ちっちゃいSoCであそびたい、その名はLicheePiNanoその２~ときどきRaspberryPi~

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1. ちっちゃい SoC であそびたい、
   その名は Lichee Pi Nano 　
   その２　
   ~ ときどき Raspberry Pi~ 　
   OSC Spring 　
   2021/03/06 　
   reodon@ 鹿児島らぐ　
   

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2. 2
   発表の流れ
   1) 自己紹介
   2) 前回発表のおさらい
   3) 今回ためしたこと
   1) はんだ付け
   2) RaspberryPi パート
   1) Buildroot を試す
   2) U-Boot で mainline kernel を起動
   4) まとめ
   

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3. 自己紹介
   名前 ： reodon
   職業 ：エンジニア
   Twitter ： reodon@reodon2
   ・組み込み初心者， Rustの勉強中です
   ・鹿児島のエンジニアサークル「ヒラマサ」で
   Flutterの勉強中です
   ・趣味
   　 - 運動，アニメ鑑賞，数学
   

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4. 4
   前回発表のおさらい
   1) なぜ LicheePiNano か？
   2) LicheePiNano の概要
   3) LicheePiNano で実現したいこと
   4) LicheePiNano で試したこと
   ●
   起動確認
   ●
   Ｌチカ
   ●
   温湿度センサー
   

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5. 5
   ( 復習 ) なぜ LicheePiNano か？
   ●
   Linux名刺の記事に触発さ
   れた方に，教えていただ
   いた
   – 仮想シリアルポート経由で
   Linux が動く
   – 材料費は約 315 円
   ●
   同じ CPU(Allwinner
   F1C100s) が乗っている
   

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6. 6
   ( 復習 ) LicheePiNano の概要
   ●
   SD カードサイズの超小型
   Linux 開発ボード
   – ARM9 プロセッサを搭載
   – メモリは 32MB
   ●
   お手頃価格
   – 1,000 円 ( 秋月電子 )
   – 1,045 円 (SwitchScience)
   

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7. 7
   ( 復習 ) LicheePiNano で実現したいこと
   ●
   スマートホーム
   – 課題
   ●
   洗濯物を乾かすために扇風機やエアコンを使用
   ●
   乾いたら電源を OFF
   – 解決策
   ●
   LicheePiNano に温湿度センサーを付けてモニター
   ●
   湿度がしきい値を下回ったら電源を OFF
   – 問題点
   ●
   LicheePiNano をネットワークに接続する方法がわからない
   – 赤外線の発信モジュールを付ければエアコンの操作はできるかも？
   

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8. 8
   ( 復習 ) LicheePiNano で試したこと
   ●
   (成功！) 起動確認
   – プリインストールされているLinuxに，シリアル通信でログイン
   ●
   (成功！) Lチカ
   # echo 131 > /sys/class/gpio/export
   # echo out > /sys/class/gpio/gpio131/direction
   # echo 1 > /sys/class/gpio/gpio131/value
   ●
   (失敗…) 温湿度センサー（DHT11）
   # echo 131 > /sys/class/gpio/export
   # echo in > /sys/class/gpio/gpio131/direction
   # cat /sys/class/gpio/gpio131/value
   1
   

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9. 9
   はんだ付け
   ●
   USB から給電していたが， WiFi を使用するため
   に USB ドングルを取り付けたい
   ●
   GPIO のピンから給電すれば USB ポートが空く
   ●
   はんだ付けに挑戦！
   – 初めてではない，２回目
   

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10. 10
    はんだ付け成功！？
    ●
    GPIO ピンへの
    給電で起動
    ●
    シリアル通信で
    ログイン成功
    ●
    他のピンは？
    

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11. 11
    以下， RaspberryPi パート
    ●
    プリインストールされた Linux カーネルでは， WiFi-USB ド
    ングルを使用できない
    ●
    USB ホスト機能を有効にした Linux カーネルをビルドして
    インストールする必要がある
    ●
    前述の Linux 名刺の作者が「Das U-Boot」のリポジトリと
    Linuxカーネルのリポジトリを公開してくれている
    ●
    U-Boot も Buildroot も使ったことが無い！
    – 情報が豊富な RaspberryPi 3 model B で試してみる
    – 環境は Ubuntu LTS 20.04
    

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12. 12
    Buildroot (RasPi) 1 ／ 2
    ●
    buildroot-2020.11.3 をダウンロードして展開
    ●
    root ユーザのパスワードを admin に変更
    $ cd buildroot-2020.11.3/
    $ make raspberrypi3_64_defconfig
    $ make xconfig
    

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13. 13
    Buildroot (RasPi) 2 ／ 2
    $ make linux-menuconfig # 変更せず
    $ make -j$(nproc)
    $ sudo dd bs=4M
    if=./output/images/sdcard.img
    of=/dev/mmcblk0 conv=fsync
    

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14. 14
    起動成功！
    ●
    Raspberry Pi 3 Model B に
    SD カードを挿して電源を ON
    ● USER ： root
    PASS ： admin
    ログイン成功
    # uname -a
    Linux buildroot 5.4.72-v8 #1 SMP PREEMPT Fri
    Mar 5 20:47:29 JST 2021 aarch64 GNU/Linux
    

