ORFA

Материал из roboforum.ru Wiki

Перейти к: навигация, поиск


ORFA (Open Robotics Firmware Architecture) — это модульная архитектура для прошивок контроллеров. Изначально была создана для семейства контроллеров Open Robotics, но может быть легко адаптирована к любым другим контроллерам на базе МК AVR. Архитектура и первые совместимые с ней прошивки сейчас находятся в разработке.

Содержание

Введение

Зачем нужна эта архитектура, какие задачи она решает:

  1. Единый формат обращения к любым устройствам низкого уровня, использованным в составе робота. В качестве такого формата принят протокол i2c. Это сделано для того, чтобы прозрачно интегрировать в систему уже имеющиеся устройства для шины i2c (компасы, гироскопы, акселерометры, УЗ-дальномеры и другие).
  2. Возможность быстрой сборки прошивки для каждого контроллера как в варианте OR-шлюз-контроллера, так и в варианте подчиненного контроллера на шине RoboBus[I2C].

Краткая информация по использованию

Как подключиться к контроллеру

Через любой адаптер создающий COM порт на ПК и поддерживающий UART (уровня 3.3В) на стороне RoboBus (например, через модули BT-адаптеров или через программатор с функцией USB-UART моста).

Как передавать команды на контроллер

С ПК команды на контроллер можно передать как и любые другие данные через COM-порт. Например, можно использовать любую программу терминал, в которой указать правильные настройки - соответствующую скорость 9600 или 115200 и номер COM-порта, а также дополнительные параметры соединения - 8 бит, без проверки четности, 1 стоп-бит.

Какие команды можно использовать

Это зависит от драйверов, которые установлены в прошивке. Полный список драйверов с указанием в прошивках каких контроллеров они установлены имеется здесь: ORFA - Выданные идентификаторы UID.

Описание

На данный момент поддерживаются только микроконтроллеры семейства AVR ATMega.

Текущая версия состоит из монолитного шлюза UART->I²C и модульного виртуального подчиненного устройства на шине I²C.

При таком подходе ПК обращается к блокам МК как и к любым другим устройствам на шине i2c, что дает унификацию. А при незначительной модификации виртуального слейва можно сделать прошивку для второго контроллера, уже не являющегося шлюзом, управляемого через i2c.

То есть можно достаточно малой кровью получить хорошо расширяемую систему.

Файл:or-ser-i2c-i2c.svg

Взаимодействие модулей подчиненного устройсва основано на регистровой модели, то есть каждый драйвер устройства связан с определенным набором адресов ячеек.

Структура и взаимодействие модулей в варианте с модулем uart->i2с:

Файл:or-gate-ser.svg

Структура и взаимодействие модулей в варианте только i2c slave:

Файл:or-gate-i2c.svg

Команды UART->I²C

Все команды текстовые, перевод строки означает окончание команды, запуск на исполнение.

Реализуется библиотекой libserialgate.a

Название Запрос Ответ Комментарий
Get protocol version V V1.0
Clear I2C bus X X
Set local address L<addr> L<addr>
  • addr — uint8
Set bus speed (freq) C<freq> C<freq>
  • freq — uint16
Read register[1] R<addr><reg>[<len>] SWASR<rdata>P
  • addr — uint8
  • reg — uint8
  • len — uint8, default 1
  • rdata — uint8 array
Write register[1] W<addr><reg><data> SWA(A)+P
  • addr — uint8
  • reg — uint8

A = Ack

I2C request
  1. S<adr+w><data>
  2. S<adr+r><len>
  • \1P
  • \2P
  • (\1|\2)+P
  1. SW(A)+
  2. SR<rdata>
  • \1P
  • \2P
  • (\1|\2)+P
  • adr+w — uint8, &0xfe
  • adr+r — uint8, |0x01
  • len — uint8
  • data — uint8 array
  • rdata — uint8 array

Примеры

ВНИМАНИЕ! Все команды должны оканчиваться переводом строки (0x0A, "\n"), который означает окончание команды и передачу её на исполнение!

