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1 ALTERA SoC Board Series Cortex-A9 Cyclone V SoC FPGA BOARD Software Manual Rev 1.0 ダイジェスト版 ALPHAPROJECT Copyright 2015 ALPHAPROJECT Co.,LTD. All right reserved

2 ALTERA SoC Board Series ご使用になる前に このたびは をお買い上げいただき誠にありがとうございます 本製品をお役立て頂くために このマニュアルを十分お読みいただき 正しくお使い下さい 今後共 弊社製品をご愛顧賜りますよう宜しくお願いいたします 梱包内容 本製品は 下記の品より構成されております 梱包内容をご確認のうえ 万が一 不足しているものがあれば お買い上げの販売店までご連絡ください 梱包内容 LAN ストレートケーブル 1 本 AC アダプタ 1 本 PC-USB-04( ケーブル付 ) 1 個 USB ケーブル (A - B) 1 本 コネクタの形状 microsd カード (4GB アダプター付き ) 1 個 CD-ROM 1 枚 保証書 1 枚 本製品の内容及び仕様は予告なしに変更されることがありますのでご了承ください ソフトウェアマニュアル ALPHA PROJECT

3 ALTERA SoC Board Series 目次 1. 概要 はじめに Linux について U-Boot について VirtualBox について Ubuntu について GNU と FSF について GPL と LGPL について 保証とサポート システム概要 システム概要 ブートローダ Linux カーネル ルートファイルシステム クロス開発環境 添付 CD-ROM の構成 システムの動作 動作環境 シリアル初期設定値 ネットワーク初期設定値 SA-Cy500S ボードの接続 Linux の起動 Linux の動作確認 ネットワークの設定...17 ソフトウェアマニュアル Copyright 2015 ALPHAPROJECT Co.,LTD All right reserved ALPHA PROJECT

4 ALTERA SoC Board Series 4. ブートローダ U-Boot 概要 ブートローダの起動 ネットワーク設定 Preloader の作成 ブートローダの作成 Linux Linux システムの概要 Linux カーネルの作成 ルートファイルシステムの作成 DTB ファイルの作成 RBF ファイルの準備 RAMFS-Linux システムの起動 SD-Linux システムの起動 プログラムの作成 プログラムの開発について サンプルアプリケーションのコンパイル 動作確認 デバイスドライバの作成 サンプルデバイスドライバの概要 サンプルデバイスドライバ / アプリケーションのコンパイル 動作確認 タッチパネル LCD キットの使用 Linux カーネルの対応方法 サンプルアプリケーションのコンパイル 動作確認...72 ソフトウェアマニュアル Copyright 2015 ALPHAPROJECT Co.,LTD All right reserved ALPHA PROJECT

5 ALTERA SoC Board Series 9. ボードの初期化 microsd カードイメージの書き込み シリアル FlashROM 構成 作業概要 microsd カードの作成 書き込み手順 製品サポートのご案内 エンジニアリングサービスのご案内 84 付録 A. 起動ログ 85 付録 B. 付属品について 90 ソフトウェアマニュアル Copyright 2015 ALPHAPROJECT Co.,LTD All right reserved ALPHA PROJECT

6 1. 概要 1.1 はじめに SA-Cy500S は CPU コアに ARM Cortex-A9 を採用したマイクロプロセッサ Cyclone V SoC (ALTERA) を搭載した汎用 CPU ボードで 標準 OS に Linux を採用しています Linux を採用することで 世界中のプログラマによって日々開発される膨大なオープンソースソフトウェア資産をロイヤリティフリーで利用することができます 本ドキュメントでは SA-Cy500S の動作方法をはじめ SPL U-Boot Linux カーネル アプリケーション開発のための手順を説明します 本ドキュメントでは VirtualBox を含めた開発環境が WindowsPC にインストールされていることが前提となっ ています 開発環境をインストールされていない場合は Linux 開発インストールマニュアル に従って 先 に開発環境の作成を行ってください 1.2 Linux について Linux とは 1991 年に Linus Torvalds 氏によって開発された オープンソースの UNIX 互換オペレーティングシステムです Linux はオープンソース ロイヤリティフリーという特性から 世界中のプログラマたちにより日々改良され 今では大手企業のサーバーや 行政機関などにも広く採用されています また Linux の特長として CPU アーキテクチャに依存しないということがあげられます これは GNU C コンパイラの恩恵にもよるものですが 数多くのターゲット (CPU) に移植されており デジタル家電製品を中心に非 PC 系製品にも採用されるようになりました Linux は カーネルと呼ばれる OS の核となる部分とコマンドやユーティリティなど多くのソフトウェアから構成されます これらのソフトウェアの多くは FSF の GNU プロジェクトによるフリーソフトウェアです 本ドキュメントでは Linux のごく一部の機能と使い方のみを説明しています Linux の詳細については 一般書籍やインターネットから多くの情報を得られますので それらを参考にしてください 1.3 U-Boot について U-Boot は DENX Software Engineering 社の Wolfgang Denk 氏が保守を行っているオープンソフトウェアの汎用ブートローダです 多くの開発者によって支援され 現在最も機能が豊富で柔軟性に富み 開発が活発に行われています 対応しているアーキテクチャは SuperH PPC ARM AVR32 MIPS x86 68k Nios MicroBlaze などです またプログラムのダウンロードに関しても ネットワークを介した TFTP の他に CF カード SD メモリカードなどのストレージデバイスからのダウンロードにも対応しています 1 ALPHAPROJECT

