![仕事で使うには良いところ/悪かったところ
[良いところ]
• ボードの種類が豊富で入手性が良い。
→ 展示会でタダでもらえることがよくあった。
• 各ボードベンダからデバイスドライバが提供されている。
→ いちいちUARTドライバとかを書かなくてもよい。
• C++によるインタフェースがボードの差異を隠蔽している。
→ 一度作ったプログラムが他のボードでも殆ど変更なしに動く。
[悪かったところ]
• コンパイラがオンラインでしか使えない。
→ Cmake等を多用するようなプロジェクトをインポートするのは骨が折れる。
• デバッグ環境がなかった。
→ デバッグは基本printfと気合と根性
さっと開発用の治具とかは作れちゃうけど、、、
デバッガ無しでターゲットボードとして開発ができるか?
コードをクラウドに置けない事情がある場合もある。
CIに使えないじゃん。
感染対策は大事](https://image.slidesharecdn.com/rosug44smoritaemb-211008100333/85/mros2-on-Mbed-7-320.jpg)
![Mbed CLI/CLI2 と PyOCD
[Mbed CLI/CLI2]
• オフライン環境にインストールできるToolchain
• CLI(1)は比較的前からあったが独自色が強く、問題があったとき調査が難しかった。
• 去年CLI2がリリース、CMakeベースに移行して見通しが良くなった。
[PyOCD]
• CMSIS-DAP経由でJTAGデバッグができるOpen On-Chip DebuggerのPython版
• これ単体でGDB Serverとして動作する。
• CMSIS-DAPはMbedチップのファームに搭載されているの
で、これを使えばJTAG相当のデバッグができる。
CMSIS-DAPインターフェース
https://os.mbed.com/users/MACRUM/notebook/cmsis-dap-interface-firmware/
展示説明はマスクで対応](https://image.slidesharecdn.com/rosug44smoritaemb-211008100333/85/mros2-on-Mbed-8-320.jpg)
mros2 on Mbed
- 1. mros2 on Mbed ROSCon JP 2021に行ってきました。
- 2. Mbedとは • Arm社が提供するマイコン向け開発プラットフォーム • Single Board Computer(SBC)御三家の一つ • 核となるのはCortex M※1を搭載したMbed Enabled なボードで、※1 M以外稀にAもある ソフトウェアスタックとツールチェイン、 クラウド環境などのインフラ全体を指す。 Mbed Interface chip Mbed Enabled ボード USB接続 Cortex M mbed Device connector Peripherals Peripherals mbed Compiler Peripherals Mbedの開発環境 SBC御三家（個人の感想） 人気 出来ること 展示準備風景
- 3. Mbed Enabled Boards • ARMの互換性認証をパスしたサードパーティが 提供している • Armマイコンのチップベンダが各社強みを活かせる形のSBCを提供 • 最新のMbed OS6に対応しているものだけ でも102枚あった。(2021/06/24時点) • スイッチサイエンスさんからも出ています。 • Ethernetが初めから載っているボードも 多い。 →母屋乗取り系のEthernet Shieldは 必要なし Mbed Eanbled Boardsの一覧 https://os.mbed.com/platforms/ 明日おもしろいもの発表 するから見に来いよ! お、、、おうっ。 思わぬところでLTのネタを拾う。
- 4. Mbed ソフトウェアスタック • ネットワークスタックだけでなくOTAや暗号化通信等 が含まれ商用RTOS顔負けの重厚さをもつ。 • これらのソフトウェアスタックがApache 2.0ライセンスで無料で提供される。 Mbed OS 6の構成図 https://monoist.atmarkit.co.jp/mn/articles/2009/03/news027.html mros2予習→移植開始
- 5. Mbedのクラウド環境 • Mbedのソフトウェアスタックとつながるクラウド環境(Pelion Device Management)がインターネット上に用意されている。 • AWSのように無料アカウントから始めることができ、デバイスの 開発とクラウドアプリの開発を並行して即開始できる。 Pelion Device Managementの構成図 https://developer.pelion.com/docs/device-management/v4.1/introduction/index.html 開場
- 6. • クラウド上にオンラインコンパイラが用 意されておりPCへのインストールなし で即開発できるようになっている。 • 作ったコードはWikiのようなシステムで 他のユーザと共有することもでき、また 公開されているコードをインポートする ことができる。 • ボードを買ってくれば2分でLチカが出 来るらしい。 ※"mbedでプログラミング" ENJOY work Channel https://www.youtube.com/watch?v=Roa5nCbcm0k Mbed オンラインコンパイラ Mbedのオンラインコンパイラ オープニング
