Embedded Systems II (WS24/25)

Tragen Sie sich bitte in den Moodle Kurs #8558 ein. In den „Ankündigungen“ im Kurs finden Sie aktuelle Nachrichten.

Wir starten am Mittwoch den 9. Oktober, 14 Uhr, J3.19.

Zur Info, hier sind die Inhalte vom letzten Jahr: ES2 WS23/24.

• Ein paar Begriffe und Bilder: https://hhoegl.informatik.hs-augsburg.de/es2/doc/es2-intro.pdf

• Installationsanleitung: es2/doc/Installation.html

• Repos für Übungen: https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/es2/ws24

• Skript: es2/skript/index.html (Vorsicht, da ist noch viel für den STM32L476 enthalten, den wir früher verwendet haben)

• Klausurvorbereitung: Es2Klausurvorbereitung

Terminübersicht

#1   09.10.24  J3.19    Einfuehrung

#2   16.10.24  J3.19    Besprechung der Installation; GDB Uebung

#3   23.10.24  J3.19  + Labor Teams 1x

#4   30.10.24  J3.19  + Labor Teams 2x

#5   06.11.24  J3.19  + Labor Teams 1x

#6   13.11.24  J3.19  + Labor Teams 2x

#7   20.11.24  J3.19  + Labor

#8   27.11.24  J3.19  + Labor

#9   04.12.24  J3.19  + Labor

#10  11.12.24  J3.19  + Labor

#11  18.12.24  Abschluss

Stichpunkte zu den Terminen

#1 - 09.10.

Hausaufgabe bis nächstes Mal: Installationsanleitung abarbeiten, so dass das Starter Beispiel funktioniert:

https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/es2/es2-nucf446/starter

Empfohlener Lesestoff:

• Lacamera, Kap. 1 (Embedded Systems - A Pragmatic Approach) und 2 (Work Environment and Workflow Optimization)

  https://learning.oreilly.com/library/view/embedded-systems-architecture/9781803239545/B18730_01.xhtml

• Yiu, Kap. 2 (Introduction to Embedded Software Development)

  https://learning.oreilly.com/library/view/the-definitive-guide/9780124080829/xhtml/CHP002.html

#2 - 16.10.

Einteilung der Teams

Besprechung der Probleme bei der Installation

GDB Übung: https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/es2/es2-nucf446/gdb-uebung

#3 - 23.10.

• Was kann man tun wenn SWD (Serial Wire Debug) Schnittstelle nicht mehr erreichbar ist? Lösung: Mit STM CubeProgrammer den Flash Speicher löschen (Option „after reset“ …).

• Estool Update 0.32 (2024-10-23): pip install -U . im Repo eingeben

• Dokumentation zum STM32F446: es2/stm32f4/

• GDB Übung

• Alle Repos für Nucleo F446: https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/es2/es2-nucf446/

• cube-gpio-iotoggle: Demo wie man Cube Bibliothek mit estool in das Projekt bekommt.

• Erstellen der compile_commands.json, die der Language Server für C/C++ benötigt. Dazu verwendet man entweder bear oder compiledb:

  • bear -- make (vorher apt install bear)

  • compiledb make (vorher pip install compiledb)

  Als Language Server verwendet man am besten clangd, eine Alternative ist ccls.

• Vorschlag für kleinere Projekte in der zweiten Semesterhälfte

  • Nuttx https://nuttx.apache.org

  • Elektor Bare Metal Guide https://github.com/cpq/bare-metal-programming-guide

  • Zephyr https://zephyrproject.org

  • PyOCD, SWO, Semihosting https://pyocd.io

  • Starkstrom, Code für STM32F4 über CLI Programme verwalten

  • Embedded Rust https://github.com/rust-embedded, https://docs.rust-embedded.org

  Update: Wir machen in diesem Semester keine Projekte, um der „Projekt-Inflation“ entgegen zu wirken. Wir konzentrieren uns auf den „Bare Metal Programming Guide“:

  A bare metal programming guide von Sergey Lyubka (Autor von https://mongoose-os.com, https://mongoose.ws, https://vcon.io, Fa. Cesanta in Irland). Das Repository enthält eine Einführung in die Bare-Metal Programmierung von ARM Mikrocontrollern mit Open-Source Werkzeugen. Der Text ist in den Sprachen Englisch, Türkisch und Chinesisch vorhanden. Es gibt viele Beispielprogramme. Diese Software ist in den Produkten von „Shelly“ (https://www.shelly.com) enthalten.

  https://github.com/cpq/bare-metal-programming-guide

  Das ist dann unser V3 (https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/es2/es2-nucf446/v3).

#4 - 30.10.

• V1 vorgestellt

  https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/es2/es2-nucf446/v1

#5 - 06.11.

• V1

#6 - 13.11.

#7 - 20.11.

• V1 Startup Code genau demonstriert: Programm in das RAM laden und ausführen. Vergleich mit dem Programm im Flash.

• Das Programm ogdb ist ein neuer Anlauf, den GDB auf der Kommandozeile möglichst einfach starten zu können. Es funktioniert bei allen „Steps“ des Bare-Metal Programming Guide (V3).

  https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/hhoegl/ogdb

#8 - 27.11.

Aktuellen Stand gezeigt: step-7-webserver

#9 - 04.12.

Hinweise „bare-metal-programming-guide“: https://hhoegl.informatik.hs-augsburg.de/es2/Ankuendigung-241203.html

Vorlesung ist wegen Krankheit ausgefallen.

#10 - 11.12.

Bare Metal Programming Guide mit Anpassungen für Nucleo F446

https://gitlab.informatik.hs-augsburg.de/es2/bpg

#11 - 18.12.

Literatur

• Diverse Doku zu GDB

  • Quickref es2/gnu/gdb-quickref-es2.pdf

  • TUI es2/gdb-tui-window/main.svg (PDF)

  • EmbeddedSystemsDebug

  • GDB Dokumentation

    • https://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb

    • TUI https://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb/TUI.html#TUI

    • TUI Tastenbelegung https://sourceware.org/gdb/current/onlinedocs/gdb/TUI-Keys.html#TUI-Keys

• OpenOCD

  • OpenOCD Manual (0.12.0) es2/openocd/openocd-0.12.0.pdf

• Bücher zum Thema

  • Daniele Lacamera, Embedded Systems Architecture - Second Edition, 2nd ed., Packt 2023. https://learning.oreilly.com/library/view/embedded-systems-architecture/9781803239545

  • Joseph Yiu, The Definitive Guide to ARM® Cortex®-M3 and Cortex®-M4 Processors, 3rd Edition, Newnes 2013. https://learning.oreilly.com/library/view/the-definitive-guide/9780124080829/

  • Cem Ünsalan, Hüseyin Deniz Gürhan, Mehmet Erkin Yücel, Embedded System Design with ARM Cortex-M Microcontrollers. Applications with C, C++ and MicroPython, Springer 2022. https://link-springer-com.ezproxy.hs-augsburg.de/book/10.1007/978-3-030-88439-0

  • Norman Matloff, Peter Jay Salzman, The Art of Debugging with GDB, DDD, and Eclipse, No Starch Press 2008. https://learning.oreilly.com/library/view/the-art-of/9781593271749/