Giriş

Bu bölümde, kart üzerinde bulunan sensörlerin ve veri hatlarının kullanımlarına dair örnekler gösterilecektir. Bütün örnekler seri port bağlantısı kurularak Terminal/Konsol üzerinden yapılacağı için Hızlı Başlangıç bölümünde Terminal kullanımına dair açıklamaları okumuş olduğunuz kabul edilmektedir. İlgili kısımda anlatılan Desktop imajına tarayıcı ile bağlanma, SSH/Ethernet ile bağlanma veya seri port üzerinden konsol ile bağlanma yöntemlerinden birini tercih edebilirsiniz.

Güç bağlantısı

Gemstone O1 geliştirme kartının harici güç girişi 5V–12V / 5A aralığında çalışacak şekilde tasarlanmıştır. Bu aralıkta herhangi bir uygun harici güç kaynağı bağlanabilir. USB tarafında ise USB PD (Güç Dağıtım) entegresi 9V’a ayarlanmıştır. Eğer bağlı cihaz 9V desteğine sahipse, geliştirme kartı 9V / 3A ile beslenir; cihaz uygun değilse kart, 5V / 3A ile güç almaya devam eder.

Batarya bağlı durumdayken USB takıldığında, güç kaynağı otomatik olarak USB’ye geçer ve batarya devre dışı kalır. USB çıkarıldığında ise batarya otomatik olarak devreye girer ve geliştirme kartına güç sağlamaya devam eder.

USB bağlantısı yapılmadığında, geliştirme kartı 12V bataryanın ters polarite ile bağlanmasına karşı korumaya sahiptir. Ancak bu koruma tam güvence sağlamaz bu yüzden kullanıcı tarafından dikkatli bağlantı yapılması gerekmektedir.

USB takılıyken 12V batarya ters bağlanırsa, geliştirme kartı ciddi şekilde zarar görebilir hatta yanma riski oluşabilir. Bu nedenle USB ile güç bağlantısı varken batarya bağlantısını yapmadan önce polarite mutlaka kontrol edilmelidir.

Güç Düğmesi

Kartın üzerinde bulunan güç düğmesi sayesinde geliştirme kartını işletim sistemine komut vermeye ihtiyaç duymadan kapatabilir ya da yeniden açabilirsiniz.

İşlem	Düğme kullanımı
Kapatma	Kısa basış (~3 saniye)
Açma	Uzun basış (~15 saniye), ardından kısa basış

Kart açıkken düğmeye yaklaşık 3 saniye basıldığında sistem kapanmaktadır. Kapalı durumdaki kartı yeniden açabilmek için ise düğme önce yaklaşık 15 saniye boyunca basılı tutulmalı, ardından kısa bir basış daha yapılmalıdır.

Kartı kapatmak için güç düğmesi yerine konsoldan poweroff komutunu da kullanabilirsiniz.

1. LED

Kartın açılıp açılmadığını, düzgün çalışıp çalışmadığını ve USB portlarının sağlıklı olup olmadığını ekrana veya log’a bakmadan anlayabilmek için kartın üzerinde 6 adet LED bulunmaktadır.

1.1. Sistem LED’i (sağ) — PWR / ACT

Kart açılırken PWR LED’i kırmızı yanmaktadır. Sistem tamamen açıldığında ise ACT LED’i yeşile dönerek düzenli aralıklarla yanıp sönmektedir - bu, sistemin sorunsuz çalıştığına işaret etmektedir. Yanıp sönmenin durması halinde sistem kilitlenmiş demektir.

1.2. Kullanıcı LED’i (sol) — GREEN / RED

Açılış sırasında RED LED’i kırmızı yanarken sistem tamamen açıldığında sönmektedir. Açılıştan sonra sistem kullanıcı LED’lerini kullanmamaktadır; isterseniz GREEN ve RED LED’lerini kendinize göre konfigüre edebilirsiniz.

echo 1 | sudo tee /sys/class/leds/GREEN/brightness   # yak
echo 0 | sudo tee /sys/class/leds/GREEN/brightness   # söndür

echo 1 | sudo tee /sys/class/leds/RED/brightness   # yak
echo 0 | sudo tee /sys/class/leds/RED/brightness   # söndür

1.3. USB Güç LED’leri

USB portlarının yanındaki iki yeşil LED, kartın güç girişinde bir sorun (aşırı akım/gerilim) olup olmadığını göstermektedir. Güç hattında sorun oluştuğunda ise LED’ler sönmektedir.

