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这里记录着我的技术开发之路

在线调试Arduino

2021-04-24

arduino embedded debug

arduino debug jtag eclipse vscode
Arduino是一个比较好的平台，里面丰富的库，但是可惜没有在线调试功能。如果仅仅做教学和教育使用，Arduino的IDE环境是可以满足要求的。但是如果应用到项目中，没有在线调试功能显然是不可接受的。尝试在一个使用STM32F103的项目使用arduino平台，将如何进行调试进行了一下总结。目前看，还没有找到各方面都达到要求的环境，只能综合各个方案，根据问题选用。

Arduino本身（没有调试功能）

即使Arduino没有没有在线调试功能，但是Arduino作为官方的环境，显然编译下载的兼容性是最好的。所以我们需要该环境做一下信息对比，以查找出在其他环境下的问题点。Arduino环境下，编译的时候会输出编译过程详细的命令行调用，这为我们脱离Arduino环境编译提供基础。我使用的STM32芯片，我推荐使用stm32duino项目，将json文件地址添加到Preferences对话框的“Additional Boards Manager URLs”里面，Arduino会完成该STM32系列芯片的支持。该项目支持的板子和芯片及其丰富，基本上能ST官方的板子，都支持了。

eclipse + sloeber （STM32平台编译失败）

在以前关于arduino的文章中(2019-02-27-stm32-arduino-f103)，曾经使用过“Eclipse C++ IDE for Arduino”，但是这个项目已经不维护了，推荐使用“The Arduino Eclipse plugin named Sloeber V4”来替代，这个插件不依赖Arduino的IDE本身，其会下载自己的Arduino基本支持工具和库，安装比较费时间，安装完毕之后，还需要在“Arduino=>Preferences”对话框下，“Private hardware path”中添加额外的硬件支持库路径，一般是“C:\Users<User>\AppData\Local\Arduino15”，如果在Arduino下已经下载完毕，这里不需要重复下载。依据插件的说明，在项目右键的“Properties”菜单下，在项目属性对话框中，在“Arduino”下，有硬件平台，板卡以及其他选项的设置，信息和Arduino环境很类似，正确选择即可，可惜这个方式编译STM32平台有问题，其调用的编译器是“/bin/arm-none-eabi-g++”，显然是不对的。其对于本身自带的基础板子，例如Arduino-DUE，是可以正确编译的，但可惜不是我们要的。由于我也没有AVR的在线调试器，也就没有测试AVR平台的在线调试。虽然不能编译，但是代码跳转功能是没问题的，还不错。

CMake和Makefile （没有代码跳转功能）

既然插件编译有问题，那我们可以先脱离Arduino环境生成目标文件，再在eclipse中使用makefile项目来进行调试（期望可以提供调试和代码跳转），经过一番努力，终于搞定了的CMake文件，和Makefile文件，CMake文件有比较大的坑，如果将两大块，分别生成wrapper和cores库，会出现链接问题。CMake的缺省link调用也有问题，需要自己去手动指定link调用。这么一来，其实远远没有Makefile本身来得更方便。然后用带有“GNU ARM eclipse”插件的eclipse环境，新建“GDB Hardware Debugging”目标来调试，就可以顺利调试了。gdbserver可以用“STM32CubeIDE”带的“ST-Link_gdbserver”。复制其一个tools下的小目录，就够了，总共也就2M多一点，找个项目附近的地方放就可以了。似乎这还挺好，唯一遗憾是，没有代码跳转功能。

VSCode + Arduino插件（环境强大，未能成功调试）

之后，无意中发现，VSCode+Arduino插件（均为微软出品），其实是更好的一个方案，该插件依赖Arduino环境本省，安装省事。代码跳转功能也好用强大，编译也顺利。可惜调试缺省用的是OpenOCD，而不是J-Link或者ST-Link，而我对OpenOCD不太熟悉，也不知道怎么设定去更换（README里面的相关设置项，似乎不管用）
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CANopen和Canfestival

