерными интерфейсами не забудьте отключить соответствующий сервис wb-.
Большая часть периферии, описанной в этой статье, описана также в ноде /wirenboard в Devicee Tree контроллера. Сервисы wb-mqtt-gpio, wb-mqtt-adc и т.д. берут описание периферии именно оттуда, считывая описание каждый раз при старте контроллера. Этот способ является предпочтительным и для стороннего ПО, чтобы сохранить совместимость с прошлыми и будущими аппаратными ревизиями оборудования.
Работа с GPIO в Linux
GPIO (General-purpose input/output — ввод/вывод общего назначения) — контакт электрической схемы, который может принимать одно из двух логических состояний — единицу или ноль. Пользователь может устанавливать и считывать состояние GPIO.
В разных устройствах высокий логический уровень может представляться разным напряжением — следите за этим. В контроллерах Wiren Board логическая единица — это 3.3 В.
ВНИМАНИЕ: не подключайте напрямую к GPIO контроллера сигналы с напряжением больше 3.3 В! Если нужно подключить устройство, которое выдает сигнал с более высоким напряжением — используйте схемы согласования. В некоторых случаях, если напряжение сигнала не больше 5 В, то можно согласовать сигналы через резистор на 20 кОм.
Подробно про работу с GPIO читайте в статье Работа с GPIO. Также рекомендуем прочитать соответствующий раздел документации к ядру Linux.
Для других версий контроллера смотрите Таблицы GPIO разных версий контроллера.
Посмотреть таблицу GPIO можно командой cat /sys/kernel/debug/gpio, или в разделе ниже.
GPIO на клеммниках
| Функция | GPIO number | Примечание | |
|---|---|---|---|
| Выходы A1-A3, D1 | |||
| A1 OUT | 109 | Выход «открытый коллектор» | |
| A2 OUT | 108 | Выход «открытый коллектор» | |
| A3 OUT | 107 | Выход «открытый коллектор» | |
| D1 OUT | 106 | Выход «открытый коллектор» | |
| Входы A1-A3, D1 (1 — нет сигнала) | |||
| A1 IN | 231 | ||
| A2 IN | 230 | ||
| A3 IN | 227 | ||
| D1 IN | 228 | ||
| Onewire | |||
| W1 | 226 | 1-wire/DI | |
| W2 | 271 | 1-wire/DI | |
Реализация UART
| Название порта в Linux | Альтернативное имя порта в Linux | Разъём на контроллере | Примечание |
| /dev/ttymxc0 | /dev/ttyCONSOLE | Debug-uart контроллера (micro-usb) | Настройки по умолчанию: 115200-8-N-1 |
| /dev/ttymxc1 | /dev/ttyRS485-1 | Подписан RS-485, клеммники A и B | Неизолированный порт, установлен терминатор |
| /dev/ttymxc3 | /dev/ttyRS485-2 | Подписан RS-485, клеммники A/L и B/H (этот порт может использоваться и как CAN) | Неизолированный порт, установлен терминатор, мультиплексирован с CAN |
| /dev/ttymxc2 | /dev/ttyMOD1 | UART на модуле расширения MOD1 | |
| /dev/ttymxc4 | /dev/ttyMOD2 | UART на модуле расширения MOD2 | |
| /dev/ttymxc5 | /dev/ttyMOD3 | UART на модуле расширения MOD3 | |
| /dev/ttymxc6 | /dev/ttyMOD4 | UART на модуле расширения MOD4 | |
| /dev/ttymxc7 | /dev/ttyGSM | UART на модуле расширения WBC (разъём GSM/3G/4G-модема) | Для появления нужно выставить какой-либо из модемов в wb-hardware.conf |
Распиновка разъемов Mod1, Mod2 и Mod3 на WB7 под модули расширения
Распиновка разъема Mod4 на WB7 под модули расширения
Распиновка разъема WBC на WB7 под модули 2g/3g/4g модемов
Сигналы на модулях расширения
| Функция | GPIO number | Примечание |
|---|---|---|
| MOD1 | ||
| MOD1 RTS | 36 | |
| MOD1 TX | 226 | |
| MOD1 RX | 227 | |
| MOD2 | ||
| MOD2 RTS | 84 | |
| MOD2 TX | 268 | |
| MOD2 RX | 269 | |
| MOD3 | ||
| MOD3 RTS | 138 | |
| MOD3 TX | 266 | |
| MOD3 RX | 267 | |
| MOD4 | ||
