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树莓派集成开发环境(ARM DS-5)入门指南

来自 David 的投稿,花了好多心血研究,感谢~

树莓派同Beaglebone Black,Arduino一起被称为3大开源硬件。笔者对比过这三个平台,觉得树莓派是最适合单片机工程师学习Linux的SBC,树莓派玩熟了剩下的两个平台也很容易融入。另外大家应该知道,树莓派是当前全球第三大计算机平台(另外两个Windows-PC & MacOS-PC不用我介绍了吧),树莓派现在硬件可以定制,完全可以用于产品开发!它不仅是创客玩具!

Cpu core: BCM2708/BCM2709/BCM2710 Cpu packages: BCM2835/BCM2836/BCM2837

如今Linux计算机体系从硬件到软件都很复杂,覆盖电路设计,底层内核与驱动设计,应用软件设计,系统运维多个方面,我们精力有限,无法逐一精通。像我,单片机起家的就选择专注于Linux应用软件设计(吐槽:我觉得做内核做驱动是纯技术活,枯燥,不够Business, 再说做单片机对硬件,驱动,RTOS都折腾过了,兴趣不大。但是我特别尊重那些做纯技术活的NB人,他们是灵魂工作者,保持了自我,毕竟社会太浮躁了…)

扯远了,难怪老婆说我啰嗦,言归正传!
首先需要一块树莓板,我用了Model B+, Arm11的老内核,不过都一样,Linux玩的是软件,
以下请准备:

1:FT232 USB转串口模块

2:RT2870/RT3070 Wireless Adapter USB无线网卡,兼容卡也行
3:8G class10 SD卡 + USB读卡器
4:5V,2A电源
5:RJ45网线 + USB有线网卡
6:USB转TTL串口线,用于终端命令行,我的PL2303芯片的(吐槽,还是FTDI Chip好)
7:我无奈的又用了一个USB hub,如今的笔记本USB口真TM金贵

好吧,把所有连接,连接,再连接,最后就是:

镜像下载:https://www.raspberrypi.org/downloads/raspbian/
我用了最新的OS RASPBIAN STRETCH LITE,这是Debian9的OS,BB Black也是Debian
用Win32DiskImager工具软件烧写空的SD卡,烧完就插卡上电,启动

注意USB无线网卡和USB串口此时已经被系统识别!

开始系统配置!

1:开启root权限,登陆pi账户,在命令行输入如下:
sudo passwd root
sudo passwd –unlock root
su root
跳转到root账户命令行

2:增加root账户SSH登陆权限,为了安全,默认情况OS禁止了root登陆
用nano编辑/etc/ssh/sshd_config
PermitRootLogin行处改为 ‘PermitRootLogin yes’

3: 配置各个网卡
我的笔记本USB有线网卡IP:192.168.1.71,直接连接树莓ETH0网卡
我的树莓ETH0网卡IP:192.168.1.11(ETH0有时候识别为别的name,我搞不清这个name命名机制,谁懂 Why enxb827eb957644? Call me!)
我的树莓USB无线网卡,使用DHCP,连接手机的wifi热点(吐槽: 外企Web不好用,干脆用自己的流量了)

我需要我的树莓有2个可以使用的网卡,但是无论怎么配置我发现都有使用冲突(一个静态IP,一个动态IP),网上一堆的配置教程都不Work,可把我整惨了,于是我决定自己搞:

ETH0(enxb827eb957644)配置: 修改/etc/rc.local增加一行启动脚本

#!/bin/bash

x=$( ifconfig -a | grep -c "eth0" )
if [ $x -eq 1 ];then
 ifconfig eth0 192.168.1.11 up
else
 ifconfig enxb827eb957644 192.168.1.11 up
fi

touch power_on_time.log
echo "Your PI is powered up at: " > power_on_time.log
date >> power_on_time.log

echo "Init..."

USB无线网卡设置:
直接修改wpa_supplicant.conf:
root@raspberrypi:/etc# cd wpa_supplicant

country=GB
ctrl_interface=DIR=/var/run/wpa_supplicant GROUP=netdev
update_config=1

network={
        ssid="david-wifi"
        psk="12345678"
}

或者修改interfaces文件,追加wpa.conf

Interfaces内容:

auto wlan0
iface wlan0 inet dhcp
wpa-conf /etc/wpa.conf
# iface default inet dhcp

wpa.conf内容:

network={
	ssid="david-wifi"
	key_mgmt=WPA-PSK
	psk="12345678"
}

Show log:

root@raspberrypi:~# ifconfig -a
enxb827eb957644: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.1.11  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.1.255
        inet6 fe80::9de1:de0c:cb1d:462b  prefixlen 64  scopeid 0x20
        ether b8:27:eb:95:76:44  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 2361  bytes 206594 (201.7 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 1140  bytes 180441 (176.2 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

lo: flags=73<UP,LOOPBACK,RUNNING>  mtu 65536
        inet 127.0.0.1  netmask 255.0.0.0
        inet6 ::1  prefixlen 128  scopeid 0x10
        loop  txqueuelen 1  (Local Loopback)
        RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

wlan0: flags=4163<UP,BROADCAST,RUNNING,MULTICAST>  mtu 1500
        inet 192.168.43.236  netmask 255.255.255.0  broadcast 192.168.43.255
        inet6 fe80::eb41:da24:d28:8575  prefixlen 64  scopeid 0x20
        ether f4:28:53:0e:6a:25  txqueuelen 1000  (Ethernet)
        RX packets 69  bytes 6756 (6.5 KiB)
        RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
        TX packets 101  bytes 11817 (11.5 KiB)
        TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0

root@raspberrypi:~# ping 192.168.1.11
PING 192.168.1.11 (192.168.1.11) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 192.168.1.11: icmp_seq=1 ttl=64 time=0.210 ms
64 bytes from 192.168.1.11: icmp_seq=2 ttl=64 time=0.226 ms

--- 192.168.1.11 ping statistics ---
2 packets transmitted, 2 received, 0% packet loss, time 1001ms
rtt min/avg/max/mdev = 0.210/0.218/0.226/0.008 ms
^Croot@raspberrypi:~# ping www.baidu.com
PING www.a.shifen.com (180.97.33.107) 56(84) bytes of data.
64 bytes from 180.97.33.107 (180.97.33.107): icmp_seq=1 ttl=50 time=45.1 ms
64 bytes from 180.97.33.107 (180.97.33.107): icmp_seq=2 ttl=50 time=47.0 ms
64 bytes from 180.97.33.107 (180.97.33.107): icmp_seq=3 ttl=50 time=39.5 ms
^C
--- www.a.shifen.com ping statistics ---
3 packets transmitted, 3 received, 0% packet loss, time 2002ms
rtt min/avg/max/mdev = 39.559/43.928/47.057/3.184 ms
root@raspberrypi:~# 

重启树莓派,让一切生效!

配置更新树莓派!

1:必须会用raspi-config指令,首先设置扩展SD卡容量

查看内存,查看存储器,最后重新分配一个tmp文件夹用于存放调试的临时程序文件,不用往FLASH上面写了

2: 更新OS内容

sudo apt-get update
sudo apt-get upgrade
sudo apt-get dist-upgrade

设置Vim,如果你喜欢Vim

sudo apt-get install vim

编辑/etc/vim/vimrc文件,在末尾添加以下内容
1: set nu #显示行号
2: syntax on #语法高亮
3: set tabstop=4 #Tab退四格

安装调试器:

sudo apt-get install gdbserver # 很重要!!!
sudo apt-get install picocom

如果以上有问题请学习:
1. http://shumeipai.nxez.com/hot-explorer
2.【开发指南】M6G2C&A6G2C系列核心板软件开发指南_V1.05.pdf
3. 搜索引擎查找。

一点口水概念:
1:Linux里platform_driver,属于内存型设备驱动,驱动直接访问SOC内部寄存器,platform_device是位于芯片内部的所有片上外设,其它驱动均是用于SOC外部device访问

2:Linux中device tree配置主要起到了初始化板载硬件资源的作用,如初始化GPIO寄存器,UART寄存器等, 指定了这些寄存器的数值,dts源文件中还会有引脚分配等信息,配置引脚的功能,启动相应的驱动程序

3:Linux开发需要toolchains工具链,要写makefile,需要GDB(client debugger/server)调试器,这些资源需要自己找,自己匹配版本,自己编译测试,纷繁复杂(当然找个供应商就全解决了,都是钱的事,有钱可以是大爷。没钱你就跟我混,让你不花钱也能全搞定)

我真是说了一大堆的废话!赶紧上Linux-App-IDE,一定要整的像Keil-MDK一样方便好用,不用写Makefile。

吐槽: 我知道有人喜欢在终端里用VIM,GDB/CGDB,NFS远程连接目标机GDBserver调试程序,我知道有人喜欢用Ubuntu 用DDD调试程序,我也知道树莓可以本地GCC/GDB,但是考虑编辑易用性,编译速度,考虑大众化,哥依然坚持Windows交叉编译调试。或者什么事哥错过了,请大家告诉我这个井底蛙!