2021-03-29

CANopen Canfestival

CAN CANopen Canfestival reprinting
这个是个不完全转载，仅仅转一下目录，值得广大嵌入式攻城狮去观摩一圈。

最有价值的，是里面有正确可以工作版本的文件提供下载，避免入手的时候，各种失败问题。
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嵌入式系统中的printf

2021-03-29

debug embedded

printf debug reprinting
这个是个不完全转载，仅仅转一下目录，值得广大嵌入式攻城狮去观摩一圈。
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VHDL/Verilog里的软件工程

2020-09-13

fpga verilog vhdl

verilog vhdl management
今年开始接触更改产品的FPGA代码，感觉公司虽然搞了很多年了，但是FPGA这块缺乏一些“软件工程”上的概念导入。

如果对于Altera/Xilinx公司，如果做IP库，可能需要考虑各种编译器的兼容性，不能引入太多的“高级”语法，但是，对于一个公司而言，我认为代码的可维护性是放在第一位的，是在编译器兼容性之类之上的要求。

1. VHDL

总体而言，VHDL提供了如下一些语法特性，用于简化代码：

1.1 record和type定义

例如对于KM1024i喷头控制，我们可以定义如下：
```
	-- 喷头控制信号
	type KM_HEAD_CTRL_TYPE is record
		load	: std_logic;
		lat		: std_logic;
		gsclk	: std_logic;
		stb		: std_logic;
		plstm2	: std_logic;
		plstm1	: std_logic;
	end record;
	type KM_HEADs_CTRL_TYPE is array (natural range <>) of KM_HEAD_CTRL_TYPE;
	-- 喷头数据信号
	type KM_HEAD_DATA_TYPE is record
		sa		: std_logic_vector(2 downto 0);	-- sa(n)=sa_n, 
		dclk	: std_logic;
	end record;
	type KM_HEADs_DATA_TYPE is array (natural range <>) of KM_HEAD_DATA_TYPE;
```
有了上面的定义之后，接口可以为如下的方式：
```
entity KM1024i_8head_v1 is
	port (
		......

		hd_data			: out KM_HEADs_DATA_TYPE(0 to MAX_HEAD_NUM*CHNL_PER_HEAD-1);
		hd_ctrl			: out KM_HEADs_CTRL_TYPE(0 to MAX_HEAD_NUM*CHNL_PER_HEAD-1);

		......
	);
end KM1024i_8head_v1;
```
接口简化了很多，原先的接口，非常长的一堆信号列表。

1.2 generate语句

我们的FPGA主要在喷头控制上，典型特点就是一块板子上，驱动很多的喷头，典型的是4H和8H，但是甚至有16H的，原先的代码人肉重复，但是在引入generate语句之后，可以大幅度减少代码，甚至可以不同喷头数的板子，代码仅仅需要改几行即可。
```
PRINT_HEAD_GEN : for i in 0 to 7 generate
	HEAD_OPR : opr_setting
	port map (
		sys_clk		=> sys_clk,
		sys_rst		=> sys_rst,
		reg			=> opr_hd(i),
		ctrl		=> opr_op(i),
		cmd_trig	=> opr_trig(i),
		pon_trig	=> pon_trig
	);

	HEAD_CTRL : head_controller
	port map (
		sys_clk		=> sys_clk,
		sys_rst		=> sys_rst,

		head		=> i_hd_ctrl(i),
		f_fire		=> f_fire,
		gs_level	=> gs_level_hd(i),
		fire_dis	=> fire_dis_any,
		fire_skip	=> data_crc_err and fire_dis_on_err,

		grp_select	=> grp_select_hd(i),
		grp_seg_num	=> grp_seg_num_hd(i),
		grp_seg_desc=> grp_seg_desc_hd(i)
	);
end generate;
```
2. Verilog

