Cómo empezar con el kit IoT industrial MicroZed Avnet de Xilinx - FreeRTOS

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Cómo empezar con el kit IoT industrial MicroZed Avnet de Xilinx

importante

Esta es una versión archivada de la Guía del usuario de FreeRTOS para su uso con la versión 202210.00 de FreeRTOS. Para obtener la última versión de este documento, consulte la Guía del usuario de FreeRTOS.

Este tutorial proporciona instrucciones para comenzar con el kit MicroZed IoT industrial Avnet de Xilinx. Si no tiene el kit MicroZed IoT industrial Avnet de Xilinx, visite el catálogo de dispositivos de AWS nuestros socios para comprar uno de nuestros socios.

Antes de empezar, debes configurar AWS IoT y descargar FreeRTOS para conectar tu dispositivo a la AWS nube. Para obtener instrucciones, consulte Primeros pasos. En este tutorial, la ruta al directorio de descargas de FreeRTOS se denomina freertos.

Descripción general

Este tutorial contiene instrucciones para los siguientes pasos de introducción:

  1. Conexión de su placa a un equipo host.

  2. Instalación de software en el equipo host para desarrollar y depurar las aplicaciones integradas de la placa de su microcontrolador.

  3. Compilación cruzada de una aplicación de demostración de FreeRTOS en una imagen binaria.

  4. Carga de la imagen binaria de la aplicación en su placa y, a continuación, ejecución de la aplicación.

Configura el hardware MicroZed

El siguiente diagrama puede ser útil a la hora de configurar el MicroZed hardware:

MicroZed board layout with labeled components including ZYNQ processor, Ethernet, and various connectors.
Para configurar la MicroZed placa
  1. Conecte el ordenador al puerto USB-UART de la placa. MicroZed

  2. Conecte su ordenador al puerto de acceso JTAG de su MicroZed placa.

  3. Conecte un router o un puerto Ethernet conectado a Internet al puerto Ethernet y USB-host de la placa. MicroZed

Configure el entorno de desarrollo.

Para configurar las configuraciones de FreeRTOS para el MicroZed kit, debe usar el kit de desarrollo de software (XSDK) de Xilinx. XSDK es compatible con Windows y Linux.

Descargar e instalar XSDK

Para instalar el software Xilinx, necesita una cuenta gratuita de Xilinx.

Descarga de XSDK
  1. Vaya a la página de descarga del cliente independiente WebInstall del kit de desarrollo de software.

  2. Elija la opción apropiada para su sistema operativo.

  3. Se le dirigirá a la página de inicio de sesión de Xilinx.

    Si tiene una cuenta con Xilinx, introduzca su nombre de usuario y contraseña y haga clic en Sign in (Iniciar sesión).

    Si no tiene una cuenta de, elija Create your account (Crear cuenta). Después de registrarse, debería recibir un correo electrónico con un enlace para activar su cuenta de Xilinx.

  4. En la página Name and Address Verification (Verificación de nombre y dirección), escriba su información y elija Next (Siguiente). La descarga debe estar lista para iniciarse.

  5. Guarde el archivo Xilinx_SDK_version_os.

Instalación de XSDK
  1. Abra el archivo Xilinx_SDK_version_os.

  2. En Select Edition to Install (Seleccionar edición que instalar), elija Xilinx Software Development Kit (XSDK) (Kit de desarrollo de software de Xilinx (XSDK)) y, a continuación, haga clic en Next (Siguiente).

  3. En la página siguiente del asistente de instalación, en Installation Options (Opciones de instalación), seleccione Install Cable Drivers (Instalar controladores de cable) y haga clic en Next (Siguiente).

Si su ordenador no detecta la MicroZed conexión USB-UART, instale los controladores CP21 0x USB-to-UART Bridge VCP manualmente. Para obtener instrucciones, consulta la Guía de instalación 0x de Silicon Labs. CP21 USB-to-UART

Para obtener más información acerca del XSDK, consulte Getting Started with Xilinx SDK en el sitio web de Xilink.

Monitorización de mensajes de MQTT en la nube

Antes de ejecutar el proyecto de demostración de Freertos, puede configurar el cliente MQTT en la AWS IoT consola para supervisar los mensajes que su dispositivo envía a la nube. AWS

Para suscribirse al tema MQTT con el cliente MQTT AWS IoT
  1. Inicie sesión en la consola de AWS IoT.

  2. En el panel de navegación, seleccione Probar y, a continuación, seleccione el cliente de prueba MQTT para abrir el cliente MQTT.

  3. En Tema de suscripción, escriba your-thing-name/example/topic y, a continuación, elija Suscribirse al tema.

Creación y ejecución del proyecto de demostración de FreeRTOS

Apertura de la demostración de FreeRTOS en el IDE de XSDK

  1. Lance el IDE de XSDK con el directorio del espacio de trabajo establecido en freertos/projects/xilinx/microzed/xsdk.

  2. Cierre la página de bienvenida. En el menú, elija Project (Proyecto) y desactive Build Automatically (Compilar automáticamente).