7 2. システム概要 2.1 システム概要 SA-Cy500S は CPU コアに ARM Cortex-A9 を採用したマイクロプロセッサ Cyclone V SoC (ALTERA) を搭載した汎用 CPU ボードです Linuxシステムは ブートローダとLinux カーネル ルートファイルシステムから構成されます ブートローダにSPLとU-Boot Linux カーネルに Linux-3.10 ルートファイルシステムには RAM,microSD カード等で動作する専用パッケージを使用します ルートファイルシステム Linux カーネル ブートローダ ソフト ウェア SA-Cy500S ボード ハード ウェア Fig SA-Cy500S システム概要図 4 ALPHAPROJECT

8 2.4 ルートファイルシステム Linux は カーネルとファイルシステムという 2 つの要素から構成されます Linuxでは 全てのデータがファイルという形で管理されています アプリケーションプログラムやデバイスドライバをはじめ HDD や COM ポートなどの入出力デバイスもファイルとして扱われます Linux では全てのファイルがルートディレクトリを起点としたディレクトリ構造下に管理されており これら全てのファイル構造のことをファイルシステムと呼びます また システム動作に必要なシステムファイル群のこともファイルシステムと呼びます 本ドキュメントでは これらの意味を明確にするため ファイル管理構造 (ext2 や ext3) のことをファイルシステム システム動作に必要なファイル群のことをルートファイルシステムと表現しています Linux のルートファイルシステムは そのシステムが必要とする機能に合わせて構築する必要があります SA-Cy500S では 以下のルートファイルシステムを用意しています ramfs ルートファイルシステム RAM 上で動作するように構成されたオリジナル Linux パッケージです RAM 上に展開されるため 電源を落とすと変更した内容は破棄されます sd ルートファイルシステム SD カード用に構成されたオリジナル Linux パッケージです ルートファイルシステムが SD カード上に展開されるため 電源を落としても変更した内容は破棄されませんが 電源を落とす前には適切な終了処理が必要になります 本ドキュメントでは ramfs ルートファイルシステムを利用した Linux システムを RAMFS-Linux システム sd ルートファイ ルシステムを利用した Linux システムを SD-Linux システムと表現します RAM SD カード RAM SD カード Linux Linux sd カーネル カーネル ルートファイル システム ramfs ルートファイル システム Fig RAMFS-Linux システム Fig SD-Linux システム 6 ALPHAPROJECT

9 ネットワークの設定 IP アドレス サブネットマスク ゲートウェイ DNS サーバ Table ホスト OS ネットワーク設定 本ドキュメントでは 上記のネットワーク設定を使用して説明を進めます お客様の環境によって変更する場合には 以降の説明では 適宜読み替えてください 11 ALPHAPROJECT

10 3.4 SA-Cy500S ボードの接続 ホスト PC と SA-Cy500S ボードの接続例を示します LAN をネットワークと接続する場合は ネットワーク管理者と相談し 設定に注意して接続してください SA-Cy500S ボード ホスト PC LAN クロスケーブル AC アダプタ シリアルインタフェース ケーブル PC-USB-04 USB ケーブル Fig SA-Cy500S ボードの接続 (PC に接続する場合 ) SA-Cy500S ボード ホスト PC LAN ストレートケーブル AC アダプタ シリアルインタフェース ケーブル PC-USB-04 USB ケーブル Fig SA-Cy500S ボードの接続 (HUB に接続する場合 ) 12 ALPHAPROJECT

