龙芯

前言 IgH EtherCAT Master 是一个开源的EtherCAT主站驱动程序，用于管理EtherCAT从站设备，支持Linux操作系统，工控上使用的比较多。 dls ethercat是由英国钻石光源开发的用于 EPICS 控制系统 EtherCAT 设备的支持程序，基于 IgH Master 主站程序开发，实现对 EtherCAT 总线设备的读写。 交叉编译环境：Ubuntu 运行开发板：龙芯2K0500金龙开发板 内核版本：Linux LS-GD 5.10.0-rt17.lsgd #1 PREEMPT_RT 相关软件包下载地址 epics-base - (launchpad.net) / epics-base/epics-base / EPICS Base (anl.gov) epics-modules/asyn: EPICS module for driver and device support epics-modules/busy: APS BCDA synApps module: busy epics-modules/autosave: APS BCDA synApps module: autosave dls-controls/ethercat: EPICS support to read/write to ethercat based hardware IgH EtherCAT Master for Linux PREEMPT RT patch 配置交叉编译环境 关于这一节，之前的文章已经详细讲过，参考配置交叉编译环境。 ...

前言 MODBUS是一种应用层消息传递协议，通常用于 I/O 系统通信和可编程逻辑控制器（PLC）通信。 链接类型 描述 MODBUS TCP TCP/IP 使用502端口 MODBUS RTU RTU通常通过串行通信链路运行，即RS-232、 RS-422 或 RS-485。RTU 使用额外的 CRC 进行数据包检查。协议直接将每个字节作为 8 个数据位传输，因此使用“二进制” 而不是 ASCII 编码。使用串行链路开始和结束时，消息帧是按时间而不是按特定字符检测的。 MODBUS ASCII 串行协议，通常在串行通信链路上运行，即 RS-232、RS-422 或 RS-485。串行 ASCII 使用额外的 LRC 数据包检查。该协议将每个字节编码为 2 个 ASCII 字符。消息帧的开始和结束由特定字符检测 （“:” 开始消息，CR/LF 结束消息）。该协议效率低于 Modbus RTU，但在某些环境中可能更可靠。 Modbus 提供对以下 4 种类型的数据的访问： 主表 对象类型 访问 说明 离散输入 1bit 只读 这种类型的数据可以由 I/O 系统提供。 线圈 1bit 读写 此类数据可由应用程序更改。 输入寄存器 16位字(2字节) 只读 这种类型的数据可以由 I/O 系统提供。 保持寄存器 16位字(2字节) 读写 此类数据可由应用程序更改。 Modbus 通信由从 Modbus 客户端发送到 Modbus 服务器的请求消息组成。服务器使用响应消息进行回复。Modbus 请求消息包含： ...

关于 ACAI ACAI 是一个C++封装的Channel Access协议应用开发接口（API），提供异步通道访问接口。 ACAI Channel Access Interface EPICS Qt依赖ACAI提供的Channel Access接口。 前置步骤 这篇笔记是交叉编译EPICS和IOC内容的补充。 在进行下面步骤前，请完成配置交叉编译环境和编译 EPICS Base。 这里依旧以龙芯架构为例。 EPICS base 编译完成后，可以看到bin目录下有linux-loong64、linux-x86_64两个目录，linux-x86_64目录下比linux-loong64目录多出了许多perl脚本，我们需要把这些脚本复制到龙架构的目录下，下面编译需要用到。 1 $ cp ./bin/linux-x86_64/*.pl ./bin/linux-loong64/ 编译 在EPICS-Qt安装中已经介绍过编译ACAI。这次是使用交叉编译方式，步骤略有不同。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 cd ~/loongson/ git clone https://github.com/andrewstarritt/acai.git cd acai vi configure/RELEASE.local # 修改交叉编译的目标架构，和EPICS base中保持一致 # EPICS_HOST_ARCH=linux-loong64 # 修改EPICS_BASE路径，例： EPICS_BASE=/home/ubuntu/loongson/base-7.0.8 # make LD=loongarch64-linux-gnu-ld CC=loongarch64-linux-gnu-gcc CCC=loongarch64-linux-gnu-g++ make # 等待编译完成 编译完成后可以在lib/linux-loong64/目录下找到libacai.so。 ...

