Przemysłowy Internet Rzeczy (2). Mikrokontroler CC1310 - instalowanie programów narzędziowych

Mikrokontroler CC1310 jest obsługiwany przez dwa środowiska programistyczne. Są to:

- Rozwijany przez firmę Texas Instuments i dobrze znany również z obsługi innych mikrokontrolerów, np. MSP430 – Code Composer Studio.
- Produkowany przez IAR Systems i również obsługujący inne mikrokontrolery, nie tylko firmy TI – IAR Embedded Workbench for ARM.

Oba środowiska programistyczne współpracują z tworzonym przez Texas Instruments systemem czasu rzeczywistego TI-RTOS. Dodatkowo, firma Texas Instruments udostępnia szereg programów narzędziowych wspomagających pracę z mikrokontrolerem CC1310. Do programowania wbudowanego kontrolera czujników przygotowano aplikację Sensor Controller Studio. Parametry toru radiowego mikrokontrolera konfigurujemy i programujemy za pomocą aplikacji SmartRF Studio 7. Pamięć mikrokontrolera możemy zaprogramować korzystając z aplikacji: SmartRF Flash Programmer 2 lub CCS UniFlash. Dostępny jest również przygotowany przez Texas Instruments pakiet oprogramowania TI-15.4-STACK SDK (software development kit), w którym zaimplementowano obsługę sieci w topologii gwiazdy w standardzie IEEE 802.15.4e/g. Dodatkowo, pracując z mikrokontrolerem CC1310 można korzystać z darmowego kompilatora GCC oraz debuggera GDB.

W dalszej części artykułu zaprezentujemy sposób zainstalowania środowiska programistycznego Code Composer Studio oraz programów narzędziowych przygotowanych przez Texas Instruments.

Code Composer Studio

Oprogramowanie Code Composer Studio to środowisko programistyczne oparte na Eclipsie (praca w systemach operacyjnych Windows, Linux, Mac OS). Oprogramowanie zapewnia wsparcie dla mikrokontrolerów i mikroprocesorów produkowanych przez Texas Instuments. Najnowszy pakiet jest dostępny w wersji stacjonarnej, instalacyjnej oraz w wersji webowej – w chmurze. Wersję webową Code Composer Studio udostępniono pod adresem www.dev.ti.com. Dla potrzeb kursu będziemy korzystali ze stacjonarnej (instalacyjnej) wersji Code Composer Studio dla systemu operacyjnego Windows (kompilacja od 6.1.2).

Oprogramowanie CCS pobieramy ze strony https://goo.gl/FJs8o6. W sekcji Download wybieramy wersję dla systemu Windows. Następnie logujemy się na konto z serwisu www.ti.com oraz wypełniamy formularz informacyjny. Po wysłaniu formularza na adres e-mail podany w jego treści otrzymamy link do pobrania oprogramowania (aktywny przez 6 dni). Pobieramy oprogramowanie CCS oraz uruchamiamy instalator. W kolejnych krokach konfigurujemy parametry instalacji. Akceptujemy postanowienia licencyjne (rysunek 1a). Wybieramy miejsce instalacji oprogramowania. Zalecana lokalizacja to c:ti (rysunek 1b). Zaznaczamy produkty dla których ma być przeprowadzona instalacja. W naszym przypadku są to: CC26xx Device Support  oraz TI ARM Compiler  (rysunek 1c). Zatwierdzamy instalację emulatora XDS oraz ICDI (rysunek 1d) i przechodzimy dalej. W tym momencie rozpoczyna się instalacja oprogramowania. Na zakończenie jesteśmy pytani o instalację dodatków. Pomijamy ten krok (rysunek 1e). Następnie odznaczamy opcję uruchomienia oprogramowania i potwierdzamy ukończenie instalacji (rysunek 1f).

Na pulpicie i w menu start tworzony jest skrót do oprogramowania. Praca instalatora jest zakończona. Oprogramowanie Code Composer Studio jest gotowe do użycia.