| MOD4 RTS | 270 | |
| MOD4 TX | 224 | |
| MOD4 RX | 225 | |
| MOD4 SPI MOSI | 64 | |
| MOD4 SPI MISO | 65 | |
| MOD4 SPI CLK | 66 | |
| MOD4 SPI CS | 87 | |
| GSM (WBC) | ||
| GSM Status | 121 | Modem power status (input) |
| GSM PWRKEY | 122 | Modem PWRKEY (output) |
| GSM ON | 123 | On/OFF 5 V |
| SIM_SELECT | 34 | SIM slot select (low: 1, high: 2) |
Каналы АЦП
| клеммник | Канал АЦП | Делитель |
|---|---|---|
| A1 | 88k7, 10k | |
| A2 | ||
| A3 | ||
| Vin | 200k, 12k | |
| 5Vout | 33k, 12k |
Ножки для внутреннего использования
| Функция | GPIO number | Примечание |
|---|---|---|
| SoM Eth1 RXD3 | 0 | |
| SoM Eth1 RXD2 | 1 | |
| SoM Eth1 RXD1 | 2 | |
| SoM Eth1 RXD0 | 3 | |
| SoM Eth1 TXD3 | 4 | |
| SoM Eth1 TXD2 | 5 | |
| SoM Eth1 TXD1 | 6 | |
| SoM Eth1 TXD0 | 7 | |
| SoM Eth1 RXCK | 8 | |
| SoM Eth1 RXERR | 9 | |
| SoM Eth1 RXDV | 10 | |
| SoM Eth1 MDC | 11 | |
| SoM Eth1 MDIO | 12 | |
| SoM Eth1 TXEN | 13 | |
| SoM Eth1 TXCK | 14 | |
| SoM Eth1 CRS | 15 | |
| Eth1 RST | 237 | |
| CAN_TX | 16 | |
| CAN_RX | 17 | |
| CAN TXRX ON | 139 | |
| CAN/UART RX ALT | 229 | |
| SoM PMIC_SCK | 32 | |
| SoM PMIC_SDA | 33 | |
| BUZZER | 35 | |
| Red LED | 41 | Управление индикатором |
| Green LED | 42 | |
| W1-UP | 45 | |
| W2-UP | 131 | |
| EEPROM-2 SDA | 46 | |
| EEPROM-2 SCL | 47 | |
| EEPROM-1 SDA | 48 | |
| EEPROM-1 SCL | 49 | |
| WBIO SCL | 50 | |
| WBIO SDA | 51 | |
| WBIO INT | 272 | |
| DEBUG UART TX | 54 | |
| DEBUG UART RX | 55 | |
| SoM Wi-Fi ON | 67 | |
| SoM Wi-Fi CMD | 192 | |
| SoM Wi-Fi CLK | 193 | |
| SoM Wi-Fi D0 | 194 | |
| SoM Wi-Fi D1 | 195 | |
| SoM Wi-Fi D2 | 196 | |
| SoM Wi-Fi D3 | 197 | |
| SoM BT ON | 68 | |
| SoM BT TX | 198 | |
| SoM BT RX | 199 | |
| SoM BT reserved | 200 | |
| SoM BT reserved | 201 | |
| SoM eMMC CMD | 70 | |
| SoM eMMC CLK | 71 | |
| SoM eMMC D0 | 72 | |
| SoM eMMC D1 | 73 | |
| SoM eMMC D2 | 74 | |
| SoM eMMC D3 | 75 | |
| SoM eMMC D4 | 76 | |
| SoM eMMC D5 | 77 | |
| SoM eMMC D6 | 78 | |
| SoM eMMC D7 | 79 | |
| SoM eMMC RST | 88 | |
| SoM Wi-Fi HOST_WAKE | 80 | |
| SoM BT WAKE | 81 | |
| SoM BT HOST_WAKE | 82 | |
| LVDS D0 P | 96 | |
| LVDS D0 N | 97 | |
| LVDS D1 P | 98 | |
| LVDS D1 N | 99 | |
| LVDS D2 P | 100 | |
| LVDS D2 N | 101 | |
| LVDS DCK P | 102 | |
| LVDS DCK N | 103 | |
| LVDS D3 P | 104 | |
| LVDS D3 N | 105 | |
| Pushbutton | 110 | |
| WBMZ Status | 115 | vin |
| USB0 ID | 116 | usb0_id_det |
| USB0 ON | 128 | |
| Watchdog out | 117 | |
| Wi-Fi ON | 120 | |
| 5Vout ON | 129 | |
| V_OUT ON | 130 | |
| RS-485-1 RTS | 83 | |
| RS-485-1 Termination | 134 | |
| RS-485-1 Failsafe | 136 | |
| RS-485-1 TX | 274 | |
| RS-485-1 TX | 275 | |
| RS-485-2 RTS | 85 | |
| RS-485-2 Termination | 133 | |
| RS-485-2 Failsafe | 135 | |
| RS-485-2 TX | 202 | |
| RS-485-2 RX | 203 | |
| microSD D1 | 160 | |
| microSD D0 | 161 | |
| microSD CLK | 162 | |
| microSD CMD | 163 | |
| microSD D3 | 164 | |
| microSD D2 | 165 | |
| microSD CD | 69 | |
| SoM Eth0 RXD3 | 232 | |
| SoM Eth0 RXD2 | 233 | |
| SoM Eth0 RXD1 | 234 | |
| SoM Eth0 RXD0 | 235 | |
| SoM Eth0 TXD3 | 238 | |
| SoM Eth0 TXD2 | 239 | |
| SoM Eth0 TXD1 | 240 | |
| SoM Eth0 TXD0 | 241 | |
| SoM Eth0 RXCK | 242 | |
| SoM Eth0 RXERR | 243 | |
| SoM Eth0 RXDV | 244 | |
| SoM Eth0 MDC | 245 | |
| SoM Eth0 MDIO | 246 | |
| SoM Eth0 TXEN | 247 | |
| SoM Eth0 TXCK | 248 | |
| SoM Eth0 CRS | 249 | |
| SoM LCD Backlight ON | 251 | |
| RTC SCK | 226 | |
| RTC SDA | 257 | |
| RTC OUT | 273 |