11 3.5 Linux の起動 SA-Cy500S 上で Linux の起動を行います SA-Cy500S は 動作確認用に Linux がプリインストールされた状態で出荷しております 1 SA-Cy500S の電源をいれる前にスイッチが以下の設定になっていることを確認します スイッチの設定の詳細に関しては SA-Cy500S ハードウェアマニュアル でご確認ください SA-Cy500S ボードの接続 にしたがって ホスト PC と SA-Cy500S を接続します PC-USB-04 がホスト PC に認識されて仮想 COM ポートが作成されます 3 ホスト OS(Windows) のターミナルソフトを起動します ( 設定は 3.2 シリアル初期設定値 を参照してください ) 4 AC アダプタを接続して SA-Cy500S の電源を入れます 5 Linux カーネルが自動起動し 全ての起動までにはおよそ 20 秒ほどかかります なお 起動ログに関しては 本ドキュメントの 付録 A. 起動ログ でご確認ください U-Boot (Aug :29:57) CPU : Altera SOCFPGA Platform BOARD : Alphaproject SA-Cy500S Board I2C: ready DRAM: 512 MiB : 途中省略 : Welcome to Buildroot buildroot login: 13 ALPHAPROJECT

12 3.6 Linux の動作確認 SA-Cy500S 上での Linux の動作確認を行います ログイン Linux 起動後 ログインプロンプト buildroot login: が表示されます ログインを実行するにはユーザ root をしてください ログイン設定 ユーザ パスワード root なし Table ログイン設定 Welcome to Buildroot buildroot login: root USB(CN5) -USB メモリ - USB メモリをファイルシステム上の任意のディレクトリにマウントすることにより 他のファイルと同様にアクセスすること ができます 活線挿抜に対応しているため 電源を ON にした状態でも USB メモリの抜き差しが可能です なお USB メモリを使用する場合には 以下のように接続します SA-Cy500S ボード USB ホスト変換ケーブル USB メモリ Fig SA-Cy500S ボードと USB メモリの接続 14 ALPHAPROJECT

13 4.2 ブートローダの起動 SA-Cy500S を起動して U-Boot のコマンドコンソールに入る方法を説明します 1 SA-Cy500S の電源を入れる前に スイッチが以下のようになっていることを確認します スイッチの各設定の詳細に関しては SA-Cy500S ハードウェアマニュアル でご確認ください SA-Cy500S ボードの接続 にしたがって ホスト PC と SA-Cy500S を接続します PC-USB-04 がホスト PC に認識されて仮想 COM ポートが作成されます 3 ホスト OS(Windows) のターミナルソフトを起動します ( 設定は 3.2 シリアル初期設定値 を参照してください ) 4 AC アダプタを接続して SA-Cy500S の電源を入れます 21 ALPHAPROJECT

14 4.4 Preloader の作成 ゲスト OS(Ubuntu) 上で Preloader をコンパイルするための手順を説明します 作成の準備 Preloader, U-boot の作成には FPGA のプロジェクトおよび U-Boot のソースファイルが必要になります SA-Cy500S 用 FPGA サンプルプロジェクトの入手方法およびコンパイル方法に関しては AN5102 SA-Cy500S(Cyclone V SoC CPUBoard) サンプル HDL プログラム解説 を参照してください コンパイルを行った HDL プロジェクトをホスト OS からゲスト OS にコピーし 作業用ディレクトリに配置します 1 ソースコードディレクトリ sacy500s-lk/src をホームディレクトリに作成します すでに作成されている場合は 手順 2にお進みください 省略 $ mkdir -p ~/sacy500s-lk 2 手順 1で作成した作業用ディレクトリに移動します HDL プロジェクトは guest ユーザのホームディレクトリにコピーしたものとします 省略 $ mv ~/sacy500s_sample_1.0 ~/sacy500s-lk 続いて U-Boot のソースファイルを配置するソースコードディレクトリ sacy500s-lk/src を作成し ソースファイルを 配置します 1 ソースコードディレクトリ sacy500s-lk/src をホームディレクトリに作成します すでに作成されている場合は 手順 2にお進みください 省略 $ mkdir -p ~/sacy500s-lk/src 2 手順 1で作成した作業用ディレクトリに移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk 3 作業用ディレクトリに付属 CD 内の以下の 1 つのファイルをコピーします 手順 4~6 で例として CD から直接コピーする方法を記述します 他の方法でコピーする場合には コピー作業 完了後に 手順 7 にお進みください uboot-socfpga-sacy500s-x.x.tar.gz X.X にはバージョン番号が入ります Ver1.0 の場合は ALPHAPROJECT

