Web-käyttöliittymä sulautetun tietokonelaitteiston ohjaamiseen

Abstract

Insinöörityön tavoitteena oli kehittää WWW-pohjainen käyttöliittymä ja tarvittava ohjelmisto Beagleboard-mallisen sulautetun tietokoneen laitteiston ohjaukseen. Ohjattavaksi laitteistoksi määritettiin Beagleboardilla olevat laajennusväylät ja niiltä löytyvät signaalit. Työssä oli tarkoitus valita käyttöjärjestelmä ja sopivat ohjelmistot ja asentaa ja konfiguroida nämä toimivaksi kokonaisuudeksi. Beagleboardin laitteisto toimii ARM-prosessorilla, ja työssä perehdyttiin myös ristiinkääntämisen eri vaiheisiin ja yksityiskohtiin. Työssä asennettiin ja konfiguroitiin ristiinkääntämistä varten crosstools-ng -työkaluketju ja käytettiin sitä sekä Lighttpd WWW-palvelimen että oheiskirjastojen kääntämiseen. Kaikki kirjastot käännettiin dynaamisesti linkitettäviksi. Laitteiston ohjaamiseksi työssä perehdyttiin Beagleboardin eri laajennusväyliin ja niiltä löytyviin signaaleihin, kuten GPIO ja I²C, ja niiden käyttöön omissa ohjelmissa. GPIO:n käyttö sysfs-tiedostorakenteen kautta osoittautui yksinkertaiseksi ja helpoksi. I²C:n käyttöön perehdyttiin lähinnä teoriassa. Työssä kehitettiin myös WWW-pohjainen demo-ohjelma, jonka avulla voi ohjata Beagleboardissa olevia ledivaloja GPIO:n avulla. Ohjelmaa kehitettäessä ja testattaessa löytyi joitain mahdollisia ongelmakohtia ledivalojen tilatiedon synkronoinnissa, jotka kannattaa ratkaista, jos tällaista ohjausohjelmistoa halutaan käyttää jossakin todellisessa projektissa.

The goal of this thesis was to develop a web-based user interface and other needed software to control the hardware of a Beagleboard embedded computer. The expansion connectors of Beagleboard and the various signals in the pins of them were selected to be the hardware to control with this application. The project also involved installing a suitable operating system and other needed software, and configuring those to make a working environment for the software. The processor of Beagleboard is based on ARM architecture. This project involved studying the details of cross compiling, especially for ARM architecture. During the project a crosstool-ng toolchain was configured and installed to compile a Lighttpd webserver, and a few supporting libraries such as openssl. All the software was compiled to support dynamic linking. To control the device, this project involved studying the expansion connectors of Beagleboard, and different ways to control various signals in the individual pins. Mainly GPIO and I²C were studied to learn how to use them when creating new software. Using the GPIO through sysfs filesystem turned out to be relatively simple. Using the I²C was studied mainly in theory. During this project a simple web-based demo program was developed to control the leds of Beagleboard with GPIO. Through the course of the development and testing of this program some problems with synchronizing the status of leds were found that may need to be solved, if this kind of software is used in any real world project.