Raspberry PiのUSB OTGを試す

Raspberry PiのUSB OTGを試す
KenichiroMATOHARA(@matoken)
http://matoken.org
鹿児島Linux勉強会2017.01(20170104)
サンエールかごしま中研修室1
@matoken 1

Raspberry PiのUSB OTGを試す
@matoken 3

Raspberry Pi
英国製のちっこいコンピュータ
幾つか種類がある
今回のOTGが利用できるのはA/A+/ZeroでBシリーズでは利用でき
ない
A/A+はUSB AAになるのでケーブルの入手性が悪い
ZeroはmicroUSB
@matoken 4

Raspberry Pi ZERO
@matoken 6

USB OTG
USB OnTheGo
USB ホストとしてもデバイスとしても利用できる
AndroidをPCに繋ぐとMTPデバイスとして見えるけど，Androidに
USBキーボードを繋ぐとUSBホストとして動作して利用できるなど
Raspberry Piでもこれが利用できる
似たものでBBBや96board等動作するものは多い
利用内容にもよるけどmicroUSBケーブル1本だけ(電源兼通信)で
利用出来るので便利
@matoken 7

Raspberry Piで利用できそうなプロトコル
シリアル (g_serial)
イーサネット (g_ether)
マスストレージ (g_mass_storage)
MIDI (g_midi)
オーディオ (g_audio)
キーボード，マウス，ジョイスティック (g_hid)
マスストレージ&シリアル (g_acm_ms)
イーサネット&シリアル (g_cdc)
イーサネット&マスストレージ&シリアル (g_multi)
ウェブカメラ (g_webcam)
プリンター (g_printer)
テスト用? (g_zero)
@matoken 8

USB OTGを利用するためのRaspberry
Pi(Raspbian)での前準備
パスワードを規定値から変更
$ passwd
OSを最新にする
$ sudo apt update && sudo apt upgrade y
firmwareを最新にする
sudo rpiupdate
dwc2 USB driverが利用できるように /boot/config.txt を編集
$ echo "# USB OTG
dtoverlay=dwc2" | sudo tee a /boot/config.txt
再起動
@matoken 9

シリアルを使ってみる(Raspberry Pi認識)
Raspberry Pi側でシリアルの g_serial  moduleを読み込む
$ sudo modprobe g_serial
$ lsmod|grep g_serial
g_serial                3753  0
libcomposite           49383  3 usb_f_acm,usb_f_rndis,g_serial
$ dmesg | tail 8
[  332.804810] g_serial gadget: Gadget Serial v2.4
[  332.804840] g_serial gadget: g_serial ready
[  332.804887] dwc2 20980000.usb: dwc2_hsotg_enqueue_setup: fa
[  332.807914] dwc2 20980000.usb: bound driver g_serial
[  333.013000] dwc2 20980000.usb: new device is highspeed
[  333.093343] dwc2 20980000.usb: new device is highspeed
[  333.161825] dwc2 20980000.usb: new address 26
[  335.546058] g_serial gadget: highspeed config #2: CDC ACM
/dev/ttyGS0 が生えてくる
$ ls ltr /dev/tty*| tail 2
crwrw 1 root dialout 243,  0 12月 24 18:24 /dev/ttyGS0
crw 1 pi   tty     204, 64 12月 24 18:33 /dev/ttyAMA0@matoken 10

シリアルを使ってみる(PC認識)
PC側での認識例(/dev/ttyACM0として認識)
[137739.592791] usb 41.2: new highspeed USB device number
[137739.701258] usb 41.2: New USB device found, idVendor=
[137739.701264] usb 41.2: New USB device strings: Mfr=1, Prod
[137739.701268] usb 41.2: Product: Gadget Serial v2.4
[137739.701271] usb 41.2: Manufacturer: Linux 4.4.34+ with
[137739.701419] usb 41.2: Device is not authorized for usage
[137742.073829] cdc_acm 41.2:2.0: ttyACM0: USB ACM device
[137742.074747] usbcore: registered new interface driver cdc_a
[137742.074748] cdc_acm: USB Abstract Control Model driver
@matoken 11

シリアルを使ってみる(叩いてみる)
Raspberry Pi側で待ち受け
$ cat /dev/ttyGS0
PC側からメッセージを送ってみる
$ echo "hello pi." > /dev/ttyACM0
Raspberry Pi側にメッセージが
hello pi.
@matoken 12

シリアルモジュールのアンロード
$ sudo modprobe r g_serial
$ lsmod | grep g_serial
@matoken 13

シリアルモジュールの自動読み込み設定
kernelパラメータに書く方法
/boot/cmdline.txt を開いて rootwait の後ろに modules
load=dwc2,g_serial を追記する
/etc/modulesに書く方法
$ echo "g_serial" | sudo tee a /etc/modules
どちらかの手順でOK
再起動で反映
@matoken 14

シリアルをgettyに繋いでみる
$ sudo systemctl enable serialgetty@ttyGS0.service
これでホストから繋ぐとコンソールが利用できる
$ cu l /dev/ttyACM0 s 115200
Connected.
Raspbian GNU/Linux 8 pizero ttyGS0
pizero login:
※モジュールがロードされるのが遅いのでGPIOのシリアルと違いブート
メッセージを見ることは出来ない(と思う)
@matoken 15

利用例
シリアルコンソールでホストから繋いでメンテナンス(GPIOより配線
が少ない)
GPSモジュールの結果を出力してUSB GPSに
bcm2708rngを利用して乱数生成器に
:
@matoken 16

イーサネットを使ってみる
g_ether を読み込むと /dev/usb0 が生えてくる
あとは普通のネットワークカードとして設定すればOK
HOST PCで「他のコンピューターへ共有」と設定すると便利
@matoken 17

シリアルとイーサネットを同時に利用する
g_cdc を読み込むとシリアルとイーサネットが同時に利用できる
/dev/ttyGS0 と /dev/usb0 が生えてくる
日常使いに便利
@matoken 18

マスストレージを利用する
g_mass_storage に引数を付けて読み込むとマスストレージ(USB
メモリ)として利用できる
引数にはデバイスやファイルが指定できる
/dev/mmcblk0p3
/home/pi/disk.img
ファイルの前準備例
$ dd if=/dev/zero of=/home/pi/disk.img bs=1M count=1024
$ /sbin/mkfs.vfat /home/pi/disk.img
同時に複数指定も出来る
$ sudo modprobe g_mass_storage file=/dev/mmcblk0p3,/home/
@matoken 19

イーサネット&マスストレージ&シリアルを同時
に利用する
g_multi を読み込むと同時に利用できる
@matoken 20

キーボード，マウス，ジョイスティック
HID(g_hid)で行けると思うんだけど……
pi@pizero:~$ sudo modprobe g_hid
modprobe: ERROR: could not insert 'g_hid': No such device
pi@pizero:~$ sudo modprobe v g_hid
insmod /lib/modules/4.4.34+/kernel/drivers/usb/gadget/legacy
modprobe: ERROR: could not insert 'g_hid': No such device
pi@pizero:~$ ls l /lib/modules/4.4.34+/kernel/drivers/usb
rwrr 1 root root 10928 11月 26 01:35 /lib/modules/4.4.34+
残りの他のも含め宿題に……．
@matoken 21

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@matoken 22

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