Инициализировать устройство:

< V
> V1.0
< L20
> L20
< C0064
> C0064
< X
> X

Запросить кол-во драйверов (см драйвер интроспекции) и информацию о первом драйвере:

< S 20 00 00 S 21 01 P
> SWAASR04P
< S 20 00 01 S 21 06 P
> SWAASR002001000108P

Записать в ячейку PWM1 0x60 (в примере адрес регистра PWM1 равен 0x40, в реальном устройстве сначало нужно получить информацию, см пример выше):

< W 20 40 60
> SWAAP

Послать по шине I²C строку на I2C дисплей (адрес 0x40):

< W 40 \s\t\r\i\n\g
> SWAAAAAAP

или

< S 40 \s\t\r\i\n\g P
> SWAAAAAAP

Возможности встроенного/подчиненного I²C устройства (список драйверов)

В случае использования libserialgate.a это внутреннее логическое устройство, его адрес задается командой L<aa>.

Возможности зависят от конкретного набора драйверов собранных в прошивку этого контроллера, но интерфейс для простой интроспекции драйверов, есть всегда, причем всегда через регистр с номером 0x00.

Список всех драйверов, включая драйвер интроспекции.

UID Platform Driver
0x0000 All ORFA Introspection driver
0x0001 All ORFA SPI Bus driver
0x0020 OR-AVR-M32-D ORFA Port driver (RoboGPIO)
0x0021 OR-AVR-M128-* ORFA Port driver (RoboGPIO)
0x0030 OR-AVR-M128-S ORFA Servo driver
0x0031 OR-AVR-M32-D ORFA Servo driver (RoboGPIO)
0x0032 OR-AVR-M128-DS ORFA Servo driver
0x0040 All ORFA ADC driver (RoboGPIO)
0x0060 All[2] ORFA Motors driver (RoboMD2)


Установка

  1. Сделать клон репозитария hg clone http://hg.vehq.ru/orfa
    либо скачать архив с исходными кодами здесь: http://hg.vehq.ru/orfa (ссылка .zip слева в меню)
  2. По умолчанию ORFA собирается для OR-AVR-M32-D и скорости 115200 Бод.
    Если нужны иные настройки, то создайте local_config.mk например с таким содержанием:
    PLATFORM = OR_AVR_M128_S
    BAUD = B115200
    
  3. make
  4. make program (если вы используете AVR Dragon)

Сборка ORFA под AVR Studio + WinAVR

Для этого вам потребуется:

  1. Скачать .zip-архив с нужной версией (последняя версия: 0.9.0-B1 Vooon 18:27, 14 октября 2010 (MSD))
  2. Создать в этом же каталоге проект ORFA без создания каталога и нового файла (имя важно, иначе AVR Studio не увидит скомилированный файл)
  3. Добавить в только что созданный проект файл «main.c»
  4. Прописать в свойствах проекта внешний Makefile из скачанного проекта
  5. Копировать в папку проекта файл local_config.mk из doc/ и изменить содержимое под себя руководствуясь комментариями
  6. Скомпилировать прошивку

План работ

  1. Решение общих вопросов;
    1. Структура ядра — Y;
    2. Средства интроспекции набора драйверов — Y;
  2. Драйвера для OR-AVR-M32-D
    1. GPIO (цифровые входы/выходы) — Y;
    2. Servo (управление модельными сервоприводами) — Y;
    3. ADC (АЦП) — Y;
    4. SPI — Y;
    5. RoboMD2 (Управление шасси на 2 моторах) — Y;
    6. CapSensor (Работа с ёмкостными сенсорами, типа датчика цвета поверхности) - ?;
  3. Драйвера для OR-AVR-M64-S
    1. GPIO (цифровые входы/выходы) — Y;
    2. Servo (управление модельными сервоприводами) — Y (для 32 специальных портов);
    3. ADC (АЦП) — Y;
    4. SPI — Y;
    5. CapSensor (Работа с ёмкостными сенсорами, типа датчика цвета поверхности) - ?;
  4. Инструкции к драйверам:
    1. GPIO (цифровые входы/выходы) — Y;
    2. Servo (управление модельными сервоприводами) — Y;
    3. ADC (АЦП) — частично;
    4. SPI — ?;
    5. CapSensor (Работа с ёмкостными сенсорами, типа датчика цвета поверхности) - ?;

Сноски

  1. 1 2 Нет в протоколе версии 1.1
  2. есть только на платформах с RoboMD2
Источник — «http://roboforum.ru/wiki/ORFA»