1.4. Boot Hatasında LED Durumu

PWR (sağ) ve RED (sol) LED’leri uzun bir süre sönmeden kırmızı yanmaya devam etmekteyse, sistem boot sırasında takılmış demektir. Önce kartın arkasındaki Bootmode Switch kombinasyonunu kontrol edebilirsiniz. Sorun switch’lerden kaynaklanmıyorsa, karta TTL üzerinden konsol bağlantısı kurup boot sırasındaki hata mesajlarını inceleyiniz.

2. Pinout

Kart üzerinde bulunan 40-pin expansion header olarak isimlendirilen Giriş/Çıkış (I/O) pinleri; UART (seri port), I2C, SPI, PWM ve PCM gibi arayüzleri sağlamaktadır. 40-pin giriş/çıkış portlarının kullanım amaçları ve varsayılan konfigürasyonda hangi arayüzlere tahsis edildiğine değinilecek, sonraki bölümde ise Device Tree Overlay dosyaları ile pinlerin nasıl farklı kullanımlara açılabileceği izah edilecektir. Örneğin GPIO-7 isimli pin varsayılan konfigürasyonda SPI-MCU0 CS2 olarak belirlenmiş olup Device Tree Overlay ismi verilen dosya aktif edilerek UART-WKUP0 RX fonksiyonuna dönüştürülebilmektedir. Benzer şekilde Gemstone VTOL projesinde Bluetooth ihtiyacı olmadığından, ilgili pinler devre dışı bırakılarak UART-MAIN6’ya dönüştürülmüştür.

3v3 Power	3v3 Power	5v Power	5v Power
I2C-MCU0 SDA	GPIO-2	5v Power	5v Power
I2C-MCU0 SCL	GPIO-3	GND	GND
	GPIO-4	GPIO-14	UART-MAIN1 TX
GND	GND	GPIO-15	UART-MAIN1 RX
	GPIO-17	GPIO-18	PCM-McASP0 CLK
	GPIO-27	GND	GND
	GPIO-22	GPIO-23
3v3 Power	3v3 Power	GPIO-24
SPI-MCU0 MOSI	GPIO-10	GND	GND
SPI-MCU0 MISO	GPIO-9	GPIO-25
SPI-MCU0 SCLK	GPIO-11	GPIO-8	SPI-MCU0 CS0
GND	GND	GPIO-7	SPI-MCU0 CS2
I2C-WKUP0 SDA (reserved)	GPIO-0	GPIO-1	I2C-WKUP0 SCL (reserved)
	GPIO-5	GND	GND
	GPIO-6	GPIO-12	PWM-ECAP0
PWM-1B	GPIO-13	GND	GND
PCM-McASP0 FS	GPIO-19	GPIO-16
	GPIO-26	GPIO-20	PCM-McASP0 DIN
GND	GND	GPIO-21	PCM-McASP0 DOUT

2.1. UART-MAIN1

Bu UART arayüzüne Gemstone kartta yer alan /dev/ttyS3 cihazı üzerinden erişilebilmektedir. Komut satırından UART hattını test etmek için picocom programından yararlanabilirsiniz. picocom seri terminal uygulamasıdır, belirtilen seri porta anlık olarak klavyeden basılan karakterleri gönderirken karşı taraftan gelen verileri de ekrana basar. TX ve RX pinlerini jumper kablo yardımıyla birbirine bağladıktan sonra aşağıdaki komutu çalıştırabilirsiniz. Eğer bağlantılar düzgünse klavyede anlık bastığınız karakterleri ekranınızda görmeniz gerekmektedir.

gemstone@t3-gem-o1:~$ picocom -b 115200 /dev/ttyS3
# picocom v3.1
#
# port is        : /dev/ttyS6
# flowcontrol    : none
# baudrate is    : 115200
# parity is      : none
# databits are   : 8
# stopbits are   : 1
# escape is      : C-a
# local echo is  : no
# noinit is      : no
# noreset is     : no
# hangup is      : no
# nolock is      : no
# send_cmd is    : sz -vv
# receive_cmd is : rz -vv -E
# imap is        :
# omap is        :
# emap is        : crcrlf,delbs,
# logfile is     : none
# initstring     : none
# exit_after is  : not set
# exit is        : no
#
# Type [C-a] [C-h] to see available commands
# Terminal ready
# Hello World