15 4.5 ブートローダの作成 ゲスト OS(Ubuntu) 上でブートローダをコンパイルするための手順を説明します 作成の準備 U-boot の作成には前もって Preloader の生成が必要です Preloader の生成が行われていない場合 4.4 Preloader の作成 を参照して Preloader の生成を行ってください U-boot の作成 1 Preloader のコンパイルで生成した U-boot のプロジェクトに移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk/sacy500s_sample/software/spl_bsp/uboot-socfpga-sacy500s クロスコンパイラをエクスポートします 省略 $ export CROSS_COMPILE=~/socfpga-toolchain/bin/arm-linux-gnueabihf- 3 プロジェクトを初期化します 省略 $ make mrproper 4 SA-Cy500S 用の設定を適用します 省略 $ make sacy500s_config Configuring for sacy500s board... 5 コンパイルを行います 省略 $ make Generating include/autoconf.mk Generating include/autoconf.mk.dep : 途中省略 : make[1]: ディレクトリ `/home/guest/sacy500s-lk/sacy500s_sample/software/spl_bsp/ uboot-socfpga/examples/api' に入ります make[1]: `all' に対して行うべき事はありません. make[1]: ディレクトリ `/home/guest/sacy500s-lk/sacy500s_sample/software/spl_bsp/ uboot-socfpga/examples/api' から出ます 6 make が正常に完了すると uboot-socfpga ディレクトリに u-boot.img が生成されます 省略 $ ls u-boot.img u-boot.img 37 ALPHAPROJECT

16 U-boot Script 作成の準備 1 作業用ディレクトリ sacy500s-lk をホームディレクトリに作成します すでに作成されている場合は 手順 2にお進みください 省略 $ mkdir ~/sacy500s-lk 2 手順 1で作成した作業用ディレクトリに移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk 3 作業用ディレクトリに付属 CD 内の以下の 1 つのファイルをコピーします 手順 4~6 で例として CD から直接コピーする方法を記述します 他の方法でコピーする場合には コピー作業 完了後に 手順 7 にお進みください uboot-script-sacy500s-1.0.tar.gz X.X にはバージョン番号が入ります Ver1.0 の場合は CD をドライブに挿入します デフォルトでは 自動でマウントされますが マウントされない場合は 以下のコマンドを実行します 省略 $ gvfs-mount -d /dev/sr0 マウントされているかどうかは mount コマンドで確認できます 以下のように /dev/sr0 が表示されている場合は すでにマウントされています ( ******* は CD のボリュームラベルになります ) 省略 $ mount : 途中省略 : /dev/sr0 on /media/******* type udf (ro,nosuid,nodev,uhelper=udisks,uid=1000, gid=1000,iocharset=utf8,umask=0077) 5 ファイルをコピーします コマンド途中の ******* は CD のボリュームラベルになります そのため その部分は挿入した CD に合わせてしてください 省略 $ cp /media/*******/sources/uboot-script-sacy500s-x.x.tar.gz. 6 CD をアンマウントします 省略 $ umount /dev/sr0 7 カーネルソースを展開します 省略 $ tar -zxvf uboot-script-sacy500s-x.x.tar.gz 38 ALPHAPROJECT

17 U-boot Script の作成 U-boot のブートスクリプトを生成する方法を説明します ブートスクリプトの生成には 前もって U-Boot のコンパイルを行っておく必要があります 1 準備作業で展開した作業用ディレクトリの uboot-script-sacy500s-x.x へ移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk/uboot-script-sacy500s-x.x 2 U-boot スクリプト u-boot.scr を生成します 省略 $ ~/sacy500s-lk/sacy500s_sample/software/spl_bsp/uboot-socfpga-sacy500s-1.0/tools/ mkimage -A arm -O linux -T script -C none -a 0 -e 0 -d uboot-script-sacy500s-1.0.txt u-boot.scr Image Name: Created: Tue Sep 1 16:59: Image Type: ARM Linux Script (uncompressed) Data Size: 135 Bytes = 0.13 kb = 0.00 MB Load Address: Entry Point: Contents: Image 0: 127 Bytes = 0.12 kb = 0.00 MB 3 生成した u-boot.scr を /tftpboot にコピーします 省略 $ cp u-boot.scr /tftpboot 39 ALPHAPROJECT