TI-RTOS

System czasu rzeczywistego TI-RTOS dla mikrokontrolera CC1310 możemy pobrać ze strony https://goo.gl/aBYZZP. Jednak, jeśli mamy zainstalowane środowisko programistyczne Code Composer Studio, zaleca się pobranie i instalację najnowszej wersji oprogramowania TI-RTOS bezpośrednio z aplikacji. W tym celu uruchamiamy Code Composer Studio i z menu głównego programu z zakładki View uruchamiamy narzędzie Resorce Explorer (przeglądanie oprogramowania w trybie online oraz instalacja oprogramowania na dysku lokalnym). W sekcji Working Offline odnajdujemy wpis TI-RTOS for CC13XX and CC26XX i wybieramy opcję Install on Desktop. Oprogramowanie TI-RTOS zostanie automatycznie pobrane oraz zainstalowane na dysku lokalnym komputera PC.

Sensor Controller Studio

Aplikacja Sensor Controller Studio umożliwia tworzenie oprogramowania do obsługi wbudowanego w mikrokontroler CC1310 kontrolera czujników. Korzystając z aplikacji możemy nie tylko tworzyć oprogramowanie, ale również testować i debuggować jego działanie. Gotowy projekt eksportujemy do plików źródłowych w języku C (są tworzone dwie wersje programu: jedna z obsługą TI-RTOS, druga bez obsługi systemu czasu rzeczywistego). Wygenerowany w aplikacji Sensor Controller Studio kod źródłowy możemy dołączyć do projektu w Code Composer Studio bądź IAR Embedded Workbench for ARM.

Pliki instalacyjne Sensor Controller Studio pobieramy ze strony https://goo.gl/YVSgKK. Procedura pobierania oprogramowania jest identyczna jak w przypadku Code Composer Studio. Po zapisaniu oprogramowania na dysku uruchamiamy instalator (rysunek 2a). Akceptujemy postanowienia licencyjne (rysunek 2b). Potwierdzamy instalację aplikacji oraz sterowników (rysunek 2c). Zatwierdzamy proponowane przez instalator miejsce instalacji (rysunek 2d). W tym momencie rozpoczyna się instalacja oprogramowania (rysunek 2e). Gdy oprogramowanie Sensor Controller Studio zostanie zainstalowane kończymy pracę instalatora (rysunek 2f).

SmartRF Studio 7

Aplikacja SmartRF Studio 7 została zaprojektowana do pracy z układami radiowymi produkcji Texas Instruments. W prezentowanej wersji zapewniono wsparcie dla modułu startowego CC1310 LaunchPad.  Korzystając z aplikacji możemy konfigurować parametry pracy toru radiowego mikrokontrolera CC1310. Po przyłączeniu modułu CC1310 LaunchPad do komputera PC, korzystając z aplikacji możemy skonfigurować tryb pracy nadajnika i odbiornika modułu CC1310 LaunchPad (praca ciągła albo transmisja zdefiniowanych przez użytkownika pakietów danych). Duża liczba funkcji programu sprawie, że SmartRF Studio7 idealnie sprawdza się podczas projektowania urządzenia i testów toru radiowego. Zrzut ekranu z działania aplikacji pokazano na rysunku 3.

Oprogramowanie SmartRF Studio7 pobieramy ze strony https://goo.gl/syVkxS. Proces pobierania oprogramowania jest identyczny jak w wypadku Code Composer Studio. Instalacja przebiega analogicznie, jak w wypadku oprogramowania Sensor Controller Studio. Kolejne kroki instalacji pokazano na rysunku 4.