Verilog语言没有类似于于VHDL的record的定义，也没有C语言的struct。但是，SystemVerilog是支持这些的，所以我们把标准切到SystemVerilog，以支持这些语法特性。以下以Max5183芯片驱动为例：

2.1 struct和enum
```
// DAC MAX5183 的控制信号
typedef struct {
	logic				clk;
	logic				cs_n;
	logic	[9:0]		data;
	logic 				pwr_down;
	logic				ref_en_n;
	logic				da_en;
} max5183_t;

typedef enum logic[1:0] { ST_OUT_D1, ST_LAT_D1, ST_OUT_D2, ST_LAT_D2 } da_state_t;
```
这是控制信号接口和状态机状态定义。

2.2 generate语句

这个是Verilog支持的，和VHDL的generate类似，例如，某个板子里面用到了6个fifo，可以这样定义：
```
genvar gi;
generate for (gi = 0; gi < 6; gi = gi+1) begin: fifo_inst_lp
data_fifo data_fifo_inst (
		.clock		(sys_clk				),
		.data		(fifo_inst_data[gi]		),
		.rdreq		(fifo_inst_rd[gi]		),
		.aclr		(fifo_aclr[gi[0]]		),
		.wrreq		(fifo_inst_wr[gi]		),
		.empty		(fifo_inst_empty[gi]	),
		.full		(fifo_inst_full[gi]		),
		.q			(fifo_inst_q[gi]		));
end endgenerate
```
3. 总结

虽然说，FPGA代码和一般的软件代码，有截然不同的内涵，但是，毕竟“硬件”已经“软件”化了。引入软件工程的一些概念，对于增加FPGA代码的可维护性和开发效率，是非常有必要，非常有意义的。
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安装研发服务器

2020-02-07

server

server management

1. 组织架构
2. 创建用户和用户组
3. 安装和配置SVN
- 3.1 建立SVN库
- 3.2 创建一级目录并配置
4. 发送通知邮件

重装服务器真是一个耗精力的过程，尤其是用ghost做数据全盘备份，数据ghost恢复蜗牛一般的速度，再加上ghost居然人生第一次碰到了软件会异常问题，真的是让人痛苦不堪啊。从现在想来，可能不如用imagex来备份数据，imagex至少可以直接mount，省了我不断的恢复过程啊。回想起来，选ghost唯一的理由，应该是：全盘备份，可以必要时候全盘恢复。不过，这个不是这里的重点。这里主要讲服务安装时候，自动化脚本构建。当然，使用构建脚本的方法，可能真的不如直接手动操作，但是，万一需要第二台或第二次再来一遍呢。当然，程序员对于人肉方法，也是倾向于不屑一顾的。

1. 组织架构

公司转向了事业部制，大概的公司结构如下：基本SVN设计是，每个事业部有一个SVN库，下面设一级目录，HW/FPGA/FW/SW，分别授权不同的工程师访问。

2. 创建用户和用户组

用户归属于事业部，需要创建事业部组，事业部下根据研发性质，在细分成HW/FPGA/FW/SW用户组，创建用户用命令“net user”，从Excel生成命令脚本使用Excel的VBA生成，代码如下：

Sub CreateScript()
    Dim row As Integer, i As Integer
    Dim tsUsr As TextStream, tsSmtp As TextStream
    Dim usr As String, grp As String, cmt As String
    Dim outFolder As String
    
    Set fso = CreateObject("Scripting.FileSystemObject")
    outFolder = "D:\BYHX\Server\"
    Set tsUsr = fso.OpenTextFile(outFolder & "0.servadmin.cmd", ForWriting, True)
    Set tsSmtp = fso.OpenTextFile(outFolder & "0.sendmail.ps1", ForWriting, True)
    
    ' PowerShell，需要先执行以下的语句，才能执行ps1脚本
    tsSmtp.WriteLine "# Execute below command first, then ps1 script will allowed."
    tsSmtp.WriteLine "# Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy Unrestricted -Scope CurrentUser"
    