18 5. Linux 5.1 Linux システムの概要 SA-Cy500S 用 Linux システムは Linux カーネルとルートファイルシステム (ramfs, sd) から構成されます Linux カーネルは デバイスドライバとして UART Ethernet 等をサポートし ファイルシステムとして ext2 ext3 JFFS2 cramfs FAT NFS 等をサポートしています ルートファイルシステムは 基本アプリケーションとして コマンドユーティリティ郡 busybox が収録されています ルートファイルシステム busybox Linux カーネル デバイスドライバ ファイルシステム UART EXT2 EXT3 SFlash Ether JFFS2 FAT CRAMFS NFS ハードウェア SA-Cy500S UART SFlash Ether Fig Linux システム 40 ALPHAPROJECT

19 Linux カーネルの作成 Linux カーネルをコンパイルする方法を説明します Linux カーネルの設定データは Linux カーネルソースディレクトリ以下 arch/arm/configs/sacy500s_defconfig に 保存されています 1 準備作業で展開した作業用ディレクトリの linux-socfpga へ移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk/linux-socfpga-sacy500s-x.x 2 Linux カーネルの設定データを呼び出します 省略 $ make ARCH=arm sacy500s_defconfig HOSTCC scripts/basic/fixdep HOSTCC scripts/kconfig/conf.o HOSTCC scripts/kconfig/zconf.tab.o HOSTLD scripts/kconfig/conf # # configuration written to.config # 3 make を実行します 終了までに数分から数時間かかる場合があります 省略 $ make ARCH=arm CROSS_COMPILE=$HOME/socfpga-toolchain/bin/arm-linux-gnueabihf- LOADADDR=0x8000 zimage scripts/kconfig/conf --silentoldconfig Kconfig WRAP arch/arm/include/generated/asm/auxvec.h WRAP arch/arm/include/generated/asm/bitsperlong.h : 途中省略 : OBJCOPY arch/arm/boot/zimage Kernel: arch/arm/boot/zimage is ready Image arch/arm/boot/zimage is ready 4 make が正常に終了すると./arch/arm/boot ディレクトリに Linux カーネルイメージ zimage が作成されます 省略 $ ls arch/arm/boot/zimage arch/arm/boot/zimage 5 /tftpboot ディレクトリに Linux カーネルイメージ zimage をコピーし 名前を zimage-sacy500s に変更 します 省略 $ cp arch/arm/boot/zimage /tftpboot/zimage-sacy500s arm-linux-gnueabihf-gcc: コマンドが見つかりません のようなエラーが表示される場合には クロスコンパイラのインストールが正常にできていない可能性があります 多くの場合でインストールマニュアルの SDK インストール手順 の最後に行うパス設定が異なっている可能性がありますので 再度ご確認ください 42 ALPHAPROJECT

20 ramfs ルートファイルシステムの作成 1 ルートファイルシステムの make が正常に終了すると./output/images ディレクトリに rootfs.cpio.gz ファイルが作成されます 省略 $ ls output/images/rootfs.cpio.gz output/images/rootfs.cpio.gz 2 U-Boot 用のルートファイルシステムに変換します 省略 $ mkimage -A arm -O linux -T ramdisk -C gzip -d output/images/rootfs.cpio.gz outpu t/images/uinitrd-sacy500s Image Name: Created: Mon Aug 24 16:14: Image Type: ARM Linux RAMDisk Image (gzip compressed) Data Size: Bytes = kb = 1.98 MB Load Address: Entry Point: TFTP を使用してロードできるように /tftpboot ディレクトリにルートファイルシステム uinitrd-sacy500s をコピーします 省略 $ cp output/images/uinitrd-sacy500s /tftpboot 46 ALPHAPROJECT