  3. En el menú, elija File (Archivos) y, a continuación, elija Import (Importar).

  4. En la página Select (Seleccionar), expanda General, elija Existing Projects into Workspace (Proyectos existentes en Workspace) y, a continuación, elija Next (Siguiente).

  5. En la página Importar proyectos, elija Seleccionar directorio raíz y escriba el directorio raíz del proyecto de demostración: freertos/projects/xilinx/microzed/xsdk/aws_demos. Para examinar el directorio, haga clic en Browse (Examinar).

    Después de especificar un directorio raíz, los proyectos de dicho directorio aparecen en la página Import Projects (Importar proyectos). Todos los proyectos disponibles se seleccionan de forma predeterminada.

    nota

    Si ve una advertencia en la parte superior de la página Import Projects (Importar proyectos) ("Algunos proyectos no se puede importar, porque ya existen en el espacio de trabajo") puede ignorarla.

  6. Con todos los proyectos seleccionados, elija Finish (Finalizar).

  7. Si no ve los proyectos aws_bsp, fsbl y MicroZed_hw_platform_0 en el panel de proyectos, repita los pasos anteriores empezando por el número 3 pero con el directorio raíz establecido en freertos/vendors/xilinx e importe aws_bsp, fsbl y MicroZed_hw_platform_0.

  8. En el menú, elija Window (Ventana) y, a continuación, elija Preferences (Preferencias).

  9. En el panel de navegación, expanda Run/Debug (Ejecutar/Depurar), elija String Substitution (Sustitución de cadenas) y, elija New (Nueva).

  10. En New String Substitution Variable (Nueva variable de sustitución de cadena), en Name (Nombre), escriba AFR_ROOT. En Valor, escriba la ruta raíz de freertos/projects/xilinx/microzed/xsdk/aws_demos. Seleccione OK (Aceptar) y, a continuación, elija OK (Aceptar) para guardar la variable y cerrar Preferences (Preferencias).

Creación del proyecto de demostración de FreeRTOS

  1. En el IDE de XSDK, desde el menú, elija Project (Proyecto) y, a continuación, elija Clean (Limpiar).

  2. En Clean (Limpiar), deje las opciones en los valores predeterminados y, a continuación, elija OK (Aceptar). XSDK limpia y compila todos los proyectos y, a continuación, genera los archivos .elf.

    nota

    Para compilar todos los proyectos sin limpiarlos, elija Project (Proyecto) y, a continuación, elija Build All (Compilar todo).

    Para compilar proyectos individuales, seleccione el proyecto que desea compilar, elija Project (Proyecto) y, a continuación, elija Build Project (Compilar proyecto).

Generación de la imagen de arranque del proyecto de demostración de FreeRTOS

  1. En el IDE de XSDK, haga clic con el botón derecho en aws_demos y, a continuación, seleccione Create Boot Image (Crear imagen de arranque).

  2. En Create Boot Image (Crear imagen de arranque), elija Create new BIF file (Crear nuevo archivo BIF).

  3. Junto a Output BIF file path (Ruta de archivo BIF de salida), elija Browse (Examinar) y, a continuación, elija aws_demos.bif ubicado en <freertos>/vendors/xilinx/microzed/aws_demos/aws_demos.bif.

  4. Elija Agregar.

  5. En Add new boot image partition (Añadir nueva partición de imagen de inicio), junto a File path (Ruta de archivo), haga clic en Browse (Examinar) y elija fsbl.elf, situado en vendors/xilinx/fsbl/Debug/fsbl.elf.

  6. Para Partition type (Tipo de partición), elija bootloader y, a continuación, elija OK (Aceptar).

  7. En Create Boot Image (Crear imagen de arranque), elija Create Image (Crear imagen). En Override Files (Anular archivos), elija OK (Aceptar) para sobrescribir el archivo aws_demos.bif existente y generar el archivo BOOT.bin en projects/xilinx/microzed/xsdk/aws_demos/BOOT.bin.

Depuración de JTAG

  1. Configure los puentes del modo de arranque de la MicroZed placa en el modo de arranque JTAG.

    Three blue jumpers labeled JP3, JP2, and JP1 on a red circuit board.
  2. Inserte su tarjeta MicroSD en la ranura para tarjeta MicroSD ubicado directamente en el puerto USB-UART.

    nota

    Antes de depurar, asegúrese de hacer una copia de seguridad de cualquier contenido que tiene en la tarjeta MicroSD.