    ' 创建事业部和大的用户性质用户组
    For row = 2 To 18
        grp = Range("L" & row)
        If Left(grp, 2) <> "RD" Then grp = "BU-" & grp
        tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & " /add /comment:""" & Range("M" & row) & """"
    Next row
    
    ' 创建事业部下研发分类用户组，以及列出同类研发事业部组列表
    For row = 2 To 13
        grp = Range("L" & row)
        cmt = Range("M" & row)
        If Left(grp, 2) <> "RD" Then grp = "BU-" & grp
        tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & "-HW   /add /comment:""" & cmt & " 硬件"""
        tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & "-FPGA /add /comment:""" & cmt & " FPGA"""
        tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & "-FW   /add /comment:""" & cmt & " 嵌入"""
        tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & "-SW   /add /comment:""" & cmt & " 软件"""
    Next row
    
    For row = 2 To 1000
        usr = Trim(Range("A" & row).Text)
        grp = Trim(Range("D" & row).Text)
        ' 行的A列为空，表示处理结束
        If usr = "" Then Exit For
        ' 非RD的，添加BU前缀
        If Left(grp, 2) <> "RD" Then grp = "BU-" & grp
        ' 添加用户
        tsUsr.WriteLine "net user " & usr & " """ & Range("B" & row) & """ /add /active:yes /expires:never /fullname:" & Range("C" & row)
        ' 用户密码永不过期
        tsUsr.WriteLine "wmic useraccount where name='" & usr & "' set passwordexpires=false"
        ' 把用户添加到事业部
        tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & " " & usr & " /add"
        
        ' 根据研发内容，添加用户到事业部研发组
        If Range("E" & row).Text = "Y" Then tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & "-HW   " & usr & " /add" & vbCrLf & "net localgroup RD-AllHW   " & usr & " /add"
        If Range("F" & row).Text = "Y" Then tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & "-FPGA " & usr & " /add" & vbCrLf & "net localgroup RD-AllFPGA " & usr & " /add"
        If Range("G" & row).Text = "Y" Then tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & "-FW   " & usr & " /add" & vbCrLf & "net localgroup RD-AllFW   " & usr & " /add"
        If Range("H" & row).Text = "Y" Then tsUsr.WriteLine "net localgroup " & grp & "-SW   " & usr & " /add" & vbCrLf & "net localgroup RD-AllSW   " & usr & " /add"
        If Range("I" & row).Text = "Y" Then tsUsr.WriteLine "net localgroup BU-Leader " & usr & " /add"
    Next row
        
    tsUsr.Close
    tsSmtp.Close
    MsgBox "OK"
End Sub

3. 安装和配置SVN

3.1 建立SVN库

安装完毕之后，建立一个Demo库，手动添加管理账号的读写访问权限，拷贝出账号认证配置文件，再准备好需要的svn的hook文件。准备好事业部列表文件“1.svn-repo.txt”，每行只有事业部的名称（从Excel拷贝出来即可），用批处理命令，生成SVN库，以及离线SVN配置。

for /f %%i in (1.svn-repo.txt) do (
svnadmin create E:\Repositories\%%i
mkdir %%i\conf\
mkdir %%i\hooks\
copy /y VisualSVN-WinAuthz.ini %%i\conf\
copy /y pre-commit.cmd %%i\hooks\
)

3.2 创建一级目录并配置

用svn命令，管理账号，创建各个库的一级目录：

for /f %%i in (1.svn-repo.txt) do (
svn mkdir https://BYHX-MasterServ:8443/svn/%%i/hw -m "Create hardware folder"
svn mkdir https://BYHX-MasterServ:8443/svn/%%i/fpga -m "Create FPGA folder"
svn mkdir https://BYHX-MasterServ:8443/svn/%%i/fw -m "Create firmware folder"
svn mkdir https://BYHX-MasterServ:8443/svn/%%i/sw -m "Create software folder"
)