21 DTB ファイルの作成 DTB のソースコードである DTS ファイルはテキストベースで編集を行うことができます 今回作成する DTB ファイルの設定は LK-CY-0A 用の設定となっています DTS ファイルの詳細や文法については Device Tree Usage のページ ( を参照してください 1 準備作業で展開した作業用ディレクトリ sacy500s-lk へ移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk 2 DTS ファイルを DTB ファイルへ変換します 省略 $ dtc -I dts -O dtb -o sacy500s.dtb dts-sacy500s-1.0.dts -f DTC: dts->dtb on file "dts-sacy500s-1.0.dts" 3 変換が正常に終了すると DTB ファイル sacy500s.dtb が生成されます 省略 $ ls sacy500s.dtb sacy500s.dtb 4 /tftpboot ディレクトリに sacy500s.dtb ファイルをコピーします 省略 $ cp sacy500s.dtb /tftpboot 5.5 RBF ファイルの準備 ゲスト OS(Ubuntu) 上で ブートのためのサンプル RBF ファイルを準備する手順を説明します Preloader の作成 で用意した FPGA のプロジェクトファイル sacy500s_sample に移動します 用意されていない場合 件の解説を参照に FPGA プロジェクトファイルの準備を行ってください 省略 $ mv ~/sacy500s-lk/sacy500_sample 2 /tftpboot ディレクトリに RBF ファイル Sa-Cy500S_sample.rbf をコピーし 名前を sacy500s.rbf に変更します 省略 $ cp output/sa-cy500s_sample.rbf /tftpboot/sacy500s.rbf 3 sacy500s.rbf の許可を変更します 省略 $ sudo chmod 664 /tftpboot/sacy500s.rbf [sudo] password for guest: 52 ALPHAPROJECT

22 5.6 RAMFS-Linux システムの起動 U-Boot を使用し 5.2 Linux カーネルの作成 で作成した Linux カーネル zimage-sacy500s と ramfs ルートファ イルシステム uinitrd-sacy500s をネットワーク経由 (TFTP) でダウンロードし RAMFS-Linux システムを起動する方法を 示します ルートファイルシステムの作成 で作成した microsd カードを SA-Cy500S に挿入します 2 Linux カーネルイメージ zimage-sacy500s を RAM 上にダウンロードします SA-Cy500S# tftp 8000 zimage-sacy500s link up on port 0, speed 1000, full duplex Using cpsw device TFTP from server ; our IP address is Filename 'zimage-sacy500s'. : 途中省略 : done Bytes transferred = (2f1a60 hex) 3 ramfs ルートファイルシステム uinitrd-sacy500s を RAM 上にダウンロードします SA-Cy500S# tftp uinitrd-sacy500s link up on port 0, speed 1000, full duplex Using cpsw device TFTP from server ; our IP address is Filename 'uinitrd-sacy500s'. : 途中省略 : done Bytes transferred = (1fbb70 hex) 53 ALPHAPROJECT

23 6. プログラムの作成 本章では SA-Cy500S 上で動作するアプリケーションの作成方法について説明します 6.1 プログラムの開発について ソースファイルのコンパイルから動作までの一連の流れを示します 1 ゲスト OS 上でソースファイルを作成 2 ゲスト OS 上でソースファイルをクロスコンパイルし 実行ファイルを作成 3 SA-Cy500S ボード上でゲスト OS を nfs でマウントし 実行ファイルをダウンロード 4 SA-Cy500S ボード上で動作を確認 PC/AT 互換機 (LinuxOS) SA-Cy500S ソースコード 1 ソースコードの 作成 4 実行 クロス開発環境 ARM 用クロスコンパイラ ARM 用クロスアセンブラ 3 実行ファイルの ダウンロード ARM 用実行ファイル ARM 用リンカ 2 実行ファイルの 作成 ARM 用実行ファイル Fig プログラムの開発手順 58 ALPHAPROJECT

24 サンプルアプリケーションのコンパイル サンプルアプリケーションのコンパイル手順を説明します 1 準備作業で展開した作業用ディレクトリの helloworld へ移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk/helloworld サンプルアプリケーションをコンパイルします 省略 $ make ~/$HOME/socfpga-toolchain/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc -Wall helloworld.c -o helloworld 3 アプリケーションプログラムを NFS の共有ディレクトリにコピーします 省略 $ cp helloworld /nfs 60 ALPHAPROJECT

25 7. デバイスドライバの作成 本章では SA-Cy500S 上の LED にアクセス可能なサンプルデバイスドライバの作成方法とそのデバイスドライバを使用したア プリケーションの作成方法について説明します 本章で作成するプログラムは Linux カーネルソースが事前にコンパイル済みである必要があります カーネルのコンパイルについては 5.2 Linux カーネルの作成 をご確認ください 7.1 サンプルデバイスドライバの概要 サンプルデバイスドライバは LED デバイスへのアクセス関数を提供します デバイスドライバの概要 ユーザプログラム上からデバイスにアクセスする際 通常はデバイスファイルを通じてシステムコールを発行し デバイスドライバに処理を依頼します デバイスドライバはデバイスへのアクセス関数を提供することにより ユーザプログラム上からデバイスにアクセスする手段を提供します サンプルデバイスドライバはキャラクタ型デバイスドライバになり モジュールとしてコンパイルします このデバイスドライバは ユーザプログラム上から LED デバイスにアクセスするための関数を提供します システムコール (API) は open close write になります サンプルデバイスドライバを示すデバイスファイルは /dev/sample0 になります ユーザプログラム 2 デバイスファイルを通じて デバイスドライバにアクセス デバイスファイル (/dev/sample0) キャラクタ型デバイス 1 システムコールを発行 Linux ユーザ空間 サンプルデバイスドライバ (sample-driver.ko) open close write Linux カーネル空間 3 システムコールに対応した 関数を実行する デバイス ハードウェア Fig サンプルデバイスドライバの概要 62 ALPHAPROJECT

