Practica 1

Pr´actica 1: Introducci´on a la tarjeta de desarrollo Intel Galilieo

June 8, 2016

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Descripci´ on del sistema

La tarjeta de desarrollo Intel Galileo es un sistema embebido de desarrollo, el microcontrolador de esta tarjeta tiene un procesador de 32 bits Intel Quark SoC X1000, La arquitectura de esta tarjeta fue dise˜ nada para ser compatible con el hardware y software Arduino Uno R3. Esta plataforma proporciona la facilidad del desarrollo de la arquitectura Intel a travs de soporte para Microsoft Windows, Mac OS y los sistemas operativos basados en Linux. Tambin trae la simplicidad del software de entorno de desarrollo integrado Arduino, lo que permite facilitar el uso de estas tarjetas con un lenguaje de alto nivel.

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Caracteristicas importantes de Intel Galileo • La tarjeta de desarrollo Intel Galileo es la primera de una familia de placas certificadas por Arduino basadas en la arquitectura Intel y especialmente dise˜ nadas para creadores, estudiantes, educadores y entusiastas de la electr´onica tipo ”H´agalo usted mismo”. • El procesador de aplicaciones Intel Quar SoC X1000, posee una arquitectura de conjunto de instrucciones de procesador Intel Pentium de 32 bits, con un solo n´ ucleo y un solo subproceso compatible con ISA, que funciona a velocidades de hasta 400 MHz. • Compatibilidad con una amplia variedad de interfaces de E/S estandar en la industria, entre ellas la ranura mini-PCI Express de tama˜ no completo, el puerto Ethernet de 100 Mb, la ranura microSD, el host USB y el puerto cliente USB. • DDR3 de 256 MB, SRAM de 512 kb integrada, Flash NOR de 8 MB y EEPROM de 8 kb estandar en la tarjeta, m´as compatibilidad con tarjeta microSD de hasta 32 GB. • Compatibilidad de hardware y pines con una amplia variedad de tarjetas Arduino Uno R3. • Programable a trav´es del entorno de desarrollo integrado Arduino, que es compatible con los sistemas operativos Microsoft Windows, Mac OS y Linux.

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Descripci´ on de los pines de la tarjeta Intel Galileo • 14 pines I/O digitales (6 de estos con salida PWM marcados con el simbolo ). • 6 pines como entradas analgicas (A0 A5). • Comunicacion serial: 0 (RX) y 1 (TX). • 8 pines de alimentacion (5V, 3V, GND, Reset). • SPI: 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK). • I2C: A4 o pin SDA y A5 o pin SCL. Soportan la comunicacin I2C (TWI). • ICSP Header: para conectar Arduino Shields.

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Detalles de la arquitectura

Intel Quark SoC X1000: El cerebro de la Galileo es este procesador Intel Pentium de 32 bits 400MHz, 512 KByte SRAM embebida y 16 KByte L1 Cache basado en una arquitectura x86. Arduino: La Intel Galileo es la primera placa Arduino basada en arquitectura Intel y es compatible con todas las Arduino Shields. La placa incluye las mismas E/S que un Arduino Uno R3. Ethernet: Conector Ethernet de 10/100. La Galileo es capaz de conectarse a Internet a travs de DHCP. USB Client: Para programar y cargar sketchs Arduino. USB 2.0 Host: Para conectar perifricos con USB como teclados, ratones, webcams o almacenamiento USB. Con un USB Hub podemos conectar hasta un mximo de 128 dispositivos en este puerto. microSD: Ranura para tarjetas microSD (mximo 32 GB) para poder usarla con la biblioteca < SD >. Tambi´en sirve para cargar el Linux SO a la Galileo. mini PCI Express: Permite conectar a la Galileo mdulos mPCIE como WiFi, Bluetooth o SIM. RS-232 Port: Conector 3 pin jack 3,5mm para comunicacin serie. Real Time Clock (RTC): Podemos an˜adir funcionalidades de tiempo y cronometraje a nuestros programas. Se puede an˜ adir una batera de 3V para preservar el tiempo cuando la Galileo no tenga alimentacin. Reset button: Resetea el sketch Arduino y las shields. Reboot button: Resetea la Galileo entera (incluso Linux SO). IOREF Jumper: Con este jumper podemos cambiar el voltaje que operan los pins de la Galileo entre 3,3V y 5V. Power: La Galileo se alimenta por el conector jack 2,1mm o por los pins Vin y GND.

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∗ Para un analizis con mayor detalle acerca de las caracteristicas de la Intel Galileo se puede consultar la hoja de datos en el siguiente enlace: http://www.intel.com/newsroom/kits/quark/galileo/pdfs/Intel_Galileo_Datasheet. pdf

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Instalaci´ on del IDE (ambiente de desarrollo integrado)

Para trabajar con la tarjeta Intel Galileo y el IDE de arduino es necesario instalar la version precompilada por Intel, para esto nos dirigimos a la siguiente direcci´on http://www.intel. com/content/www/us/en/support/boards-and-kits/intel-galileo-boards/000005614. html y nos dirigimos a Arduino Software 1.6.0 - Intel 1.0.4, si nuestro sistema operativo es de 32 bits hacemos clic en Linux 32-bit, si nuestro sistema es de 64 bits hacemos clic en Linux 64-bit y esperamos a que se descargue un paquete con extensi´on .txz.