提示:强大的终端软件MobaXterm Home Edition,貌似很好用,树莓可以不用屏幕了。

为了探求一个免费,不断更新,官方支持,且好用的Linux应用软件开发IDE,我搜索了N个词条,尝试了:
Visual Studio + winGDB :要钱啊,VS太大了
Visual Studio + visualGDB: 要钱啊,VS太大了
Eclipse + plugins :插件设置TTMD麻烦了
Sourcery-CodeBench-Lite-Edition: 免费,但官方支持度差,对于树莓不敢折腾,觉得有坑,有精力的同学可以去折腾下,OK了告诉我,什么心情?
Arm-DS-5 Community Edition:官方的免费IDE,定制版Eclipse,设置方便不少。

使用ARM最新工具DS-5开发Linux简单Hello World应用程序,开胃菜,各位!
http://bbs.21ic.com/icview-410255-1-1.html?_dsign=2f342972

DS-5 Community Edition/ Version: 5.27.0/ Build number: 5270014 我决定用这个!

首先解决工具链问题,试过几个,包括Linaro。没找到一个明显告诉你交叉编译系统间库文件如何同步更新的工具链,顿时迷茫!这库都不同步,后面写程序还不是一堆问题啊,于是茫茫Internet坚持找寻,坚信树莓强大的生态链,终于有一天,SYSPROGS拯救了我。

完美,一切都是这么完美!注意一定要Updating Sysroot for Raspberry PI Cross-Toolchain
http://gnutoolchains.com/raspberry/tutorial/
http://gnutoolchains.com/raspberry/tutorial/sysroot
SYSPROGS官方完美支持了树莓1/2/3,SmarTTY终端软件也挺好用。

紧跟伟哥的步伐 GO GO GO!

1: 默认安装raspberry-gcc4.9.2-r4.exe,我的系统Win10。
2: 默认安装ds5-ce-windows64-27rel0.zip(setup.exe)。
3: 打开DS-5,选择工作空间,我的是(C:\Users\cn28060369\Documents\DS-5 Workspace)。
4: 拷贝C:\IT_CodeRepo\DS-5\examples\Linux_examples中hello_linux文件夹到DS-5工作空间。
5: File->Import已经存在的Workspace工程文件夹hello_linux到IDE中。

6: 设置工具链,选择安装的树莓专用工具链,然后Next,DS-5会自动检测工具链然后跟着提示Finish,我的图片里是已经设置过的。

7: 右击项目文件夹,选择Properties,设置工具链参数。

此处使能了并行编译!很棒吧!

当前工具链选择: GCC4.9.2就是树莓的。

8: 配置GDB debug设置

9: 使用DS-5 debugger新建一个调试项,如下图效果

尽量和我的图片设置一样

10: 远程SSH登陆树莓。
参考这个:http://blog.csdn.net/luyejie8888/article/details/38611293
差不多的,使用root账户登陆树莓试试。

11: 把原来hello.c源码改掉,我们玩树莓不能只玩python/wiring-pi,它们屏蔽了基础文件访问知识,方便但是缺乏学习意义,我们操作扩展的ttyUSB0串口,把TXD与RXD短接。

/************************** Demo for RaspberryPi **************************/

// MSG> Hi, I'm Automan, My WeChat account is OPC_davidlee
// MSG> Let's be technical partner, study and day day up
// MSG> Use DS-5 IDE to simplify your Arm SOC development

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
#include <termios.h>
#include <errno.h>
#include <limits.h>
#include <asm/ioctls.h>
#include <time.h>
#include <pthread.h>

#define DATA_LEN	0xFF	/* test data's len */

//#define DEBUG	1

static int openSerial(char *cSerialName) {
	int iFd;

	struct termios opt;

	iFd = open(cSerialName, O_RDWR | O_NOCTTY);
	if (iFd < 0) {
		perror(cSerialName);
		return -1;
	}

	tcgetattr(iFd, &opt);

	//cfsetispeed(&opt, B57600);
	//cfsetospeed(&opt, B57600);

	cfsetispeed(&opt, B115200);
	cfsetospeed(&opt, B115200);

	//raw mode

	opt.c_lflag &= ~(ECHO | ICANON | IEXTEN | ISIG);
	opt.c_iflag &= ~(BRKINT | ICRNL | INPCK | ISTRIP | IXON);
	opt.c_oflag &= ~(OPOST);
	opt.c_cflag &= ~(CSIZE | PARENB);
	opt.c_cflag |= CS8;