26 サンプルデバイスドライバのコンパイル サンプルデバイスドライバのコンパイル手順を説明します 1 準備作業で展開した作業用ディレクトリの devicedriver/driver へ移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk/devicedriver/driver 2 汎用デバイスドライバをコンパイルします 省略 $CROSS_COMPILE=$HOME/socfpga-toolchain/bin/arm-linux-gnueabihf- KBUILD=~/sacy500slk/linux-socfpga-sacy500s-X.X/ make make ARCH=arm -C /home/guest/sacy500s-lk/linux-socfpga-sacy500s-1.0/ M=/home/guest/ sacy500s-lk/devicedriver/driver modules make[1]: ディレクトリ `/home/guest/sacy500s-lk/linux-socfpga-sacy500s-1.0' に入ります CC [M] /home/guest/sacy500s-lk/devicedriver/driver/sample-driver.o Building modules, stage 2. MODPOST 1 modules CC /home/guest/sacy500s-lk/devicedriver/driver/sample-driver.mod.o LD [M] /home/guest/sacy500s-lk/devicedriver/driver/sample-driver.ko make[1]: ディレクトリ `/home/guest/sacy500s-lk/linux-socfpga-sacy500s-1.0' から出ます KBUILD は Linux カーネルのソースディレクトリを指定します カーネルのコンパイルについては 5.2 Linux カーネルの作成 をご確認ください 3 作成した汎用デバイスドライバを NFS の共有ディレクトリにコピーします 省略 $ cp sample-driver.ko /nfs サンプルアプリケーションのコンパイル サンプルアプリケーションのコンパイル手順を説明します 1 準備作業で展開した作業用ディレクトリの devicedriver/application へ移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk/devicedriver/application 2 サンプルアプリケーションをコンパイルします 省略 $ CROSS_COMPILE=$HOME/socfpga-toolchain/bin/arm-linux-gnueabihf- make /home/guest/sacy500s-lk/toolchain-sacy500s-1.0/bin/arm-linux-gnueabihf-gcc -Wall sample-app.c -o sample-app 3 アプリケーションプログラムを NFS の共有ディレクトリにコピーします 省略 $ cp sample-app /nfs 65 ALPHAPROJECT

27 8. タッチパネル LCD キットの使用 本章では SA-Cy500S に LCD-KIT-B01 を接続して動作を行う方法を説明します 8.1 Linux カーネルの対応方法 Linux カーネルのデフォルトでは LCD-KIT-B01 を使用する設定になっておりませんので Linux カーネルを再作成する必要 があります 再作成する手順を以下に説明します 本手順では 5.2 Linux カーネルの作成 によって一度 Linux カーネルが作成されていることを前提で説 明します 一度も行っていない場合は 一度作成手順を行ってください Linux カーネルの作成 で作成した Linux カーネルのフォルダに移動します 省略 $ cd ~/sacy500s-lk/linux-socfpga-sacy500s-x.x 2 make ARCH=arm menuconfig コマンドによって コンフィグレーションメニューを表示します 省略 $ make ARCH=arm menuconfig scripts/kconfig/mconf Kconfig 3 メニューの Device Drivers - Input device support - Touchscreens と選択して 以下の画面の LCD-KIT-B01 based touch screen を選択します 上記の画面で何も項目が表示されない場合は 一つ上の階層の Touchscreens がチェックされているか ご確認ください 68 ALPHAPROJECT