• Abrimos una terminal en Linux, nos dirigimos al directorio donde se guardo nuestra descarga y descomprimimos el archivo, el siguiente ejemplo es para un sistema operativo Linux de 32 bits y el archivo se guardo en la carpeta Descargas. • Con el comando ”ls” podemos observar los archivos y directorios que contiene nuestro directoria actual, aqui se debe observar un archivo con el nombre ”IntelArduino1.6.0-Linux32.txz”.

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• Para descomprimir nuestro archivo utilizamos el comando ”tar Jxvf IntelArduino1.6.0-Linux32.txz”, el cual crea un directorio llamado ”arduino-1.6.0+Intel”.

• Nos dirigimos al nuevo directorio con el comando ”cd arduino-1.6.0+Intel”, dentro de este directorio se encuentran los siguientes archivos: arduino examples hardware lib libraries reference revisions.txt tools, esto se puede comprobar con el comando ”ls”, el archivo arduino es el ejecutable de nuestro IDE para la tarjeta Intel Galileo.

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Mi primer programa con la tarjeta de desarrollo Intel Galileo

Para la ejecuci´ on del IDE arduino para la Galileo Intel es necesario ser un usuario con privilegios de admistrador ya que al cargar el programa es nuestras tarjetas se requiere hacer uso de los perifericos y nuestro sistema Linux solo lo permite a usuarios con privilegios de administrador. El comando utilizado para ejecutar el IDE sera el siguiente root:/home/usuario/Descargas/arduino−1.6.0+Intel#./arduino & exit Aqui el ususario root tiene privilegios de administrador, ejecuta el archivo arduino que se encuentra en el directorio /home/ivan/Descargas/arduino−1.6.0+Intel, se utliza el simbolo & para mandar al programa a trabajar en segundo plano sin necesidad de tener abierta la terminal, y el comando exit por seguridad para quitarle el privilegio de administrador a la terminal.

Al ejecutar el comando anterior se abrir´a nuestro IDE para comenzar a programar, el IDE es como el que se muestra a continuaci´on.

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Debemos ser muy cuidadosos al conectar la tarjeta Intel Galileo para evitar que se da˜ ne, primero es importante verificar que este conectado el puente de 5v VIN mostrado en Vin Jumper, as´ı mismo debe estar conectado el puente de IOREF Jumper en 5v.

Para evitar que la tarjeta sufra algun da˜ no primero se debe conectar el cable de alimentaci´ on de la tarjeta con un extremo en Power outlet y el otro extremo en alg´ un puerto USB de la computadora en la cual se programar´a, en unos segundos comenzaran a prender algunos LED que nos indicaran que la tarjeta esta lista para comenzar a ser utilizada. A continuaci´ on se conecta el cable micro USB al puerto USB CLIENT, del otro extremo del cable se conecta a un puerto USB de la computadora como se muestra en la siguiente figura.

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Dentro del IDE se encuentra la opci´on Herramientas, en la cual se puede elegir la placa con la que se desea trabajar, en nuestro caso se selecciona la placa Intel Galileo; se puede verificar el puerto al cual est´ a conectado la tarjeta, si la tarjeta est´a conectada se podra ver el puerto, de lo contrario es necesario verificar la conexi´on de la tarjeta; en programador se deja la opci´ on que viene por default.

El programa mas sencillo que podemos observar en este tipo de tarjetas se encuentra en el menu Archivo, dentro de este menu tenemos la opci´on Ejemplos, seleccionamos en Basics, el archivo llamado Blink.

Este programa utiliza el pin 13 como salida digital, manda una se˜ nal en estado alto durante mil milisegundos y una se˜ nal en estado bajo durante mil milisegundos en un ciclo 8

infinito; el pin 13 de la Intel Galileo esta conectado internamente a un LED en la tarjeta, por lo que se puede observar que durante un segundo el LED estar´a encendido y dunte un segundo se apagar´ a repitiendo este ciclo infinidad de veces.

Para compilar el programa se oprime el icono con una paloma, el cual dice verificar, si todo esta bien nos aperece el mensaje done; para cargar el programa se oprime el boton subir que se encuentra a un costado del boton verificar, si todo esta correcto nos aperecer´ a el mensaje Transfer complete y observaremos que el LED integrado en la placa prendera y apagara cada segundo.

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Se puede modificar el tiempo que dura cada estado en el programa y observar los cambios. // t h e s e t u p f u n c t i o n runs once when you p r e s s r e s e t or power t h e board void s e t u p ( ) { // i n i t i a l i z e d i g i t a l p i n 13 as an o u t p u t . pinMode ( 1 3 , OUTPUT) ; } // t h e l o o p f u n c t i o n runs o v e r and o v e r a g a i n f o r e v e r void l o o p ( ) { d i g i t a l W r i t e ( 1 3 , HIGH ) ; // e n c i e n d e e l LED con un n i v e l de v o l t a j e ” a l t o ” delay (1000); // e s p e r a por un segundo d i g i t a l W r i t e ( 1 3 , LOW) ; // apaga e l LED con un n i v e l de v o l t a j e ” b a j o ” delay (1000); // e s p e r a por un segundo }

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