- 7. 仕事で使うには良いところ/悪かったところ [良いところ] • ボードの種類が豊富で入手性が良い。 → 展示会でタダでもらえることがよくあった。 • 各ボードベンダからデバイスドライバが提供されている。 → いちいちUARTドライバとかを書かなくてもよい。 • C++によるインタフェースがボードの差異を隠蔽している。 → 一度作ったプログラムが他のボードでも殆ど変更なしに動く。 [悪かったところ] • コンパイラがオンラインでしか使えない。 → Cmake等を多用するようなプロジェクトをインポートするのは骨が折れる。 • デバッグ環境がなかった。 → デバッグは基本printfと気合と根性 さっと開発用の治具とかは作れちゃうけど、、、 デバッガ無しでターゲットボードとして開発ができるか? コードをクラウドに置けない事情がある場合もある。 CIに使えないじゃん。 感染対策は大事
- 8. Mbed CLI/CLI2 と PyOCD [Mbed CLI/CLI2] • オフライン環境にインストールできるToolchain • CLI(1)は比較的前からあったが独自色が強く、問題があったとき調査が難しかった。 • 去年CLI2がリリース、CMakeベースに移行して見通しが良くなった。 [PyOCD] • CMSIS-DAP経由でJTAGデバッグができるOpen On-Chip DebuggerのPython版 • これ単体でGDB Serverとして動作する。 • CMSIS-DAPはMbedチップのファームに搭載されているの で、これを使えばJTAG相当のデバッグができる。 CMSIS-DAPインターフェース https://os.mbed.com/users/MACRUM/notebook/cmsis-dap-interface-firmware/ 展示説明はマスクで対応
- 9. 仕事でも使えそうな開発環境 • 開発環境はなるべくDocker Containerの中に収め たい。 • エディタやラインレベルのデバッガとしては VS Codeを使う。 • USBをDockerに見せようとすると碌なことが 無いのでPyOCDはホストで動作 • VS Codeから普通に開発・デバッグができる 環境が用意できた。 → で、これを使って何するか? Mbed Interface chip Mbed Enabled ボード USB Cortex M Peripherals Peripherals Peripherals Linux PC PyOCD /dev/ttyACM0 Docker Container VS Code Mbed CLI2 TCP/IP Port 3333 Sharing Workspace 仕事で使える?Mbed CLI開発環境 簡単な動作確認結果 登壇者もマスク着用
- 10. で、これを使って何をするか? • 会社で推しているのでROSで何かしたい。 • 最近micro-ROSのチームがMbed版を提供し始めた。 https://github.com/micro-ROS/micro_ros_mbed (ただしUART通信) • ただ、IoTネイティブなMbedなんだから 直接RTPSを話すROS2環境を構築した い。 • XRCE-DDSにニーズが有ることは理解 できる。 ただ、マイコンベースでリアルタイム が求められるROS2 ノードの用途も有 るはず。 micro-ROS のソフトウェアスタック https://micro.ros.org/img/micro-ROS_architecture.png 豪華弁当ごちそうさまでした。
- 11. そうだmros2がある! • ROSCon JP 2021(9月16日)で発表された ”agent無用のROS 2軽実行環境” • 通信ミドルウェアにembeddedRTPS + lwIPを使っている。 • 現状TOPPERS上で動作しているが 他のプラフォームへの移植も検討 しているらしい。 • lwIPはMbedではバックエンドで 動作しているので簡単に移植 できるのでは? ROSCON JP 2021でのmROS2の発表資料 https://www.slideshare.net/takasehideki/ros-2-client-library-for-e2-250206371 ドリンク・スナックもあります。
- 12. 移植しました&動きました。 • ビルドだけなら割と簡単(色々ズル修正は必要) • 動作させるためにはlwIPのパラメタ調整が必要だった。 • ROSCon JPデモ程度の動作 Dashing(PC) ⇔ Mbedボード • PC側: 公式Dashingコンテナ • Mbed側: NUCELO F429ZI • 若干embedded RTPSが怪しい 挙動をしている。 (例: Locator 周り) ROSCon JP 2021のデモレベルの動作確認 両国なのでちゃんこ鍋です。
- 13. 次はどうする? • Mbedにはセンサやモータを使ったロボットの作例がたくさんある。 → Mbedで動いているデバイスで ロボットをROSで制御したい。 • mros2の応答性が必要なのがいい。 → 倒立振子(PID制御)にチャレンジ • Mbed単体で制御できることを確認 → mros2化＆PIDをPCに移動 • 本質的にはAgentlessなのでPCは Mbedで置き換え可能なはず。 参考にしたページ 倒立振子をサクッと作る | Natural Days (hirotakaster.com) mros2の特性を生かした？デモ案 IMU Motor PID PC Mbedなロボット こっちはMbed単体 でも無理でしたOrz
- 14. mros2 on Mbedが立ちました！ 【結果】 • フラフラしているもののなんとか立ちました。 → PIDスキルの問題 • 油断していると不意にコケます。 → PCにRT patchを当ててないから？ • Pub/SubがString型なのは内緒 【まとめ】 • Mbedで普通に開発できるように なってきました。 • mros2を使えばMbedアプリは AgentlessにROS2化可能です。 • Mbedなデバイスを使った ROS2ノードが増えるといいですね。 なんとか立ったmros2 on Mbed こっちはMbed単体 でも無理でした。 ベタなお土産