前言 之前已经讲过在龙芯3A5000(loongarch64)上编译运行EPICS，不过这种情况只适用于有完整开发环境的情况下进行编译。一些时候，我们只有编译器，而缺少make，perl等工具，比如一些开发板厂商提供的开发套件。这种情况下，就需要通过交叉编译(cross-compiling)的方式来编译EPICS。 这里以龙芯金龙2K500先锋开发板为例，我们使用Ubuntu-20.04作为构建系统，详细讲解如何构建出可以在开发板上运行的EPICS工具包，并部署在开发板上。 由于开发板上没有开发环境，即使编译出目标平台的EPICS Base，我们依然不能直接在开发板上创建和编译IOC。所以，我们还是使用Ubuntu-20.04作为构建系统，创建并编译IOC，最后在开发板上运行。 配置交叉编译环境 关于这一节，之前的文章已经详细讲过，参考配置交叉编译环境。 如果你使用的是其他开发套件，请按照开发手册安装配置好环境。 编译 EPICS Base 首先，下载、解压Base，参考以前的文章。 在龙芯3A5000(loongarch64)上编译运行EPICS中我已经详细讲解了如何在龙架构上编译EPICS，这次，需要在原来对源码修改的基础上，再增加对交叉编译的支持。 添加configure/os/CONFIG.linux-x86_64.linux-loong64 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 # CONFIG.linux-x86_64.linux-loong64 # # Definitions for linux-x86_64 host - linux-loong64 target builds # Sites may override these in CONFIG_SITE.linux-x86_64.linux-loong64 #------------------------------------------------------- VALID_BUILDS = Ioc Command GNU_TARGET = loongarch64-linux-gnu # prefix of compiler tools CMPLR_SUFFIX = CMPLR_PREFIX = $(addsuffix -,$(GNU_TARGET)) # Provide a link-time path for readline if needed OP_SYS_INCLUDES += $(READLINE_DIR:%=-I%/include) READLINE_LDFLAGS = $(READLINE_DIR:%=-L%/lib) RUNTIME_LDFLAGS_READLINE_YES_NO = $(READLINE_DIR:%=-Wl,-rpath,%/lib) RUNTIME_LDFLAGS += \ $(RUNTIME_LDFLAGS_READLINE_$(LINKER_USE_RPATH)_$(STATIC_BUILD)) SHRLIBDIR_LDFLAGS += $(READLINE_LDFLAGS) PRODDIR_LDFLAGS += $(READLINE_LDFLAGS) # Library flags STATIC_LDFLAGS_YES= -Wl,-Bstatic STATIC_LDFLAGS_NO= STATIC_LDLIBS_YES= -Wl,-Bdynamic STATIC_LDLIBS_NO= 添加configure/os/CONFIG_SITE.linux-x86_64.linux-loong64 ...

前言 本文主要记录了EPICS Qt在Linux上的安装步骤。这里以loongnix操作系统为例，Ubuntu系统上编译安装步骤类似。 EPICS Qt是一个基于Qt的分层框架，使用Channel Access （CA） and PV Access（PVA）访问EPICS数据。它是为快速开发控制系统图形界面而设计的，最初是在澳大利亚同步加速器开发的。 安装EPICS 这里不再写具体步骤了，总之就是非常简单，下载、解压、编译即可。具体步骤可以参考以前的文章。 安装Qt 直接使用终端安装Qt 1 2 3 4 5 sudo apt update sudo apt install qtbase5-dev qt5-qmake qtcreator sudo apt install qtdeclarative5-dev qttools5-dev # 安装Qt Svg库，编译QWT时需要用到 sudo apt install libqt5svg5-dev 安装QWT Qt EPICS推荐使用Qwt 6.1.4，如果在Ubuntu 20.04上直接通过终端安装也是这个版本。我使用Qwt 6.2.0编译，也是没有问题的，这里以Qwt 6.2.0为例。 最新测试：Qwt 6.3.0也可以用 ~ 先下载Qwt的源码 下载Qwt-6.2.0。 下载完成后解压 1 2 3 4 # 解压tar.bz2 tar -jxvf qwt-6.2.0.tar.bz2 # 解压zip unzip qwt-6.2.0.zip 解压完成后编译Qwt，使用QtCreator或者在终端使用qmake都可以。 然后手动将编译生成的文件复制到以下位置，例： 1 2 3 4 5 6 7 # 复制编译生成的qwt sudo cp -r build-qwt-unknown-Release/lib/* /usr/lib/loongarch64-linux-gnu/ # 复制编译生成的designer插件 sudo cp build-qwt-unknown-Release/designer/plugins/designer/libqwt_designer_plugin.so /usr/lib/loongarch64-linux-gnu/qt5/plugins/designer/ # 复制qwt头文件 sudo mkdir /usr/include/qwt sudo cp qwt-6.2.0/src/*.h /usr/include/qwt 安装ACAI ACAI Channel Access Interface ...

