索尼Spresense拆箱与Spresense SDK运行测试

期盼了许久，终于收到了两个包裹，一个是主板，另一个为扩展板。

主板的包裹里只有CXD5602PWBMAIN1板和信息表，板的顶部包括一个复位按钮、四个用户LED、一个电源LED、一个启动恢复按钮、相机接口、索尼CXD5247电源管理和音频模拟接口芯片（下图中的黑色），索尼CXD5602 hexa核心Arm Cortex-M4F微控制器支持GNSS - 在封装上看作D5602GG，两排2.54mm间距I / O接头，以及板极右边缘的GNSS天线。

该板的底部采用MXIC MX25U6435F SPI NOR闪存，8MB容量，100针连接器，用于连接主板和扩展板，CP2102N USB到TTL芯片，以及用于电源和编程的微型USB端口。

信息表主要包含法律术语，规范以及Spresense支持网站的链接和QR代码。

扩展板附带了类似的信息表，以及用于将主板固定到位的四个塑料钻头。

扩展板配有Arduino兼容接头，100针插座，用于连接主板，部分跳线，3.5mm音频插孔和micro SD卡插槽。

下图为电路板的正面，另一侧主要是两个芯片：72040电平转换器和TI LSF0108八进制双向多电压电平转换器，当然也有着“扩展”用的微型USB端口。

两块板的组装都很简单，只需将四个黑色塑料钻头插入扩展板的安装孔中，将主板放在顶部，然后将其向下推。

如Spresense软件文档中所述，有两种方法可以使用Spresense板：

Spresense Arduino库- 使用许多开发人员熟悉的Arduino IDE。

Spresense SDK- 索尼最初的CXD5602芯片组开发环境，基于NuttX实时操作系统，并利用GNU Make工具链。低级API使开发人员能够优化内存使用，节省电源，控制多核处理等等，而Arduino库可能无法实现这一点。

下文针对Spresense SDK软件系统进行说明。

▲Spresense SDK的结构

让我们试着跟着说明指南在运行Ubuntu 18.04的笔记本电脑上调试运行它。

安装Spresense SDK

首先，我们需要在终端窗口中安装一些terminal windows：

1	sudo apt install git gperf libncurses5-dev flex bison gcc-arm-none-eabi genromfs pkg-config autoconf automake cmake

下一步是从nuttx-tools安装kconfig-frontends包：

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git clone https://bitbucket.org/nuttx/tools.git cd tools/kconfig-frontends/ ./configure --disable-shared make -j8 sudo make install

查看SDK源代码：

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cd ../.. git clone --recursive https://github.com/sonydevworld/spresense.git git submodule foreach git checkout master

USB连接

将当前用户添加到拨出组，然后注销以确保可以访问串行端口：

1	sudo usermod -a -G dialout $USER

是时候通过USB将主板连接到计算机了，这是内核日志的输出：

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[99898.675476] usb 3-2: new full-speed USB device number 3 using xhci_hcd [99898.849262] usb 3-2: New USB device found,idVendor=10c4, idProduct=ea60 [99898.849267] usb 3-2: New USB device strings:Mfr=1, Product=2, SerialNumber=3 [99898.849270] usb 3-2: Product: CP2102N USB to UART Bridge Controller [99898.849272] usb 3-2: Manufacturer: Silicon Labs [99898.849275] usb 3-2: SerialNumber:1601ea6abb61e811841264b55bfef139 [99898.851295] cp210x 3-2:1.0: cp210x converter detected [99898.864393] usb 3-2: cp210x converter now attached to ttyUSB0

电路板被正确检测为具有10c4 VID和ea60 PID的CP210x转换器。

Spresense SDK安装程序

首先设置初始NuttX内核配置：

1 2	cd spresense/sdk tools/config.py --kernel release

然后设置初始SDK配置：

1	tools/config.py examples/hello

输出：

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WARNING: New loader v1.1.0 is required, please download and install. Download URL : https://developer.sony.com/file/download/download-spresense-firmware-v1-1-000 Install command: 1. Extract loader archive into host PC. ./tools/flash.sh -e 2. Flash loader into Board. ./tools/flash.sh -l/home/jaufranc/edev/spresense/spresense/firmware/spresense -c

此时提示要求安装新的loader，由于下载URL需要EULA，因此无法从命令行来下载。但下载后，可以使用以下命令轻松将其闪存到电路板：

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cd tools mv ~/Downloads/spresense-binaries-v1.1.0.zip . ./flash.sh -e spresense-binaries-v1.1.0.zip sudo ./flash.sh -l ../../firmware/spresense/ -c/dev/ttyUSB0