	// DATA_LEN bytes can be read by serial

	opt.c_cc[VMIN] = DATA_LEN;
	opt.c_cc[VTIME] = 150;

	if (tcsetattr(iFd, TCSANOW, &opt) < 0) {
		return -1;
	}

	return iFd;
}

int main(void) {
	char tmp[1024];
	int len;
	int fd, i;
	int x = 0;

	printf("\n[#1] Software operations demo:\n");

	x = x + 1;
	printf("x=%d\n", x);
	x = x - (-1);
	printf("x=%d\n", x);
	x = x * x - 1;
	printf("x=%d\n", x);
	x = (x + 5) / 2;
	printf("x=%d\n", x);

	printf("[#2] Hardware ttyUSB0 operations demo:\n");

	fd = openSerial("/dev/ttyUSB0");

	for (i = 0; i < 3; i++) {
		tmp[i] = 'V';
	}

	write(fd, tmp, 3);    // send to ttyUSB0

	for (i = 0; i < 3; i++) {
		tmp[i] = '0';
	}

	len = read(fd, tmp, 3);

	for (i = 0; i < len; i++) {
		printf("Read value: %c\n", tmp[i]);
	}

    printf("Finish test, DS-5 and PiB+ are OK!\n");

	return 0;
}

12: 激动人心的时刻到了,我们编译(debug版本才能调试,含符号信息),Project->Build All(注意保存后的文件才能再次编译生效)。

点击右上角小爬虫进入调试。

点击如下红色圈圈进入调试连接,hello执行文件会自动加载到/tmp文件夹下执行,并自动执行GDBserver。

如下:运行,断点,AppConsole输出,都是OK的了,完美!

如果想重新调试,可以点击绿色圈圈断开连接后重新再连接

到此,一个完美的IDE已经呈现给您,剩下的请您慢慢探索吧,虽然不用写makefile,但是笔者依旧建议后续学习使用Cross-GCC,Makefile,CGDB-debugger,GDB-server,Autotools,Cmake等传统工具,毕竟它们通用性强。当然如果您同我一样年纪大了,那就同我一样玩儿吧。

最后一点废话!

从拿到一个闲置树莓到搞完IDE,笔者花了1个星期去SETUP,宝宝心里苦啊!怎么就没人整个完整的IDE玩树莓呢,老命令行整人,一点都没有与时俱进!

大家可以使用相同的方式匹配BeagleBone Black,不过笔者对它兴趣不大,BBB生态不强但够用。调试接口程序的时候大家可以用Arduino-M0配合树莓调试,注意IO电压3V3,NOT 5V0!

发扬Armfly精神,哥决定投稿开源,造福单片机开发者,早早入门Linux开发,让这个装A后面的世界变得透彻,不再神秘!我好伟大!!!

附:老外整的Arm DS-5 for Raspberry Pi, 没细节,不过让我知道我的想法是可行的!要相信自己!


花了我1天时间整教程,真的好想问谁要点稿费!好想好想…好想好想…啊啊。

等打赏中…

原创:李伟(EnName: David Lee, QQName: AutoMan, QQid: 1694045209), 转载请注明出处,欢迎爱好者技术交流。原稿PDF

备注:如无特殊说明,文章内容均出自David个人真实理解,没有存心妄自揣测故意愚人耳目。由于个人水平有限,虽力求内容无误,但仍难免出错,请勿见怪,如果可以请留言告之,欢迎Email。(1694045209@qq.com)讨论。

本文来自:树莓派实验室
链接地址:http://shumeipai.nxez.com/2017/09/21/raspberry-pi-ide-configuration-guide.html

5 Responses

  1. gcd0318 2017年9月25日 / 00:45

    知道为啥没人搞ide吗?就因为,都是玩树莓派的人在玩树莓派

  2. 冰翼 2017年9月27日 / 16:06

    树莓派的计算能力有限,使用 IDE 会很卡。

    另一个不在树莓派上面开发的原因是输入法:树莓派上没有一个好用的五笔输入法。五笔输入的时候会有很多查询操作,而树莓派的硬件根本支撑不起来。

  3. 李大爷 2017年10月3日 / 16:14

    arm ds-5 是运行在windows上的吧。跟树莓派的计算能力没关系吧。

  4. iPixelOldC 2017年10月4日 / 17:46

    额,可能是我写的东西都是小玩具吧。。。我是直接开个终端,用vim(或spacemacs)直接开写的(不过效率我也觉得不高,不过写玩具来操作树莓派和一些扩展版,做个闹钟啥的,还是够的吧)。。。不过这篇文章也给我开了一个新的思路,谢谢:D

  5. 0oO0O 2017年10月17日 / 09:38

    第三大平台? Linux被吃了?

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