使用最新的openPOWERLINK 2.7.2源码,业余时间搞定了Powerlink协议在嵌入式linux上的移植和测试,并进行了下电脑和linux开发板之间的通信实验。添加了一个节点配置,跑通了源码中提供的主站和从站的两个demo。这里总结下移植过程分享给有需要的人。在嵌入式linux下的移植还是蛮简单的,相信即便移植到单片机中也不是什么难事。挺好玩的,感兴趣的可以尝试尝试。
测试结果
QT的demo运行在64位的win10 电脑上,从站的demo运行在嵌入式linux开发板上。板子的网口连接在局域网内的任一根网线。使用的linux开发板配置并不高也比较老了。周立功的EasyARM-iMX283开发板,板子不到一百块。主频454M,内存64M,FLASH 128M,板子系统内核linux-2.6.35.3。
先附一张测试的效果图,如下:
在测试demo的从站中,输入按键i,能看到主站上Digital Inputs的绿色灯发声了变化。(Press i to increase the digital input)PDO的映射关系如下:
运行demo:
chmod +x demo_cn_console export LD_LIBRARY_PATH=$(pwd) ./demo_cn_console
linux板子上从站启动内容:
移植准备
1.电脑虚拟机中的linux环境,之前一直使用的是Ubuntu14.14和18.08,这次体验使用了下最新国产深度deepin系统社区版(23),体验真不错挺好用,界面也漂亮。deepin系统配置下阿里的镜像源(/etc/apt文件夹中的sources.list文件),添加阿里镜像:
deb [by-hash=force] https://mirrors.aliyun.com/deepin apricot main contrib non-free
内容如下:
## Generated by deepin-installer deb https://community-packages.deepin.com/beige/ beige main commercial community #deb-src https://community-packages.deepin.com/beige/ beige main commercial community deb [by-hash=force] https://mirrors.aliyun.com/deepin apricot main contrib non-free
2.openpowerlink最新版本源码:Download openPOWERLINK
3.libpcap 库的交叉编译,我使用的 libpcap库是libpcap-1.10.4.tar.gz,下载地址:https://www.tcpdump.org/release/libpcap-1.10.4.tar.gz
4.cmake环境安装
deepin系统下安装cmake很简单的,直接sudo apt-get install cmake即可。
移植过程
交叉编译工具链配置
我使用的是板子配套提供的arm-gcc工具链gcc-4.4.4-glibc-2.11.1-multilib-1.0,放到了/opt/arm的目录下。在openpowerlink的源码的cmake目录下,新建文件:toolchain-imax283-arm-linux.cmake,用来配置你的交叉编译工具链。内容如下:
################################################################################ # Name of the target platform #set(CMAKE_C_COMPILER "/opt/arm/gcc-4.4.4-glibc-2.11.1-multilib-1.0/arm-fsl-linux-gnueabi/bin/arm-fsl-linux-gnueabi-gcc") #set(CMAKE_CXX_COMPILER "/opt/arm/gcc-4.4.4-glibc-2.11.1-multilib-1.0/arm-fsl-linux-gnueabi/bin/arm-fsl-linux-gnueabi-g++") SET(ARM_TOOLCHAIN_DIR /opt/arm/gcc-4.4.4-glibc-2.11.1-multilib-1.0 CACHE STRING "imax283 arm toolchain path") ################################################################################ # Name of the target platform SET(CMAKE_SYSTEM ARM-linux-eabihf) SET(CMAKE_SYSTEM_NAME Linux) SET(CMAKE_SYSTEM_PROCESSOR arm) # Version of the system SET(CMAKE_SYSTEM_VERSION 1) # specify the cross compiler set(CMAKE_C_COMPILER "/opt/arm/gcc-4.4.4-glibc-2.11.1-multilib-1.0/arm-fsl-linux-gnueabi/bin/arm-fsl-linux-gnueabi-gcc") set(CMAKE_CXX_COMPILER "/opt/arm/gcc-4.4.4-glibc-2.11.1-multilib-1.0/arm-fsl-linux-gnueabi/bin/arm-fsl-linux-gnueabi-g++") #SET(CMAKE_C_COMPILER arm-fsl-linux-gnueabi-gcc) #SET(CMAKE_CXX_COMPILER arm-fsl-linux-gnueabi-g++) #SET(CMAKE_ASM-ATT_COMPILER arm-fsl-linux-gnueabi-as) SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}/arm-fsl-linux-gnueabi/arm-fsl-linux-gnueabi) # search for programs in the build host directories SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_PROGRAM NEVER) # for libraries in the target and build host directories SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_LIBRARY BOTH) # for headers in the target directories SET(CMAKE_FIND_ROOT_PATH_MODE_INCLUDE ONLY) # cross compiler directives SET(MAKE_KERNEL_ARCH arm) SET(MAKE_KERNEL_CROSS_COMPILE ${ARM_TOOLCHAIN_DIR}/arm-fsl-linux-gnueabi/bin/arm-fsl-linux-gnueabi-)
libpcap库的移植【非必须】
在deepin系统下编译libpcap库源码需要先安装依赖bison和flex。
