《嵌入式系统设计与应用》05 基础实验-Galileo_13350554

1、Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, Tsinghua嵌入式系统设计与应用基础实验autumn, 2014Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo Lab introduction Galileo平台是Intel公司在2013年10月发布的一款与之前嵌入式开发板产品颇为不同的嵌入式硬件平台。相比之前的平台，Galileo平台主要有如下技术特点： 1）采用低功耗的Quark X1000处理器，功耗已经接近高性能的A

2、RM Cortex-A处理器水平。 2）与Arduino开源硬件保持软硬件兼容，可以方便用户更容易地进行开发。 3）兼具丰富的外设接口和高性能的信息处理能力。Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaQuark处理器 Galileo板上的核心芯片是Intel Quark X1000嵌入式处理器，将传统的X86架构的南桥、北桥等芯片组的功能都集成在一个单芯片中，这样更有利于降低功耗和降低成本。英特尔夸克的SoC是下一代安全的、低功耗的英特尔架构（IA），适用于深嵌入式应用的片上系统（SoC）系统。英特尔夸克

3、的SoC X1000集成了英特尔酷睿夸克加上所需的所有硬件组件。 英特尔夸克系统芯片X1000是由一个英特尔夸克核处理器与主桥、PCI-e扩展接口、多种I / O接口、DDR3控制器和一个ESRAM块组成。结构图如下：Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaQuark处理器Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaQuark处理器 Quark处理器包含多个外设处理接口，既有IA架构传统的USB、PCI-e、SD卡、

4、音频端子等计算机外设接口，也有在单片机领域广泛适用的A/D采样、PWM输出等I/O接口，Quark处理器的外设连接图如图所示。Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaQuark处理器Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaQuark处理器提供Pentium指令集。400MHz主频两个micro USB接口（Host USB0, Client USB），USB Host1直接连接到mini PCI-e。一个Micr

5、o SD接口。两条PCI-e接口（其中一条连接mini PCI-e插座，另外一个没使用）。两个快速SPI接口（一个用于ADC，另外一个用于ICSP connector）。一个legacy SPI接口，连接8MB Flash存储器。一个I2C接口，用于扩展(expander)I/O。两个UART（一个用于Arduino的端口0和端口1，另外一个用于连接3.5mm connector）若干个GPIO引脚Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板级结构 存储器 512 KB eDRAM(在Qua

6、rk芯片内部) 8MB SPI flash 256 MB DDR3 Micro SD card slot，可以扩展更大存储容量的Micro SD存储卡 标准连接器（Connector）： I/O expander - Cypress CY8C9540A、ADC和几个MUX Pins 3&4直接连接到Quark处理器用于高速I/O 100Mbps/10Mbps自适应以太网接口 3.5mm尺寸的串口 Micro USB device端口，以及Micro USB Host端口各一个 JTAG connectorEmbedded System Design and Applications,

7、(c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的系统软件 Galileo自带SPI Flash上的最小操作系统叫做SPI Linux镜像文件，该镜像文件只允许执行Ardunio Sketch。在这个执行环境中，固件并不存储Arduino Sketch执行文件，所以当板子断电重启以后，之前的执行文件会丢失，需要重新通过下载线下载才能运行。除了这个精简的SPI Linux镜像文件以外，Intel公司还提供了一个可以在Micor SD卡上安装运行的完整版Linux镜像文件，虽然这个Linux与标准的桌面Linux运行环境相比还存在一些差异，但至少提供无线网络，SSH服务等常见的L

8、inux功能。Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的系统软件Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的系统软件Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用准备Galileo板子，5V供电和缆绳。注意连接板子之前必须供电下载Arduino IDE开发软件和板子固件连接板子

9、。在Linux或者Window操作系统下安装驱动软件(Ports)。通过USB Client端口连接至电脑。开始Arudino IDE软件。升级固件打开Blink例子文件下载软件到板子上需要Wifi的用户必须从SD卡上启动自动升级固件Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用Embedded System Design and Ap

10、plications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用 最新IDE和固件下载地址在这里，总的下载量因开发环境所基于的操作系统不同而有所不同，大概在200MB左右： https:/ 需要按照开发计算机所使用的OS来选择下载安装不同的开发环境和固件软件，针对Windows系统、MacOS系统、32位Linux系统和64位Linux系统所需下载的IDE开发环境安装文件分别如下（其中的*.7z文件可以用7-zip软件解压，7-zip可以从这里下载：/）Embedded System Design and Applicati