前言 本来这篇文章应该在上周就写完的，不过突然被安排出差，一直忙到了现在，终于可以静下心来做些其它事情。 之前和龙芯3A5000主机一起送过来的还有一块龙芯2K500的迷你开发板，整个板子不到巴掌大小。之前只是简单做了上电启动，这次拿到了比较完整的开发资料，可以尝试为开发板编写一些程序了。 由于暂时没有屏幕，只能先试着做一些其它的事情，如通信和IO控制，其中最简单，最基础的就是LED灯的控制。然后我就发现，这个板子居然有一颗可以调节亮度的LED灯！没错，之前做的LED控制都只能进行开关操作，而可以调节亮度，意味着可以做出更多的显示效果，这次我就做了一个呼吸灯的效果。 然后，我也简单了解了一下这种亮度调节的原理，实际上就是通过调节PWM输出的占空比，改变一个周期内输出的高低电平所占的比例，实现控制LED灯亮度的效果。由于引脚输出的电压是固定的，所以不能通过改变电平来控制亮度，而改变高低电平的占空比则是另一种思路，嵌入式设备的屏幕背光亮度调节也是基于同样的原理。 开发板上电启动、连接串口终端 由于暂时没有屏幕，想要和开发板进行交互就只能通过终端的方式，通常开发板都会有调试串口，我们先通过串口终端登录设备，配置好网口IP地址后，再通过网络连接登录设备。 串口的连接方式如下图： 将绿、白、黑三色线以图中方式接好（红线不用接），USB端插入到电脑，应该不需要装驱动，电脑可以直接识别出串口设备。 打开串口终端工具，比如Windows MobaXterm，linux minicom等，我比较喜欢用putty。 配置好端口，设置 波特率：115200 数据位：8位 停止位：1位 校验：无 硬件流控：无 然后给开发板接通电源，就可以看到调试输出信息了。 查看系统信息，可以看到运行的是安装了PREEMPT_RT补丁的实时操作系统。 1 2 3 [root@LS-GD ~]# uname -a Linux LS-GD 5.10.0.lsgd-g434b00a6badf #1 PREEMPT Wed Sep 14 12:57:58 CST 2022 loongarch64 GNU/Linux [root@LS-GD ~]# 配置交叉编译环境 2K500开发板是loongarch64架构的嵌入式板卡。下载好对应的交叉编译工具链后，解压到系统/opt/目录下。按手册来就好~ 1 $ sudo tar -xf toolchain-loongarch64-linux-gnu-gcc8-host-x86_64-2022-07-18.tar.xz -C /opt/ 然后我们需要将交叉编译器添加到系统路径，方便我们接下来使用。 这里我直接将配置写成脚本，方便下次使用。 1 2 3 4 5 6 7 8 $ cd /opt/toolchain-loongarch64-linux-gnu-gcc8-host-x86_64-2022-07-18 # 创建脚本 $ sudo touch environment-setup-loongarch64-linux-gnu # 添加可执行权限 $ sudo chmod +x environment-setup-loongarch64-linux-gnu # 修改脚本内容 $ sudo vi environment-setup-loongarch64-linux-gnu # 内容如下~ 1 2 3 4 5 6 7 8 # environment-setup-loongarch64-linux-gnu CC_PREFIX=/opt/toolchain-loongarch64-linux-gnu-gcc8-host-x86_64-2022-07-18 export PATH=$CC_PREFIX/bin:$PATH export LD_LIBRARY_PATH=$CC_PREFIX/lib:$LD_LIBRARY_PATH export LD_LIBRARY_PATH=$CC_PREFIX/loongarch64-linux-gnu/lib64:$LD_LIBRARY_PATH export ARCH=loongarch export CROSS_COMPILE=loongarch64-linux-gnu- 接下来测试一下交叉编译环境 ...