bison和flex这两个是啥?平常很少接触到,因为这两个看着有点儿高深,跟编译器开发相关的。如果你的deepin包更新错了,以下换个可能用到:
sudo dpkg -i --force-overwrite /var/cache/apt/archives/dbus_1.12.20.6-1+deepin_amd64.deb
以下内容作为科普,可以忽略:(Bison和Flex是生成解析器的工具。Bison是一种生成LR(1)语法分析器的工具,它可以根据语法规则和动作代码生成C代码的解析器。而Flex是一种用于生成词法分析器的工具,它可以将输入的词素(token)流转换为C代码的词法分析器。
Pcap库是一种用于网络数据包捕获和分析的C库。在编译安装Pcap库时,需要Bison和Flex工具的支持,这是因为Pcap库使用Bison和Flex来生成解析网络数据包的C代码。
在Pcap中,Bison和Flex主要用于将Pcap的数据包解析规则转换为C代码。由于Pcap支持多种协议,因此需要一种机制来定义这些协议的数据包格式。这就是Bison和Flex的作用所在。 具体来说,Bison用于解析语法规则和动作代码,然后生成C代码的解析器。而Flex则用于将数据包转换为词汇单元。这些词汇单元可以是Ethernet帧的源和目的MAC地址、IP包的源和目的IP地址等等。一旦词汇单元被产生,Bison就会使用它们来解析数据包的语法规则。 例如,假设我们想要解析网络中的HTTP数据包。我们需要定义HTTP数据包的格式,包括请求行、头部、正文等等。使用Bison和Flex,我们可以将HTTP数据包的格式转换为语法规则和动作代码,然后生成C代码的解析器。这个解析器可以将HTTP数据包转换为语法树,并提供一个易于使用的API,以便我们可以提取出HTTP请求的相关信息。)
安装依赖:
sudo apt-get install bison sudo apt-get install flex
pacp源码编译:
接下来进入libpcap源码目录,设置临时环境变量,让能找到交叉编译工具链。
export PATH=/opt/arm/gcc-4.4.4-glibc-2.11.1-multilib-1.0/arm-fsl-linux-gnueabi/bin:$PATH
接下来:
//1. cd libpcap-1.10.4/ //2. export CC=arm-fsl-linux-gnueabi-gcc //3. ./configure --host=arm-linux --with-pcap=linux //4.最后,make,make install make make install
openpowerlink库的移植
进入openpowerlink源码的stack的build目录,新建个arm-linux文件夹。进入到此文件夹下,开始执行cmake命令。这时之前配的交叉工具链toolchain-imax283-arm-linux.cmake派上了用途。如下:
cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../../../cmake/toolchain-imax283-arm-linux.cmake ../.. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCFG_COMPILE_LIB_[LIB_NAME]=ON -DCFG_COMPILE_LIB_[LIB_NAME]_LIB_DIR=[PATH_TO_HW_LIB]
最后把需要的liboplkcn.a这个协议栈静态库放到以下路径下,供编译从站的那个demo使用。
cp liboplkcn.a /home/test/openpowerlink/stack/lib/linux/liboplkcn.a
更简单的移植
以上的移植过程,依赖了pcap这一网络库,所以看着稍微麻烦些。通过查看驱动源码,stack\src\kernel\edrv下面有个edrv-rawsock_linux.c,通过使用原始套接字直接操作链路层的mac帧,也是可以的。这样就可以不用非得安装pcap这个库了。修改cmake编译开关如下即可:
如果嫌开关有点儿多,也可以在stack\cmake\options-linux.cmake文件中修改,关掉不需要的选项。
root@hecs-287347:~/test/powerlink/stack/build/arm-linux# cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../../../cmake/toolchain-imax283-arm-linux.cmake ../.. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release -DCFG_COMPILE_LIB_CNDRV_PCAP=OFF -DCFG_COMPILE_LIB_MNDRV_PCAP=OFF -DCFG_COMPILE_LIB_MNAPP_PCIEINTF=OFF -DCFG_COMPILE_LIB_MNAPP_ZYNQINTF=OFF -DCFG_COMPILE_LIB_CNAPP_ZYNQINTF=OFF
编译日志如下:
42%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/api/generic.c.o [ 42%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/api/processimage.c.o [ 42%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/api/sdotest.c.o [ 42%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/api/service.c.o [ 43%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/obd/obdu.c.o [ 43%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/obd/obdal.c.o [ 43%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/dll/dllucal.c.o [ 43%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/event/eventu.c.o [ 43%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/nmt/nmtu.c.o [ 44%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/nmt/nmtcnu.c.o [ 44%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/nmt/nmtmnu.c.o [ 44%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/nmt/identu.c.o [ 44%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/nmt/statusu.c.o [ 45%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/nmt/syncu.c.o [ 45%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/pdo/pdou.c.o [ 45%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/pdo/pdoucal.c.o [ 45%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/pdo/pdoucal-triplebufshm.c.o [ 45%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdotest-com.c.o [ 46%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdotest-seq.c.o [ 46%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdocom-dummy.c.o [ 46%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdocom.c.o [ 46%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdocom-std.c.o [ 46%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdocomsrv.c.o [ 47%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdocomclt.c.o [ 47%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdoseq.c.o [ 47%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdoasnd.c.o [ 47%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdoudp.c.o [ 48%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/timesync/timesyncu.c.o [ 48%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/errhnd/errhndu.c.o [ 48%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/ctrl/ctrlu.c.o [ 48%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/sdo/sdoudp-linux.c.o [ 48%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/ctrl/ctrlucal-direct.c.o [ 49%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/dll/dllucal-circbuf.c.o [ 49%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/errhnd/errhnducal-local.c.o [ 49%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/event/eventucal-linux.c.o [ 49%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/event/eventucalintf-circbuf.c.o [ 49%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/pdo/pdoucalmem-local.c.o [ 50%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/timesync/timesyncucal-local.c.o [ 50%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/timer/timer-linuxuser.c.o [ 50%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/dll/dllk.c.o [ 50%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/dll/dllkfilter.c.o [ 51%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/dll/dllkstatemachine.c.o [ 51%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/dll/dllkevent.c.o [ 51%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/dll/dllkframe.c.o [ 51%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/dll/dllknode.c.o [ 51%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/dll/dllkcal.c.o [ 52%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/event/eventk.c.o [ 52%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/nmt/nmtk.c.o [ 52%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/pdo/pdok.c.o [ 52%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/pdo/pdokcal.c.o [ 52%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/pdo/pdokcal-triplebufshm.c.o [ 53%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/pdo/pdoklut.c.o [ 53%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/timesync/timesynck.c.o [ 53%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/errhnd/errhndk.c.o [ 53%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/errhnd/errhndkcal.c.o [ 54%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/ctrl/ctrlk.c.o [ 54%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/led/ledk.c.o [ 54%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/led/ledktimer.c.o [ 54%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/ctrl/ctrlkcal-direct.c.o [ 54%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/dll/dllkcal-circbuf.c.o [ 55%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/errhnd/errhndkcal-local.c.o [ 55%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/event/eventkcal-linux.c.o [ 55%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/event/eventkcalintf-circbuf.c.o [ 55%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/pdo/pdokcalmem-local.c.o [ 56%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/timesync/timesynckcal-local.c.o [ 56%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/common/debugstr.c.o [ 56%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/arch/linux/ftracedebug.c.o [ 56%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/root/test/powerlink/contrib/trace/trace-printf.c.o [ 56%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/arch/linux/target-linux.c.o [ 57%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/arch/linux/target-mutex.c.o [ 57%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/arch/linux/netif-linux.c.o [ 57%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/obd/obdconf-fileio.c.o [ 57%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/user/obd/obdconfcrc-generic.c.o [ 57%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/common/circbuf/circbuffer.c.o [ 58%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/common/circbuf/circbuf-posixshm.c.o [ 58%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/common/memmap/memmap-null.c.o [ 58%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/veth/veth-linuxuser.c.o [ 58%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/timer/hrestimer-posix.c.o [ 59%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/edrv/edrvcyclic.c.o [ 59%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/kernel/edrv/edrv-rawsock_linux.c.o [ 59%] Building C object proj/linux/liboplkcn/CMakeFiles/oplkcn.dir/__/__/__/src/common/ami/ami.c.o [ 59%] Linking C static library liboplkcn.a [ 59%] Built target oplkcn
通过 liboplkcn.a的编译过程可以看出从站协议栈库依赖了哪些文件,有哪些是跟linux平台相关的,从而方便移植到单片机或其他平台中。如以上过程中,跟网络驱动相关的在文件:src/kernel/edrv/edrv_rawsock_linux.c文件中。除此之外,还有多处是跟平台相关的,如果要移植的话也需要修改。或者通过stack\cmake\stackfiles.cmake文件,查看哪些是跟平台有关的文件需要移植。
抛个问题,openpowerlink的源码,必须依赖底层有tcp/ip协议栈吗?看源码系统架构框图,似乎sdo使用到了udp协议发送。
最后查看源码发现tcp/ip协议栈非必须,因为源码里可以配置,sdoasnd.c,SDO over ASnd protocol,这样不走udp协议,则不需要非得有tcp/ip协议栈。
主站demo_mn_qt源码编译
主站demo_mn_qt的编译,这个简单就不介绍了。这个主站是跑在电脑上的,不用交叉编译。只要windows电脑上有cmake环境和msvc或mingw工具链,编译没什么问题,需要把stack协议栈库和demo_mn_qt都编译。
从站demo源码的编译
在以上条件都就绪的前提下,编译从站的那个demo也很简单了。直接进入apps/demo_cn_console目录下,同样再进入build目录,新建个arm-linux文件夹并进入。最后执行以下cmake指令即可。
cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=../../../cmake/toolchain-imax283-arm-linux.cmake ../.. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
demo_cn_consloe交叉编译成功:
此处从站demo编译时需要注意的是,如果之前编译的liboplkcn.a没有依赖pcap, 则编译会失败。因为默认提供的apps/demo_cn_console/linux.make文件里,默认链接了pcap库。需要改下,去掉pcap库的链接方能通过编译。
板子上运行验证
需要用到libpcap.so.1这个编译过的库,放到板子上。运行测试通信成功。按i键改变从站中的值可以看到主站这个demo界面上的Digital Inputs的绿色灯移动。
其他资源
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