学习 Arduino #3 Intel Galileo Linux

Linux on Galileo Board

Galileo 不是简单的 Arduino 板子，实际上它运行着一个 Linux 操作系统。把它看作是 “ 兼容 Arduibo 接口的板子 ” 或许更合适一些。

Galileo 板子上容量为 8 MB 的 SPI Flash 中已经烧写了一个精简版的 Linux 系统，因为容量的限制，这个系统去掉了一些不常用的模块，比如 wi-fi 驱动，python 支持等。

Galileo 也支持从 SD 卡启动系统，并且 Intel 提供了一个基于 Yocto 项目，已经制作好的完整版 Linux 系统。当精简版系统不能满足我们的要求时（添加外设等），我们可以下载这个完整版系统镜像，烧录到 SD 卡中，并从 SD 卡中启动即可。（也可以自己基于 Yocto 项目按照自己的需求制作系统镜像）

我们并不仅仅满足于通过 Arduino IDE 对 Galileo 进行操作，放着一个操作系统，为什么不去使用呢：-P 那么怎么才能登录到这个 Linux 系统中呢？

Using Ethernet

Intel 论坛的一个帖子列举了几种登录到 Galileo Linux 的方法

Connecting to Galileo via Linux Console

• Use the UART connector
• Use the LAN connection direct to your PC
• Use the LAN connection and connect to your local network
• You can also connect using WiFi

考虑到我们目前有的材料

• Galileo 开发板
• Galileo 电源
• micro USB 线
• 5 类网线
• 运行着 Linux (Ubuntu) 的 PC

因为没有串口线，所以我们采用第 2 种方案，即直接连接 PC 和 Galileo，通过 Ethernet 登录。

Summary

Galileo 默认是不开启 Lan 的，也不开启 Telnet 服务，所以我们需要做的事就是写一个 sketch，启动 Lan 连接服务和 Telnet 服务，然后分别给 PC 和 Galileo 一个属于同一子网的静态 IP 地址，这样就可以使用 PC 通过 Telnet 协议登录到 Galileo 上的 Linux 系统中。

Setp 1: Write sketch

代码需要完成的功能一共有 3 个：

1. 开启 telnet 服务

   1	system("telnetd -l /bin/sh");

2. 设置 IP 地址

   1	system("ifconfig eth0 169.254.1.1 netmask 255.255.0.0 up");

3. 将板子的以太网配置状态显示在 serial monitor 中

   1	system("ifconfig eth0 > /dev/ttyACM0")

全部代码如下

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void setup() {
  // put your setup code here, to run once:
  // Initial serial prot
  Serial.begin(9600);
  // Start telnet service on board
  system("telnetd -l /bin/sh");
  // Assign the IP address '169.254.1.1' to it
  system("ifconfig eth0 169.254.1.1 netmask 255.255.0.0 up");

}

void loop() {
  // put your main code here, to run repeatedly: 
  // Show the IP detial in the serial monitor of IDE
  system("ifconfig eth0 &> /dev/ttyGS0 &");

  sleep(10);
}

Step 2: Connect，Upload

1. 网线直连 PC 和 Galileo，设置 PC 的 IP 地址为 link-local only

   

2. 给 Galileo 供电

3. 连接 USB

4. 打开 Arduino IDE，Upload 上面的 sketch

Step 3: Login

1. 打开 IDE 的 serial monitor，可以看到 Galileo 的 ethernet 配置信息

   

2. 查看 PC 的网络配置

   1	$ ifconfig eth0

   查询结果

   

3. 打开 PC 的终端 Terminal，使用 telnet 登录

   1	telnet 169.254.1.1

   登录结果，如图

   

   可以看到，这个精简版的 Linux 系统是不支持 Python 的。

Using UART

About serial port

如果有串口线的话，我们也可以通过串口来登录，包括 SPI 和 SD 卡上的系统。

关于串口线，说明一下。估计是为了节省板子的面积，Intel 在板子上设置的是音频接口 (AV jack)，所以，这里需要额外的一个将音频接口转接为串口的器件。有两种方法：