前言 之前尝试过在龙芯3A4000上编译运行EPICS，由于3A4000还是mips64指令集，而3A5000则是龙芯的自主指令集loongarch64，适配起来步骤也会有所不同。 这次使用的是龙博特龙芯3A5000电脑主机。 虽然EPICS官方并没有适配loongarch和mips64，无法做到开箱即用，但只要有gcc、g++、make、perl这些工具，理论上就能编译运行EPICS，在开始编译前，确保你的设备上已经装好了这些工具。 关于如何称呼「龙架构」，龙芯社区也有一些讨论。最初我直接使用loongarch64，后来也使用过la64作为简写，直到我看到如何称呼龙架构？，我觉得有必要和社区保持一致，后续统一使用 loong64 作为架构标识。 下载 base 这里我们就以目前最新版本7.0.7为例，其它版本的Base也类似。 1 2 3 $ cd ~/下载/ $ wget https://epics.anl.gov/download/base/base-7.0.7.tar.gz $ tar -xzvf base-7.0.7.tar.gz 你可以在你觉得合适的位置编译安装Base，这里按我们的习惯，放在/usr/local/epics目录下。 1 2 $ mkdir /usr/local/epics $ mv base-7.0.7 /usr/local/epics/ 编译 按照一般步骤，现在就可以开始编译了，我们可以先尝试一下，看看是什么结果。 1 2 3 $ cd /usr/local/epics/base-7.0.7/ # 执行 `make` 命令 $ make 不出所料，果然失败了，输出的错误和在3A4000上编译时的错误也有一些不同。 下面是在3A4000上编译时输出的错误： 下面一行报错是差不多的，在loongarch64上编译却多了上面一行报错，意思就是没有识别出loongarch64架构。 但是先不要慌，这里同时也给出了报错的位置，让我们看看EpicsHostArch.pl里写了些什么。 1 $ vi ./src/tools/EpicsHostArch.pl 它其实就是一个perl脚本，用来判断当前的系统和cpu架构，而loongarch64显然没有做适配，所以就出现了上面错误。 “Architecture ’loongarch64-linux-gnu-thread-multi’ not recognized” 既然识别不了loongarch64，那我们就手动添加一行，让它可以识别就行了，即使看不太懂上面的脚本也没关系，看个半懂就行了。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 sub HostArch { my $arch = $Config{archname}; for ($arch) { return 'linux-x86_64' if m/^x86_64-linux/; return 'linux-x86' if m/^i[3-6]86-linux/; return 'linux-arm' if m/^arm-linux/; return 'linux-aarch64' if m/^aarch64-linux/; return 'linux-ppc64' if m/^powerpc64-linux/; return 'linux-loong64' if m/^loongarch64-linux/; return 'windows-x64' if m/^MSWin32-x64/; return 'win32-x86' if m/^MSWin32-x86/; return "cygwin-x86_64" if m/^x86_64-cygwin/; return "cygwin-x86" if m/^i[3-6]86-cygwin/; return 'solaris-sparc' if m/^sun4-solaris/; return 'solaris-x86' if m/^i86pc-solaris/; my ($kernel, $hostname, $release, $version, $cpu) = uname; if (m/^darwin/) { for ($cpu) { return 'darwin-x86' if m/^x86_64/; return 'darwin-aarch64' if m/^arm64/; } die "$0: macOS CPU type '$cpu' not recognized\n"; } die "$0: Architecture '$arch' not recognized\n"; } } 我们在上面位置添加一行内容，来让它可以识别loongarch64架构。 ...