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15. 15
    U-Boot で mainline kernel を起動 (RasPi) 1/9
    ●
    Linux カーネル v5.11.2 を git clone
    $ sudo apt install gcc-aarch64-linux-gnu
    $ make ARCH=arm64 CROSS_COMPILE=aarch64-
    linux-gnu- defconfig
    

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16. 16
    U-Boot で mainline kernel を起動 (RasPi) 2/9
    ・有効にした設定
    USB_LAN78XX,RFKILL,BRCMFMAC,RCMFMAC_PROTO_BCDC,BRCMFMAC_
    PROTO_MSGBUF,BRCMFMAC_SDIO,BCMFMAC_USB,BRCMFMAC_PCIE,CFG
    80211,CFG80211_REQUIRE_SIGNED_REGDB,CFG80211_USE_KERNEL_REG
    DB_KEYS,CFG80211_DEFAULT_PS,CFG80211_DEBUGFS,CFG80211_CRDA_S
    UPPORT,CFG80211_WEXT,ARCH_BCM2835,SERIAL_8250_BCM2835AUX,HW_
    RANDOM_BCM2835,I2C_BCM2835,SPI_BCM2835,SPI_BCM2835AUX,PINCTRL
    _BCM2835,BCM2835_THERMAL,BCM2835_WDT,,SND_BCM2835_SOC_I2S,M
    MC_BCM2835,DMA_BCM2835,BCM2835_VCHIQ,SND_BCM2835,VIDEO_BCM2
    835,BCM2835_MBOX,BCM2835_POWER,PWM_BCM2835,HW_RANDOM_BCM
    2835,ROCKCHIP_DW_HDMI,ROCKCHIP_INNO_HDMI,ROCKCHIP_RK3066_HD
    MI,DRM_SUN4I_HDMI_CEC,DRM_MSM_HDMI_HDCP,DRM_VC4_HDMI_CEC,H
    DMI,FB_SIMPLE,LOGO,LOGO_LINUX_CLUT224
    

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17. 17
    U-Boot で mainline kernel を起動 (RasPi) 3/9
    $ make -j$(nproc) ARCH=arm64
    CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
    olddefconfig
    $ make -j$(nproc) ARCH=arm64
    CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu-
    $ make -j$(nproc) ARCH=arm64
    CROSS_COMPILE=aarch64-linux-gnu- dtbs
    

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18. 18
    U-Boot で mainline kernel を起動 (RasPi) 4/9
    $ git clone
    https://github.com/raspberrypi/firmware.git
    $ git clone
    https://kernel.googlesource.com/pub/scm/linu
    x/kernel/git/firmware/linux-firmware.git
    

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19. 19
    U-Boot で mainline kernel を起動 (RasPi) 5/9
    ●
    SD カードのパーティション設定
    – パーティション 1
    ●
    Fat32, 64M
    – パーティション 2
    ●
    Ext4, 残り全て
    ● RasPi のファームウェアをパーティション 1 にコピー
    – boot/ 以下
    ● Start*, fixup*, overlays/, bootcode.bin
    

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20. 20
    U-Boot で mainline kernel を起動 (RasPi) 6/9
    ● Linux カーネルをパーティション 1 にコピー
    – arch/arm64/boot/Image
    – arch/arm64/boot/dts/broadcom/bcm2837-
    rpi-3-b-plus.dtb
    ●
    ビルドした u-boot.bin をパーティション 1
    にコピー
    

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21. 21
    U-Boot で mainline kernel を起動 (RasPi) 7/9
    ●
    パーティション 1 に config.txt を作成
    [all]
    boot_delay=1
    kernel=u-boot.bin
    arm_control=0x200
    upstream_kernel=1
    audio_pwm_mode=0
    enable_uart=1
    gpu_mem=16
    mask_gpu_interrupt1=0x100
    

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22. 22
    U-Boot で mainline kernel を起動 (RasPi) 8/9
    ● boot.cmd を作成
    fatload mmc 0:1 ${kernel_addr_r} Image
    fatload mmc 0:1 ${fdt_addr} bcm2837-rpi-3-b-plus.dtb
    setenv bootargs dwc_otg.lpm_enable=0 earlyprintk
    root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 rootwait
    booti ${kernel_addr_r} - ${fdt_addr}
    $ mkimage -C none -A arm64 -T script -d
    ./boot.cmd パーティション１ /boot.scr
    

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23. 23
    U-Boot で mainline kernel を起動 (RasPi) 9/9
    ●
    ルートファイルシステムのビルド
    – 参考にした Web ページでは Yocto を使用している
    – 使い方がわからず，ここで断念…
    

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24. 24
    まとめ
    ●
    Buildroot は恐くない，とても簡単
    ●
    参考にした Web ページの手順をなぞっただけな
    ので，知識を深めるために詳しく調査したい
    – Buildroot の細かい設定など
    ●
    U-Boot から mainline kernel の起動ができなかっ
    たので，リベンジしたい！
    

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25. 25
    参考
    ●
    Buildroot を試す
    – 【Linux Tipsシリーズ】平凡なソフトウェア開発者
    が自分Linuxを作ってみた - KUMICO
    ●
    U-Boot で mainline kernel を起動
    – raspberry pi 3 b+ and u-boot and mainline kernel,
    and meta-fedora - φ(・・*)ゞ ｳｰﾝ　カーネルとか
    弄ったりのメモ
    

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