命令输出：

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>>> Install files ... install -b 115200 Install ../../firmware/spresense/loader.espk Waiting for XMODEM (CRC or 1K) transfer. Ctrl-X to cancel. ....................................................................................................................115856 bytes loaded. Package validation is OK. Saving package to "loader" updater# install -b 115200 Install ../../firmware/spresense/gnssfw.espk Waiting for XMODEM (CRC or 1K) transfer. Ctrl-X to cancel. ..........................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................................450336bytes loaded. Package validation is OK. Saving package to "gnssfw" updater# sync updater# Restarting the board ... reboot

构建示例映像：

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cd .. make buildkernel -j8 make -j8

最终在当前目录中使用nuttx.spk固件：

1 2	ls nuttx.spk-l -rw-r--r-- 1 jaufranc jaufranc 153776 ม.ค. 5 16:11nuttx.spk

刷新并运行固件

此时，系统要求刷新引导加载程序，但这项命令已经在上面完成了，所以我们可以刷flashtx.spk：

1	sudo tools/flash.sh -c /dev/ttyUSB0 nuttx.spk

命令输出：

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>>> Install files ... install -b 115200 Install nuttx.spk Waiting for XMODEM (CRC or 1K) transfer. Ctrl-X to cancel. .........................................................................................................................................................153776bytes loaded. Package validation is OK. Saving package to "nuttx" updater# sync updater# Restarting the board ... reboot

运行hello world程序需要使用minicom或其他工具连接115200 8N1参数的串口：

1	minicom -D /dev/ttyUSB0 -b 115200 -s

在串行端口设置中禁用硬件流控制，然后按Esc并选择Exit退出。我们现在应该可以访问NuttX的NuttShell（NSH）shell。

键入hello以运行演示程序：

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NuttShell (NSH)NuttX-7.22 nsh> hello Hello,World!! nsh>

成功，hello world程序的源代码可以在examples / hello / hello_main.c中找到，是典型的C语的hello world程序：

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**************************************************************************** * Included Files ****************************************************************************/ #include #include /**************************************************************************** * Public Functions ****************************************************************************/ /**************************************************************************** * hello_main ****************************************************************************/ #ifdef CONFIG_BUILD_KERNEL int main(int argc, FAR char *argv[]) #else int hello_main(int argc, char *argv[]) #endif { printf("Hello, World!! "); return 0; }

作为参考，NuttX shell有一些类似于busybox中的命令：

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nsh> help help usage:help [-v] [] [ datehelpmksmartfs rmuname ? ddhexdump mhrmdir umount basenamedfkillmount set unset break echolsmvshusleep cat printfmbmwshutdownxd cdexecmkdir poweroffsleep cpexitmkfatfs pstest cmp false mkfifopwd time dirname freemkrdreboottrue

Spresense中的示例项目

Hello World是开始运行很好的示例程序，但Spresense SDK还有其他更有趣的样本：

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ls examples/ accelcameragyro press adccolorsensor helloprime alarmdecimator helloxxproximity Application.mk dnnrt_lenet Kconfigpwm asmp fft libexamples.aREADME.md audio_player fwupdateLibTarget.mk sixaxis audio_player_objif geofencelighttilt audio_recorder gnsslte_http_get voice_call audio_throughgnss_atcmdmagvoice_command bluetooth_le_peripheralgnss_factoryMake.defswatchdog bluetooth_sppgnss_pvtlog Makefile

每一个示例程序都都在Spresense NuttX的开发指南中详细地描述，但并未描述是何种类型或者是否新颖的样本。

某些示例项目需要安装额外的硬件，如相机附加装置，蓝牙LE附加装置，传感器附加装置等。可以通过向下滚动开发者网站的主页面找到这些列表。

由于音频和GNSS是电路板的一些主要功能，以下将尝试使用C++和C语言编写的audio_player和gnss的示例程序。

Spresense音频播放器

构建和刷新过程与hello world程序相同，并在sdk目录中执行以下命令：

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./tools/config.py examples/audio_player make -j8 sudo tools/flash.sh -c /dev/ttyUSB0 nuttx.spk

该程序被加载到主板上，但我们需要一些额外的文件存储在micro SD卡中，其中包含音乐，播放列表和“worker”二进制文件，如audio_player示例目录中的README.txt文件所述：

之后，您可以在目录sdk / modules / audio / dsp中看到工作二进制文件'MP3DEC'，'WAVDEC'。

在选项指定的路径中存储工作二进制文件，播放列表和播放内容。

- 默认路径

worker二进制文件：/ mnt / sd0 / BIN

播放列表：/ mnt / sd0 / PLAYLIST内容：/ mnt / sd0 / AUDIO

作为播放列表的示例，PLAYLIST文件夹中有TRACK_DB.CSV。另外，作为内容示例，AUDIO文件夹中有Sound.mp3。Sound.mp3的采样频率为48000，位长16，编解码器MP3文件。