用类似的循环，用“PsGetsid”工具，获取用户的SID信息文件，单个SID信息类似于

SID for my-co-server\whom:
S-1-5-21-316025195-1075053894-3005689260-1012

利用shell脚本，处理SID信息（注意先转换“sidresult.txt”为unix格式）

cat sidresult.txt | egrep "SID\ for|S\-1" | sed -e 'N;s/\n//g' | sed -e 's/^.*\\//g' > sidlist.txt

处理完信息类似于：

whom:S-1-5-21-316025195-1075053894-3005689260-1012

有了SID信息表之后，用Excel的VBA，处理权限信息：

Function GetSID(sName As String)
    Dim sidFile As TextStream
    Dim outFolder As String
    Dim str As String, s1 As String
    Dim pos As Integer
    
    outFolder = "D:\BYHX\Server\"
    
    Set sidFile = fso.OpenTextFile(outFolder & "sidlist.txt", ForReading)
    Do While Not sidFile.AtEndOfStream
        str = sidFile.ReadLine
        pos = InStr(str, ":")
        s1 = Left(str, pos - 1)
        If s1 = sName Then
            GetSID = mid(str, pos + 1)
            Exit Do
        End If
    Loop
End Function

Sub ModiPrivilege()
    Dim row As Integer, i As Integer
    Dim outFolder As String
    Dim authFile As TextStream
    Dim str As String, s1 As String
    Dim usr As String, grp As String
    
    Set fso = CreateObject("Scripting.FileSystemObject")
    outFolder = "D:\BYHX\Server\"

    ' 给负责人添加库的完全权限
    For row = 2 To 1000
        usr = Trim(Range("A" & row).Text)
        grp = Trim(Range("D" & row).Text)
        ' 行的A列为空，表示处理结束
        If usr = "" Then Exit For
        ' 非RD的，添加BU前缀
        If Left(grp, 2) <> "RD" Then grp = "BU-" & grp
        
        If Range("I" & row).Text = "Y" Then
            str = outFolder & grp & "\conf\VisualSVN-WinAuthz.ini"
            Set authFile = fso.OpenTextFile(str, ForAppending)
            authFile.WriteLine GetSID(usr) & "=rw"
            authFile.Close
        End If
    Next row

    ' 事业部下研发分类用户组，设置权限
    For row = 2 To 13
        grp = Range("L" & row)
        If Left(grp, 2) <> "RD" Then grp = "BU-" & grp
        
        Set authFile = fso.OpenTextFile(outFolder & grp & "\conf\VisualSVN-WinAuthz.ini", ForAppending)
        authFile.WriteLine vbCrLf & "[/hw]"
        authFile.WriteLine GetSID(grp & "-HW") & "=rw"
        authFile.WriteLine vbCrLf & "[/fpga]"
        authFile.WriteLine GetSID(grp & "-FPGA") & "=rw"
        authFile.WriteLine vbCrLf & "[/fw]"
        authFile.WriteLine GetSID(grp & "-FW") & "=rw"
        authFile.WriteLine vbCrLf & "[/sw]"
        authFile.WriteLine GetSID(grp & "-SW") & "=rw"
        authFile.Close
    Next row
    
    MsgBox "OK"
End Sub

将离线的SVN配置文件，复制到SVN库目录，重启SVN服务，SVN配置完成。

4. 发送通知邮件

需要把各个账户的密码，通知到各位同仁。将Excel的用户名和密码这两列，复制到文本文件。转为unix格式。发送邮件脚本如下：

#!/usr/bin/bash
input="mailaccount.txt"
while IFS= read -r line
do
	_usr=`echo -n $line | gawk '{printf "%s",$1}'`
	_pwd=`echo -n $line | gawk '{printf "%s",$2}' | ./htmlenc.exe`
	cat SwithMailSettings.xml | sed -e "s/__to_person__/$_usr/g" -e "s/__password__/$_pwd/g" > account.xml
	./SwithMail.exe /s /x account.xml
done < "$input"