2.2. I2C-MCU0

Bu I2C arayüzüne Gemstone kartta yer alan /dev/i2c-1 cihazı üzerinden erişilebilmektedir. Hatta bağlı çevre birimleri görüntülemek için i2cdetect komutundan yararlanabilirsiniz. Örnek bir çıktı aşağıda verilmiştir. Komutun çıktısında UU ile belirtilen adreslerdeki (0x30) çevre birimler I2C hattına bağlı fakat Linux kernel tarafından kullanılmakta, doğrudan adres numarası yazan (0x6b) çevre birimler ise I2C hattına bağlı ve boşta anlamına gelmektedir.

gemstone@t3-gem-o1:~$ i2cdetect -r -y 1
#      0  1  2  3  4  5  6  7  8  9  a  b  c  d  e  f
# 00:                         -- -- -- -- -- -- -- --
# 10: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
# 20: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
# 30: UU -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
# 40: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
# 50: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- --
# 60: -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- -- 6b -- -- -- --
# 70: -- -- -- -- -- -- -- --

2.3. I2C-WKUP0

Bu I2C arayüzü karta 40-pin expansion header üzerinden bağlanan Hardware Attached on Top (HAT) cihazları tanımlamak için kullanılır. Boot esnasında HAT üzerinde yer alan EEPROM sorgulanır ve cihaz bilgisi okunur. Eğer karta HAT bağlanmayacaksa bu pinler boşta bırakılmalıdır.

2.4. SPI-MCU0

Bu SPI arayüzüne Gemstone kartta yer alan /dev/spidev0.0 ve /dev/spidev0.2 cihazları üzerinden erişilebilmektedir. /dev/spidev0.0 cihazı SPI-MCU0 CS0, /dev/spidev0.2 cihazı ise SPI-MCU0 CS2’e karşılık gelmektedir. Komut satırından SPI hattını test etmek için spi-pipe programından yararlanabilirsiniz. spi-pipe programı stdin’den gelen verileri --device ayarıyla belirtilen SPI hattına basıp, hattan gelen veriyi de stdout’a basmaktadır. MOSI ve MISO pinlerini jumper kablo yardımıyla birbirine bağladıktan sonra aşağıdaki komutu çalıştırabilirsiniz. Eğer bağlantılar düzgünse ekranda “Hello World” yazısını görmeniz gerekmektedir.

gemstone@t3-gem-o1:~$ printf '\x48\x65\x6c\x6c\x6f\x20\x57\x6f\x72\x6c\x64' | spi-pipe --device /dev/spidev0.0 --speed 1000000
# Hello World

2.5. PWM-1B

Bu PWM arayüzüne Gemstone kartta yer alan /sys/class/pwm/pwmchip5/pwm1 cihazı üzerinden erişilebilmektedir. Bu cihazın oluşması için öncelikle export komutu çalıştırılmalıdır. Ardından nanosaniye cinsinden period ve duty_cycle değerleri aşağıdaki örnekte gösterildiği şekilde istenen değerlere ayarlanıp cihaza enable komutu verildikten sonra PWM çıktısı alınabilir.

gemstone@t3-gem-o1:~$ echo 1 | sudo tee /sys/class/pwm/pwmchip5/export
# 1
gemstone@t3-gem-o1:~$ echo 2000000 | sudo tee /sys/class/pwm/pwmchip5/pwm1/period     # 500 Hz
# 2000000
gemstone@t3-gem-o1:~$ echo 1000000 | sudo tee /sys/class/pwm/pwmchip5/pwm1/duty_cycle # 50%
# 1000000
gemstone@t3-gem-o1:~$ echo 1 | sudo tee /sys/class/pwm/pwmchip5/pwm1/enable
# 1

2.6. PWM-ECAP0

Bu PWM arayüzüne Gemstone kartta yer alan /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0 cihazı üzerinden erişilebilmektedir.