    La placa debe ser similar a la siguiente:

  3. En el IDE del XSDK, haga clic con el botón derecho en aws_demos, elija Debug As (Depurar como) y, a continuación, elija 1 Launch on System Hardware (System Debugger) (1 Lanzar en hardware del sistema (Depurador del sistema)).

  4. Cuando el depurador se detiene en el punto de ruptura en main(), en el menú, elija Run (Ejecutar) y, a continuación, elija Resume (Reanudar).

    nota

    La primera vez que ejecute la aplicación, se importa un nuevo par de certificado-clave en la memoria no volátil. Para ejecuciones posteriores, puede marcar como comentario vDevModeKeyProvisioning() en el archivo main.c antes de recompilar las imágenes y el archivo BOOT.bin. Esto impide que la copia de los certificados y la clave se almacenen en cada ejecución.

Puede optar por arrancar la MicroZed placa desde una tarjeta microSD o desde el flash QSPI para ejecutar el proyecto de demostración de FreeRTOS. Para obtener instrucciones, consulte Generación de la imagen de arranque del proyecto de demostración de FreeRTOS y Ejecución del proyecto de demostración de FreeRTOS.

Ejecución del proyecto de demostración de FreeRTOS

Para ejecutar el proyecto de demostración de Freertos, puede arrancar la MicroZed placa desde una tarjeta microSD o desde un flash QSPI.

Al configurar la MicroZed placa para ejecutar el proyecto de demostración de Freertos, consulte el diagrama de. Configura el hardware MicroZed Asegúrese de haber conectado la MicroZed placa al ordenador.

Arranque del proyecto de FreeRTOS desde una tarjeta MicroSD

Formatee la tarjeta microSD que viene con el kit IoT MicroZed industrial de Xilinx.

  1. Copie el archivo BOOT.bin en la tarjeta MicroSD.

  2. Inserte la tarjeta en la ranura de la tarjeta MicroSD directamente debajo del puerto USB-UART.

  3. Configure los puentes del modo de MicroZed arranque en el modo de arranque SD.

    Circuit board with three blue jumpers set to specific positions for SD card boot mode.
  4. Pulse el botón RST para restablecer el dispositivo y comenzar a arrancar la aplicación. También puede desenchufar el cable USB-UART del puerto USB-UART y, a continuación, volver a insertar el cable.

Arranque del proyecto de demostración de FreeRTOS desde la memoria flash QSPI

  1. Configure los puentes de modo de arranque de su MicroZed placa en el modo de arranque JTAG.

    Three blue jumpers labeled JP3, JP2, and JP1 on a red circuit board.
  2. Compruebe que el equipo se encuentra conectado a los puertos de acceso USB-UART y JTAG. El indicador LED verde de alimentación correcta debe iluminarse.

  3. En el IDE del XSDK, desde el menú, elija Xilinx y, a continuación, elija Program Flash (Programar flash).

  4. En Program Flash Memory (Programar memoria flash), la plataforma de hardware debe completarse de forma automática. En Conexión, elige tu servidor MicroZed de hardware para conectar la placa al ordenador anfitrión.

    nota

    Si está utilizando el cable Xilinx Smart Lync JTAG, debe crear un servidor de hardware en el IDE de XSDK. Elija New (Nuevo) y, a continuación, defina su servidor.

  5. En Image File (Archivo de imagen), escriba la ruta del directorio a su archivo de imagen BOOT.bin. Elija Browse (Examinar) para examinar el archivo en su lugar.

  6. En Offset (Desplazamiento), escriba 0x0.

  7. En FSBL File (Archivo FSBL), escriba la ruta del directorio a su archivo fsbl.elf. Elija Browse (Examinar) para examinar el archivo en su lugar.

  8. Elija Program (Programar) para programar la placa.

  9. Una vez que la programación de QSPI se haya completado, retire el cable USB-UART para apagar la placa.

  10. Configure los puentes del modo de arranque de la MicroZed placa en el modo de arranque QSPI.

  11. Inserte su tarjeta en la ranura para tarjeta MicroSD ubicada directamente en el puerto USB-UART.

    nota

    Asegúrese de hacer una copia de seguridad de cualquier contenido que tenga en la tarjeta MicroSD.

  12. Pulse el botón RST para restablecer el dispositivo y comenzar a arrancar la aplicación. También puede desenchufar el cable USB-UART del puerto USB-UART y, a continuación, volver a insertar el cable.

Solución de problemas

Si detecta errores de compilación relacionados con rutas incorrectas, pruebe a limpiar y recompilar el proyecto, como se describe en Creación del proyecto de demostración de FreeRTOS.

Si utiliza Windows, asegúrese de que utiliza barras diagonales al establecer la sustitución en la cadena de variables del IDE del XSDK de Windows.

Si necesita información general de solución de problemas que pueden surgir al empezar a trabajar con FreeRTOS, consulte Introducción a solución de problemas.