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NXP iMX8X基于Docker测试CAN接口通讯

Thursday, December 31, 2020

简介

随着嵌入式设备的发展,由于部署更灵活应用方便等特性,原本在网络应用中广泛使用的docker技术也慢慢在一些嵌入式设备中应用,因此本文就基于嵌入式ARM平台使用集成docker技术的Linux系统来测试CAN通信功能。

本文所演示的平台来自于Toradex Colibri iMX8X ARM嵌入式平台,这是一个基于NXP iMX8X ARM处理器,支持Cortex-A35和Coretex-M4架构的计算机模块平台。

准备

Colibri iMX8X 2GB WB IT ARM核心版配合Colibri Evaluation 载板,连接调试串口UART1(载板X27)到开发主机方便调试。

Colibri iMX8X 通过Toradex Easy Installer 安装包含Docker支持的Torizon Linux操作系统,目前最新的monthly发布 TorizonCore 5.1.0-devel-202012+build.6

Apalis iMX8QM 4GB WB IT ARM核心版配合Ioxra 载板,连接调试串口UART1(载板X22)到开发主机方便调试。

Apalis iMX8QM同样通过Toradex Easy Installer安装标准嵌入式Linux 用于CAN接口测试时候对接,系统版本为Linux Reference Multimedia 5.1.0-devel-202012

测试系统配置

Colibri iMX8X CAN接口对应管脚说明如下,本文测试使用FlexCAN1接口

测试系统如下硬件连接将Colibri iMX8X CAN1和Apalis iMX8QM CAN0接口进行连接

  • Colibri Eva Board JP4和JP5跳线断开,将X9连接器 SODIMM_55和SODIMM_63管脚分别连接到X38连接器TX和RX插座。
  • Colibri Eva Board X2 Top DB9 管脚2和7通过两端均配置120Ohm终端电阻的连线和Ixora载板X20管脚1和2连接。

Colibri iMX8X TorizonCore linux系统默认使能的是Colibri Evaluation Board载板上面的MCP2515 SPI CAN接口,需要通过如下device tree overlay配置修改为iMX8X的两个FlexCAN接口

部署CAN测试Docker image

首先参考这里的说明在开发PC上面配置Docker编译环境

在开发PC创建如下Dockerfile 用于进行CAN测试

ARG IMAGE_ARCH=arm64v8
# Use the parameter below for Arm 32 bits (like iMX6 and iMX7)
# ARG IMAGE_ARCH=arm32v7
FROM torizon/$IMAGE_ARCH-debian-shell:1.0
WORKDIR /home/torizon

RUN apt-get -y update && apt-get install -y \
  nano \
  python3 \
  python3-pip \
  python3-setuptools \
  git \
  iproute2 \
  can-utils \
  net-tools \
  vim \
  python3-can \
&& apt-get clean && apt-get autoremove && rm -rf /var/lib/apt/lists/*

如下编译并打包成离线Docker image文件,当然也可以上传到dockerhub上面通过在线的方式在设备安装

$ docker build -t can-test-torizon .
$ docker save -o can-test-torizon.tar can-test-torizon

将上面打包好的docker image复制到Colibri iMX8x设备上面,并安装并运行

### load docker image
$ docker load -i can-test-torizon.tar
### check docker image
$ docker images
REPOSITORY           TAG                 IMAGE ID            CREATED             SIZE
can-test-torizon     latest              3f1a2122de1c        10 minutes ago      236MB
### run docker image
$ docker run -it --rm --name=can-test-torizon --net=host --cap-add="NET_ADMIN" -v /dev:/dev -v /tmp:/tmp -v /run/udev/:/run/udev/ can-test-torizon

CAN通讯测试

在上述Colibri iMX8x启动的docker image里面使能can1接口

### set can1 interface up
/home/torizon# ip link set can1 type can bitrate 1000000
/home/torizon# ip link set can1 up
### check can1 interface
/home/torizon# ifconfig can1
can1: flags=193<UP,RUNNING,NOARP>  mtu 16
      unspec 00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00-00  txqueuelen 10  (UNSPEC)
      RX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
      RX errors 0  dropped 0  overruns 0  frame 0
      TX packets 0  bytes 0 (0.0 B)
      TX errors 0  dropped 0 overruns 0  carrier 0  collisions 0
      device interrupt 69  

继续在docker image里面创建如下”can-test.sh”脚本用于间隔50ms连续发送CAN标准包

#!/bin/bash
for ((i=1; i<=20; i++))
do
cansend can1 01F#1122334455667788
sleep 0.05
done

在Apalis iMX8QM Linux下运行下面命令使能can0接口并准备进行CAN包接收

root@apalis-imx8:~# ip link set can0 type can bitrate 1000000
root@apalis-imx8:~# ip link set can0 up
root@apalis-imx8:~# candump can0

在colibri imx8x docker内执行上面创建的脚本发送CAN包

/home/torizon# chmod +x can-test.sh
/home/torizon# ./can-test.sh

Apalis iMX8QM接收到对应的CAN包

root@apalis-imx8:~# candump can0
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can0  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88

将发送和接收互换后测试也同样结果

### Apalis iMX8QM 发送
root@apalis-imx8:~# ./can-test.sh
### Colibri iMX8x接收
/home/torizon# candump can1
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88
can1  01F   [8]  11 22 33 44 55 66 77 88

总结

本文使用NXP iMX8X嵌入式平台配合嵌入式Linux 和Docker平台测试CAN通信,相比原生CAN通信,利用Docker技术可以更灵活的用包管理方式安装所需的组件,同时在不同平台迁移也相对更简单,但需要注意的是在Docker环境下访问主机外设需要对cgroup权限做正确的设置以保证可以顺利加载。

Author: 秦海,技术销售工程师,韬睿(上海)
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