11、ons, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用 可以通过SD卡启动的Linux镜像如下，如果需要WiFi联网能力必须下载使用该镜像文件： LINUX_IMAGE_FOR_SD_Intel_Galileo_vz (36.7 MB) 如果希望手工更新SPI Flash中的镜像，需要下载该压缩文件，其中包含两个文件，efi文件和cap文件。LITTLE_LINUX_IMAGE_FirmwareUpdate_Intel_Galileo_vz (5.5 MB)CapsuleApp.efisysimage_Intel_Galileo_v0.7

12、.5.capEmbedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用 在不同操作系统下的使用注意事项如下 Windows操作系统 在Windows操作系统中要注意把IDE环境安装在C:盘根目录中，如果要安装新版本的IDE，需要首先卸载老版本的IDE。 Linux操作系统 Mac OS操作系统Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用 连接Galileo板 注意，在使用USB线连接Gali

13、leo板之前，应该首先通过5V电源适配器给Galileo板供电，否则可能会损坏你的Galileo板。 通过5V的电源适配器供电后，板上的绿色电源指示灯会亮。Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用 安装驱动和其他必须的软件 Windows操作系统通过5V电源适配器给Galileo板供电。用USB线连接Galileo板的USB Client端口和PC，等待Window开始安装驱动程序，几分钟以后，系统报告说安装失败。进入Windows的设备管理器（Device Manager）。在P

14、orts(COM & LPT)下面可以找到一个名为Gadget Serial V2.4的端口，如果找不到，请重新操作步骤1）到3）。在Gadget Serial V2.4端口上按鼠标右键，选择Update Driver Software选项。选择Browse my computer for Driver software，在本地安装程序中找到驱动程序。在hardware/arduino/x86/tools子目录中找到linux-cdc-acm.inf文件，这个文件就是驱动程序的安装文件。安装成功后，在Device Manager上可以看到类似如下的名为Galileo的Ports，端口号

15、可能根据具体计算机软硬件设置的不同而不同，下图中的端口号是COM5。Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用 运行Arduino IDE软件 进入arduino-1.5.3文件夹，然后双击arduino.exe即可运行。Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用 升级固件(必须的) Arduino IDE环境中带有系统特定的升级版本固件，当你的Galileo板固件工作不正

16、常，或者需要对板子的固件进行升级的时候，按如下步骤可以向板子中刷写固件（升级固件）。 切断板子的所有供电和USB供电，这样可以确保板子上没有任何Sketch文件在运行。 如果SD卡插槽中有SD卡，请将其取出。 使用5V电源适配器给Galileo板加电。 用USB线将PC机和Galileo板连接在一起，注意应插在Galileo板的USB Client接口上，靠近以太网接口的那个USB接口。PC机发现串口设备后，记住串口号（详见第4步）。 运行Arduino IDE，选择菜单项Tools = Board = Intel Galileo。Embedded System Design and Appl

17、ications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用通过菜单项Tools = Serial Port选择对应的串口号。通过菜单项Help = Firmware Upgrade开始升级固件。IDE环境弹出对话框，如图让你确定Galileo板已经加电，如果忘记加电，从第1步重新开始。可以对Galileo板的固件升级，也可以降级。IDE环境中下一个消息窗口会显示板上正在运行的固件版本号，以及你打算写入Galileo板的固件版本号。无论是升级、降级还是刷写相同版本的固件都是可以的，按“Yes”按钮。升级过程需要大约6分钟，在固件升级过程中请勿断电，不能断开USB

18、连接线，也不能操作IDE界面。升级顺利完成后，IDE环境会弹出一个“Target Firmware upgraded successfully”消息窗口，选择“OK”按钮即可。Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用 尝试运行blink例子 通过如下菜单操作，打开LED blink例子文件：File = Example = 1.Basics = Blink。 选定目标板 通过如下菜单操作选定目标板：Tools Board Intel Galileo 选择串口 通过如下菜单操作选择串口：Tools Serial Port Windows: 通过如下操作：Start Control Panel System and Security System Device Manager，查看Galileo板对应的Gadget Serial串口号。Embedded System Design and Applications, (c) 2014 taopin, TsinghuaGalileo板的使用 上传Blink应用程序 单击Upload按钮即可执行上传操作，在ID