gemstone@t3-gem-o1:~$ echo 0 | sudo tee /sys/class/pwm/pwmchip0/export
# 0
gemstone@t3-gem-o1:~$ echo 2000000 | sudo tee /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/period     # 500 Hz
# 2000000
gemstone@t3-gem-o1:~$ echo 1000000 | sudo tee /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/duty_cycle # 50%
# 1000000
gemstone@t3-gem-o1:~$ echo 1 | sudo tee /sys/class/pwm/pwmchip0/pwm0/enable
# 1

2.7. PCM-McASP0

Pulse-code Modulation (PCM) ya da Texas Instruments SoC’lerindeki adıyla Multichannel Audio Serial Port (McASP), düşük gecikmeli ve yüksek kaliteli dijital ses akışı gerektiren gerçek zamanlı ses işleme uygulamalarında kullanılabilmektedir. FS pini DAC gibi harici bir ses cihazına frame-sync sinyali sağlarken CLK pini de benzer şekilde clock sinyali sağlar. DIN pini sayesinde I2S mikrofon gibi bir dijital ses cihazından veri girişi, DOUT pini sayesinde de DAC gibi bir dijital ses cihazına veri çıkışı sağlanabilmektedir.

3. Device Tree

Kart üzerindeki 40-pin giriş/çıkış portlarının kullanılabileceği konfigürasyonlar (UART, PWM, I2C, GPIO, …) Device Tree Overlay adı verilen dosyalarda tanımlanmıştır. İstenen konfigürasyonun/konfigürasyonların aktif edilebilmesi için ilgili overlay dosyalarının bulunup, bootloader’a liste olarak verilmesi gerekmektedir. Texas Instruments ARM64 tabanlı SoC’ler için tüm overlay dosyalarının kaynak kodları t3gemstone/linux projesi içerisinde arch/arm64/boot/dts/ti dizini altında yer almaktadır. T3-GEM-O1 kartı için olanlar k3-am67a-t3-gem-o1-<overlay_adi>.dtso biçiminde isimlendirilmiştir. Her bir overlay dosyasının başında hangi amaçla oluşturulduğuna dair bilgi yer almaktadır.

3.1. Örnek: UART6 sinyallerinin 40-pin HAT’e yönlendirilmesi

T3-GEM-O1’in 40-pin HAT’i üzerinde varsayılan olarak sadece 1 adet seri port bulunmaktadır. Birden fazla seri porta ihtiyaç duyan projeler için 40-pin HAT üzerindeki başka pinlerin de seri porta dönüştürülmesi gerekmektedir.

3.1.1. Pinout’un İncelenmesi

T3-GEM-O1’in pinout’u incelendiğinde HAT üzerindeki 7 ve 11 numaralı pinlerin UART6_RX ve UART6_TX olarak kullanılabileceği görülmektedir.

3.1.2. İlgili Overlay Dosyasının Bulunması

Sonraki aşamada istenen konfigürasyonu hangi Device Tree Overlay dosyasının yaptığının bulunması gerekmektedir, bu dosyalarının tümü geliştirme kartının içerisindeki /boot/overlays klasöründe bulunmaktadır. ls /boot/overlays komutu çalıştırılarak hepsi listelenebilir.

├── boot
│   ├── overlays
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-csi0-imx219.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-rpi-7inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-10-1inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-11-9inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-13-3inch-2lane-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-13-3inch-4lane-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-2-8inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-3-4inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-4-0inch-c-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-4-0inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-5-0inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-6-25inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-7-9inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-7inch-h-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-7inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-8-0inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-dsi-waveshare-8-8inch-panel.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-gpio-fan.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-i2c1-400000.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-pwm-ecap0-gpio12.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-pwm-ecap1-gpio16.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-pwm-ecap2-gpio18.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-pwm-epwm0-gpio14.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-pwm-epwm0-gpio5.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-pwm-epwm0-gpio5-gpio14.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-pwm-epwm1-gpio13.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-pwm-epwm1-gpio6.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-pwm-epwm1-gpio6-gpio13.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-spidev0-1cs.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-spidev0-2cs.dtbo
│   │   ├── k3-am67a-t3-gem-o1-uart-ttys0.dtbo
│   │   └── k3-am67a-t3-gem-o1-uart-ttys6.dtbo