28 8.3 動作確認 8.1 Linux カーネルの対応方法 で作成したカーネルで起動した SA-Cy500S 上で タッチパネル LCD キット用のサンプルアプリケーションを動作させる手順を説明します なお ルートファイルシステムは 5.3 ルートファイルシステムの作成 で作成した ramfs ルートファイルシステムを使用した方法で説明します ブートローダの起動 の手順に従って U-Boot を起動します なお SA-Cy500S ボードには 以下のようにタッチパネル LCD キットを接続します 詳しい接続方法に関しては 使用するタッチパネル LCD キットの ハードウェアマニュアル でご確認ください SA-Cy500S ボード LCD-KIT-B01 Fig SA-Cy500S とタッチパネル LCD キットの接続 Linux カーネルの対応方法 で作成した Linux カーネルイメージ zimage-sacy500s-lcdkit を RAM 上に ダウンロードします SA-Cy500S# tftp 8000 zimage-sacy500s-lcdkit link up on port 0, speed 1000, full duplex Using cpsw device TFTP from server ; our IP address is Filename 'zimage-sacy500s'. : 途中省略 : done Bytes transferred = (2f1a60 hex) 72 ALPHAPROJECT

29 15 SA-Cy500S からゲスト OS の /nfs ディレクトリをマウントします # mkdir -p /mnt/nfs # mount -t nfs -o nolock :/nfs /mnt/nfs 16 アプリケーションを実行します タッチパネルをタッチするとその時のタッチパネル LCD キットから取得した値を画面上に表示します 終了する場合は Ctrl+c をしてください # /mnt/nfs/lcdkit-sample LCD-KIT-B01 sample program start... Touch Screen: ( -, -) LCD-KIT-B01 はマルチタッチとなりますが 表示しているのは 1st Finger touch のみと なります 76 ALPHAPROJECT

30 9. ボードの初期化 SA-Cy500S は シリアル Flash に U-Boot Linux カーネル等が書き込まれた状態で出荷しております また MMC ブートに使う microsd カードのイメージデータ ( オールインワンイメージ ) の提供も行っております MMC ブート用 microsd カードの初期化を行いたいか 再度シリアル FlashROM へ U-Boot 及び Linux カーネル等を書き込みたい場合は 本章の手順に従って行ってください 本手順では MMC(microSD カード ) ブートを使用して行いますので Ubuntu 上で microsd カードへ Linux カーネル等のデータをコピーする必要があります そのため Ubuntu 上で認識できる SD カードリーダをご用意ください 9.1 microsd カードイメージの書き込み SA-Cy500S に使用している microsd カードにオールインワンイメージの書き込みを行う手順を以下に記します 作業はホスト PC 上で行います 準備 オールインワンイメージの書き込みには Win32DiskImager というアプリケーションを使用します Win32DiskImager は以下のサイトからダウンロードできますので ホスト PC にインストールしてください オールインワンイメージの書き込み 1 準備でインストールした Win32DiskImager を起動します ユーザーアカウントの警告が表示された場合 許可を選択してください 2 Device に書き込む microsd カードを挿入しているドライブを選択し Image File にオールインワンイメージ ファイル (sacy500s_sd_v1_0.img) を選択し Write を選択します 意図しない Device を選択しデータを書き込んでしまった場合 ホスト PC が立ち上がらなくなる 可能性があります 操作には注意してください 77 ALPHAPROJECT

31 謝辞 Linux U-Boot の開発に関わった多くの貢献者に深い敬意と感謝の意を示します 著作権について 本文書の著作権は 株式会社アルファプロジェクトが保有します 本文書の内容を無断で転載することは一切禁止します 本文書の内容は 将来予告なしに変更されることがあります 本文書の内容については 万全を期して作成いたしましたが 万一ご不審な点 誤りなどお気付きの点がありましたら弊社までご連絡下さい 本文書の内容に基づき アプリケーションを運用した結果 万一損害が発生しても 弊社では一切責任を負いませんのでご了承下さい 商標について Cyclone V は ALTERA 株式会社の登録商標 商標または商品名称です Linux は Linus Torvalds の米国およびその他の国における登録商標または商標です U-Boot は DENX Software Engineering の登録商標 商標または商品名称です Windows の正式名称は Microsoft Windows Operating System です Microsoft Windows は 米国 Microsoft Corporation. の米国およびその他の国における商標または登録商標です Windows 8 Windows 7 Windows Vista は 米国 Microsoft Corporation. の商品名称です VirtualBox は OracleCorporation の商品名称です 本文書では下記のように省略して記載している場合がございます ご了承下さい Windows 8 は Windows 8 もしくは Win8 Windows 7 は Windows 7 もしくは Win7 Windows Vista は Windows Vista もしくは WinVista その他の会社名 製品名は 各社の登録商標または商標です ALPHA PROJECT Co.,LTD. 株式会社アルファプロジェクト 静岡県浜松市東区積志町 query@apnet.co.jp