命令行邮件工具选择了“SwithMail”，依据的是7 Command Line Utilities to Easily Send Email Using SMTP的推荐。当然，用PowerShell也可以，就是比较麻烦一点点。

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OpenCV笔记（I）

2019-10-26

opencv

opencv
- Ubuntu 16.04下安装
- cmake找不到新编译安装的opencv
这里记一下开始入手OpenCV碰到的一些问题以及解决办法。学习参考书是《OpenCV 4 计算机视觉项目实战（原书第2版）》，ISBN：978-7-111-63164-4。

Ubuntu 16.04下安装

构建安装原书最主要的两个命令和测试命令是：
```
$ cmake -D CMAKE_BUILD_TYPE=RELEASE -D CMAKE_INSTALL_PREFIX=/full/path/to/opencv-4.0.0/build -D INSTALL_C_EXAMPLES=ON -D BUILD_EXAMPLES=ON -D OPEN_EXTRA_MODULES_PATH=/full/path/to/opencv_contrib-4.0.0/modules ..
$ cp /full/path/to/opencv-4.0.0/build/lib/pkgconfig/opencv.pc /usr/local/lib/pkgconfig/opencv4.pc
$ cd /full/path/to/opencv-4.0.0/samples/cpp
$ g++ -ggdb `pkg-config --cflags --libs opencv4` opencv_version.cpp -o /tmp/opencv_version && /tmp/opencv_version
```
这里面会碰到几个问题：
1. 下载ippicv_2019_lnx_intel64_general_20180723.tgz会被卡住
这个不算是国内问题，是cmake缺省不支持https的问题。有关于这个问题的说明。我只做了
```
$ sudo apt-get install libcurl4-openssl-dev
```
cmake就应该可以成功了
1. 复制opencv.pc的时候，会找不到opencv.pc
似乎opencv认为pkg-config包管理器已经落伍，所以缺省是不会生成该文件的。要生成该命令，需要修改cmake命令，打开产生opencv.pc的选项：
```
$ cmake ... -D OPENCV_GENERATE_PKGCONFIG=ON ..
```
1. 编译测试程序出错
这里面有几个错误，1) 需要c++11； 2) 连接找不到cv::CommandLineParser类的一些函数，解决方法是：
```
$ export LD_LIBRARY_PATH=/full/path/to/opencv-4.0.0/build/lib
$ g++ -std=c++11 -ggdb opencv_version.cpp  `pkg-config --cflags --libs opencv4` -o /tmp/opencv_version && /tmp/opencv_version
```
cmake找不到新编译安装的opencv

在编译第二章的示例程序的时候，会发现cmake会失败，需要把CMakeLists.txt的寻找opencv包命令这句修改为：
```
FIND_PACKAGE( OpenCV 4.1.2 REQUIRED PATHS /home/opencv/4.1.2 )
```
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在线调试Arduino

Arduino本身 （没有调试功能）

eclipse + sloeber （STM32平台编译失败）

CMake和Makefile （没有代码跳转功能）

VSCode + Arduino插件 （环境强大，未能成功调试）

CANopen和Canfestival

嵌入式系统中的printf

VHDL/Verilog里的软件工程

1. VHDL

1.1 record和type定义

1.2 generate语句

2. Verilog

2.1 struct和enum

2.2 generate语句

3. 总结

安装研发服务器

1. 组织架构

2. 创建用户和用户组

3. 安装和配置SVN

3.1 建立SVN库

3.2 创建一级目录并配置

4. 发送通知邮件

OpenCV笔记（I）

Ubuntu 16.04下安装

cmake找不到新编译安装的opencv

Arduino本身（没有调试功能）

VSCode + Arduino插件（环境强大，未能成功调试）