3.1.3. uEnv.txt Dosyasının Güncellenmesi

Bu örnekte k3-am67a-t3-gem-o1-uart-ttys6.dtbo adlı overlay dosyası kullanılacaktır. Bootloader’ın bu dosyayı işletim sistemi başlatılmadan önce yükleyebilmesi için /boot/uEnv.txt dosyasındaki overlays kısmına aşağıdaki gibi eklenmelidir. Overlay dosya adları arasında bir boşluk kalacak şekilde ekleme yapılmaktadır. overlays=k3-am67a-t3-gem-o1-spidev0-2cs.dtbo k3-am67a-t3-gem-o1-i2c1-400000.dtbo k3-am67a-t3-gem-o1-uart-ttys6.dtbo

3.1.4. Kontrol

Değişiklikleri kaydettikten sonra kart reboot komutuyla yeniden başlatılmalıdır. Ardından ls /proc/device-tree/chosen/overlays komutuyla ilgili overlay’in eklenip eklenmediği kontrol edilmelidir.

k3-am67a-t3-gem-o1-i2c1-400000.dtbo
k3-am67a-t3-gem-o1-spidev0-2cs.dtbo
k3-am67a-t3-gem-o1-uart-ttys6.kernel
...

Yukarıdaki aşamalar başarıyla tamamlandıktan sonra /dev/ttyS6 cihazı oluşmuş olacaktır.

Geliştirme Kartları

İşletim Sistemi

İmaj Yazma Uygulaması

Projeler

Sdk

Eğitim Kılavuzları

Diğer

Giriş

Güç bağlantısı

Güç Düğmesi

1. LED

1.1. Sistem LED’i (sağ) — PWR / ACT

1.2. Kullanıcı LED’i (sol) — GREEN / RED

1.3. USB Güç LED’leri

1.4. Boot Hatasında LED Durumu

2. Pinout

2.1. UART-MAIN1

2.2. I2C-MCU0

2.3. I2C-WKUP0

2.4. SPI-MCU0

2.5. PWM-1B

2.6. PWM-ECAP0

2.7. PCM-McASP0

3. Device Tree

3.1. Örnek: UART6 sinyallerinin 40-pin HAT’e yönlendirilmesi

3.1.1. Pinout’un İncelenmesi

3.1.2. İlgili Overlay Dosyasının Bulunması

3.1.3. uEnv.txt Dosyasının Güncellenmesi

3.1.4. Kontrol

​Güç bağlantısı

​Güç Düğmesi

​1. LED

​1.1. Sistem LED’i (sağ) — PWR / ACT

​1.2. Kullanıcı LED’i (sol) — GREEN / RED

​1.3. USB Güç LED’leri

​1.4. Boot Hatasında LED Durumu

​2. Pinout

​2.1. UART-MAIN1

​2.2. I2C-MCU0

​2.3. I2C-WKUP0

​2.4. SPI-MCU0

​2.5. PWM-1B

​2.6. PWM-ECAP0

​2.7. PCM-McASP0

​3. Device Tree

​3.1. Örnek: UART6 sinyallerinin 40-pin HAT’e yönlendirilmesi

​3.1.1. Pinout’un İncelenmesi

​3.1.2. İlgili Overlay Dosyasının Bulunması

​3.1.3. uEnv.txt Dosyasının Güncellenmesi

​3.1.4. Kontrol

Güç bağlantısı

Güç Düğmesi

1. LED

1.1. Sistem LED’i (sağ) — PWR / ACT

1.2. Kullanıcı LED’i (sol) — GREEN / RED

1.3. USB Güç LED’leri

1.4. Boot Hatasında LED Durumu

2. Pinout

2.1. UART-MAIN1

2.2. I2C-MCU0

2.3. I2C-WKUP0

2.4. SPI-MCU0

2.5. PWM-1B

2.6. PWM-ECAP0

2.7. PCM-McASP0

3. Device Tree

3.1. Örnek: UART6 sinyallerinin 40-pin HAT’e yönlendirilmesi

3.1.1. Pinout’un İncelenmesi

3.1.2. İlgili Overlay Dosyasının Bulunması

3.1.3. uEnv.txt Dosyasının Güncellenmesi

3.1.4. Kontrol