起初出现这些提示时，还存在困惑，但最终明白后将文件复制到用FAT32格式化的4GB micro SD卡：

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cp ../examples/audio_player/AUDIO -R cp ../examples/audio_player/PLAYLIST/ -R mkdir /BIN pushd modules/audio/dsp cp MP3DEC WAVDEC /BIN/ popd

现在将microSD卡插入Spresense板，并连接扬声器，然后在NuttShell中启动应用程序。

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NuttShell (NSH)NuttX-7.22 nsh> player Start AudioPlayer example Running time is 10sec Running time is 10 sec

一切似乎按预期工作，但听不到任何音频。检查音频插孔连接是否接触不良，扬声器的功率和音量水平，但仍然没有声音。后来设想也许Spresense主板和扩展板之间可能存在不良接触，所以按下了主板最终成功了！终于可以听到Sound.mp3文件发出的哔声，有趣的是，微型SD卡确实有效，但不是音频。

GNSS样本

让试一试GNSS示例程序：

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./tools/config.py examples/gnss make -j8 sudo tools/flash.sh -c /dev/ttyUSB0 nuttx.spk

顺便说一下记得在运行flash.sh前退出minicom，否则会得到以下错误：

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Traceback (most recent call last): File "serial/serialposix.py", line 495, in read serial.serialutil.SerialException: device reports readiness to read but returned no data (device disconnected or multiple access on port?) During handling of the above exception, another exception occurred: Traceback (most recent call last): File "flash_writer.py", line 504, in File "flash_writer.py", line 446, in main File "flash_writer.py", line 316, incancel_autoboot File "flash_writer.py", line 263, in readline File "serial/serialposix.py", line 505, in read serial.serialutil.SerialException: read failed:device reports readiness to read but returned no data (device disconnected or multiple access on port?) [8067] Failed to execute script flash_writer

另外还需要注意使用将menuconfig引入安装选项的选项来运行config.py。

1	./tools/config.py -m examples/gnss

继续进行GPS测试，我试图将电路板靠近窗户，但我所处的建筑结构并不容易接收GPS信号，在1小时30分之后，我只获得了UTC时间。所以我搬到了户外，重新启动了电路板，一切都很顺利，我在24秒后获得了UTC时间：

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NuttShell (NSH) NuttX-7.22 nsh> nsh> nsh> gnss Hello, GNSS(USE_SIGNAL) SAMPLE!! start GNSS OK >Hour:0, minute:0, sec:3, usec:497 >No Positioning Data >Hour:0, minute:0, sec:4, usec:512 >No Positioning Data >Hour:0, minute:0, sec:5,usec:15289 ... >No Positioning Data >Hour:0, minute:0, sec:23, usec:507 >No Positioning Data >Hour:0, minute:0, sec:24, usec:522 >No Positioning Data >Hour:6, minute:59, sec:32, usec:554 >No Positioning Data >Hour:6, minute:59, sec:33, usec:561 >No Positioning Data

并在1分40秒后定位数据：

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>Hour:7, minute:0, sec:47,usec:559 >No Positioning Data >Hour:7, minute:0, sec:48,usec:533 >No Positioning Data >Hour:7, minute:0, sec:49,usec:533 >No Positioning Data >Hour:7, minute:0, sec:49,usec:769162 >LAT37.02.1428 >LNG95.36.5893 >Hour:7, minute:0, sec:50,usec:578 >LAT37.02.1428 >LNG95.36.5893 >Hour:7, minute:0, sec:51, usec:574

样本代码太长，无法在本次审核中详细介绍，但您可以在examples目录中找到源代码，Spresense SDK文档看起来结构清晰，非常详细和透彻。

总结

我不得不承认Spresense主板上进行的一切评测都很顺利，开发的文档看起来很棒。但对于大多数项目，可能需要附加板，因为在没有任何类型的无线或有线连接的情况下，必须有许多需要GNSS和音频的应用。

索尼Spresense主板在Framos US上售价65美元，也可以在45美元左右找到扩展板，很快就会有一个500万像素的摄像头板将在本月晚些时候推出。Spresense相机售价在计算增值税后29欧元，传感器和蓝牙附加板由ROHM制造，可以单独购买，但目前只在日本购买。希望他们能够找到一种更简单的订购方法，可能在不久的将来使用完整的开发套件。