1. 上网买一个

2. 自己 DIY 一个

如果上网买的话，注意 Galileo 用的是 RS232 电平，不要买错成 TTL 电平的。如果是自己 DIY 的话，Intel Galileo Get Started 里面有介绍串口线的接法，他们的论坛上也有相关的讨论：

UART cable pin-out

RS 232 DE-9 port

Linux Platform

我在 Ubuntu 下使用的终端软件是 gtkterm。

Step 1: Burn the full-linux sytem

1. Intel 官网提供的完整版 Linux 镜像是基于 Yocto 项目裁剪出来的，取名叫 Claton，目前 (2014-6-13) 的版本号为 1.0.0，但是这个版本在我的 SD 卡中是无法启动的，浪费了大量时间，最后终于发现 0.7.5 版本可以 ...

2. 还有就是 Get Started 中推荐不要使用 PC 操作系统提供的格式化功能，更好的选择应该是专业格式化软件，比如 SDFormatter。但是我实际使用时，发现反而是 SDFormatter 制作的不能启动 ...

Step 2: Connect

1. 插入 SD 卡

2. 配置串口

   选择正确的端口（因为我使用的串口线是 AV-RS232-USB，所以下面选择的端口是 ttyUSB0）；Baud Rate = 115200，Bits =8，Stopbits = 1，Parity = none，Flow control = none

3. 先不要接 USB 下载线，给板子上电

Step 3: Login

1. 这时候我们应该就可以从串口看到板子上电后 grub 程序和系统启动的相关信息了。

   上电后，grub 引导启动哪个系统

   

   

2. 登录到 SPI Flash 中的 Linux 中

   如图，这个精简版的系统不支持 python

   

3. 登录到 mirco-SD card 中的 Linux 中

   如图，SD 卡中的系统是支持 python 的

   

Windows Platform

我在 Windows 下使用的终端软件是 Putty。

Step 1: Burn the full-linux system

与 Linux 平台下相同。

Step 2: Connect

1. 插入 SD 卡

2. 配置串口

   同样，选择正确的端口和波特率。

3. 先不要接 USB 下载线，给板子上电

Step 3: Login

1. 这时候我们应该就可以从串口看到板子上电后 grub 程序和系统启动的相关信息了。

   上电后，grub 引导启动哪个系统

   

   

2. 登录到 SPI Flash 中的 Linux 中

   如图，这个精简版的系统不支持 python

   

3. 登录到 mirco-SD card 中的 Linux 中

   如图，SD 卡中的系统是支持 python 的

   

Another method

如果你觉得插网线、配置 IP 地址太麻烦，甚至懒得自己 DIY 串口线，也没有钱去买一个，别担心，因为 “ 天空飘来五个字，这都不是事～” 因为你可以借鉴下面这位大神的方法，只需要像下载普通 sketch 一样，将他提供的 sketch 下载到 Galileo 中就可以了，然后通过 IDE 的 serial monitor 就可以登录到 Linux 系统中：

Poor man's telnet for Galileo

他的 sketch 的原理就是使用 system() 函数将我们在 serial monitor 中的命令传到到 Linux shell 中 ，并将命令的结果返回到 serial monitor 中 。

不过这种方法的缺点是每个命令传递到 Galileo 后会开辟一个新的进程，当命令执行完返回结果时，这个进程自动结束，所以会产生一些 “ 问题 ”：当我们 cd 到某个子目录后，返回结果之后，我们又回到的之前的目录，举例

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$ cd home
$ pwd

// result is root dirctory

解决方法就是将命令写在一行

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$ cd home; pwd

// result is home directory

Reference

Connecting to Galileo via Linux Console

Tutorial 3: Connecting to Linux through telnet

Using Galileo Linux over Ethernet(Telnet)

Poor man's telnet for Galileo