TI-15.4-STACK

Biblioteka TI-15.4-STACK  implementuje obsługę sieci radiowej w topologii gwiazdy w standardzie IEEE 802.15.4e/g. Pakiet oprogramowania TI-15.4-STACK SDK pobieramy ze strony https://goo.gl/pk2ufm. Podczas instalacji, która przebiega w sposób standardowy i nie wymaga szczegółowego omówienia, jest instalowany system czasu rzeczywistego TI-RTOS w wersji 2.18.01.04. Po zainstalowaniu biblioteki TI-15.4-STACK są dostępne przykłady dla modułu CC1310 LaunchPad pomocne przy budowie sieci w topologii gwiazdy.

CCS UniFlash

Do programowania pamięci FLASH mikrokontrolera CC1310 firma Texas Instruments przygotowała aplikację CCS UniFlash. Plik instalacyjny aplikacji pobieramy ze strony https://goo.gl/QYbIUc(pobieramy wersję 3.4.1, ponieważ najnowsza wersja 4.0 jest w fazie testów). Procedura pobierania oprogramowania jest identyczna jak w przypadku Code Composer Studio. Po zapisaniu oprogramowania na dysku komputera PC uruchamiamy instalator (rysunek 5a). Akceptujemy postanowienia licencyjne (rysunek 5b). Zatwierdzamy proponowane przez instalator miejsce instalacji (rysunek 5c). Zaznaczamy instalację wersji dla mikrokontrolera CC1310 (SimpleLink Wireless CC13xx / CC26xx), a pozostałe komponenty programu pozostawiamy odznaczone (rysunek 5d). Pomijamy instalację sterowników dla programatorów Blackhawk i Spectrum Digital (rysunek 5e). Następnie potwierdzamy instalację aplikacji (rysunek 5f). W tym momencie rozpoczyna się instalacja oprogramowania (rysunek 5g). Gdy oprogramowanie CCS UniFlash zostanie zainstalowane kończymy pracę instalatora (rysunek 5h).

Podsumowanie

W artykule opisano sposób zainstalowania pakietu programów niezbędnych do pracy z mikrokontrolerem CC1310. Wykaz zainstalowanego oprogramowania zawiera tabela 1. W następny artykule opiszemy sposób programowania mikrokontrolera CC1310. Zaprezentujemy projekty urządzeń pomiarowych. W projektach korzystać będziemy z wbudowanego w mikrokontroler CC1310 kontrolera czujników. Do programowania pracy kontrolera czujników użyjemy aplikacji Sensor Controller Studio.

Łukasz Krysiewicz, EP

Tabela 1. Wykaz zainstalowanego oprogramowania

Uwaga! Aby pobrać oprogramowanie Texas Instruments należy posiadać aktywne konto w serwisie ti.com. Konto możemy założyć na stronie Texas Instruments. Po uruchomieniu witryny http://www.ti.com wypełniamy formularz rejestracyjny. Rejestracja w serwisie jest bezpłatna. Darmowa licencja Code Composer Studio dla mikrokontrolerów CC1310 ma ograniczony czas działania – 90 dni od momentu zainstalowania oprogramowania. Jednak dla modułu startowego CC1310 LaunchPad ograniczenie czasowe nie obowiązuje i możemy bezterminowo korzystać z oprogramowania!

Korzystając z modułu startowego CC1310 LaunchPad należy zainstalować dostarczony przez Texas Instruments sterownik FTDI. Plik sterownika jest dystrybuowany razem z Code Composer Studio. Jeśli w systemie jest zainstalowane oprogramowanie CCS to po podłączeniu modułu CC1310 LaunchPad do portu USB komputera PC sterownik zostanie zainstalowany automatycznie. Po zakończeniu instalacji sterownika w systemie są tworzone dwa wirtualne porty COM (XDS110 Class Application/User UART oraz XDS110 Class Auxiliary Data Port). Utworzone porty COM służą do programowania i emulacji mikrokontrolera CC1310 oraz do komunikacji mikrokontrolera z PC przez UART. Dodatkowo są używane podczas komunikacji z zewnętrzną pamięcią S-Flash (programowanie, kasowanie, odczyt).