RTAIの使い方

  1. サンプルプログラム(showroom)のインストールと実行
    本来,CVS を使ってコマンドラインで
    # cvs -d:pserver:anonymous@cvs.gna.org:/cvs/rtai co showroom
    としてインストールするが,proxy サーバ経由では CVS が使えないようだ.
    そこで,スナップショット http://cvs.gna.org/daily/rtai-snapshot.tar.gz を持ってくる.
    1. /usr/src に rtai-snapshot.tar.gz を展開.
      # cd /usr/src
      # tar zxvf rtai-snapshot.tar.gz
      
    2. shared memory のサンプルプログラムを編集する(そのままコンパイル・実行するとハングアップするので注意):
      # cd rtai/showroom/v3.x/kern/shm
    3. コンパイル・実行(事前に .cshrc 等で PATH に /usr/realtime/bin を追加しておく)
      # make
      gcc -I. -I/usr/realtime/include -O2 -I/usr/src/linux/include -Wall -Wstrict-prototypes -pipe -o display display.c
      make -C /usr/src/linux CC=gcc SUBDIRS=$PWD V= modules
      make[1]: Entering directory `/usr/src/linux-2.6.20.21'
        CC [M]  /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/shm/shm.o
        LD [M]  /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/shm/shm_rt.o
        Building modules, stage 2.
        MODPOST 1 modules
      WARNING: vmlinux - Section mismatch: reference to .init.data:boot_params from .text between '_text' (at offset 0xc1000029) and 'checkCPUtype'
      (略)
      WARNING: "rt_busy_sleep" [/usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/shm/shm_rt.ko] undefined!
      WARNING: "rt_get_time" [/usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/shm/shm_rt.ko] undefined!
      WARNING: "nano2count" [/usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/shm/shm_rt.ko] undefined!
        CC      /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/shm/shm_rt.mod.o
        LD [M]  /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/shm/shm_rt.ko
      make[1]: Leaving directory `/usr/src/linux-2.6.20.21'
      
      undefined! とたくさん出るのは無視
      # ../ldmod
      # insmod shm_rt.ko
      # ./display
      (ctrl-C で止める)
      
      数字が変化する様子が表示されればOK.(カーネル空間のモジュールがリアルタイムでカウンタを変化させ,shared memory を経由して,ユーザー空間のプログラムでカウンタの内容を表示する)
      # rmmod shm_rt
      # ../remod
      ERROR: Module rtai_lxrt does not exist in /proc/modules
      ERROR: Module rtai_smp does not exist in /proc/modules
      ERROR: Module rtai_mup does not exist in /proc/modules
      ERROR: Module rtai_up does not exist in /proc/modules
      ERROR: Module rtai_hal is in use by rtai_sched
      何故かエラー.
      
      # lsmod
      Module                  Size  Used by
      rtai_sched             80424  0
      rtai_hal               32340  1 rtai_sched
      (略)
      
      手動で外す:
      # rmmod rtai_sched
      # rmmod rtai_hal
      
  2. 実験用プログラム period の作成
    shm をベースにして,実行周期を記録するプログラム(period*)を作る.
    # cd /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern
    # cp -a shm period (とりあえずコピーしてから編集する)
    # cd period
    # mv display.c period_app.c
    # mv shm.c period_module.c
    
    Makefile, GNUmakefile 中,shm → period_module,display → period_app に修正する.
    period_module.c, period_app.c を適宜編集,ヘッダファイル period.h を作成する.
    参考(編集,コンパイル・実行を一通り行った後のディレクトリ): /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/
    実行例:
    # make
    gcc -I. -I/usr/realtime/include -O2 -I/usr/src/linux/include -Wall -Wstrict-prototypes -pipe -o period_app period_app.c
    make -C /usr/src/linux CC=gcc SUBDIRS=$PWD V= modules
    make[1]: Entering directory `/usr/src/linux-2.6.20.21'
      CC [M]  /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module.o
    /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module.c: In function ‘fun’:
    /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module.c:27: 警告: ‘t0’ may be used uninitialized in this function
    /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module.c:26: 警告: ‘s_time’ may be used uninitialized in this function
      LD [M]  /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module_rt.o
      Building modules, stage 2.
      MODPOST 1 modules
    WARNING: vmlinux - Section mismatch: reference to .init.data:boot_params from .text between '_text' (at offset 0xc1000029) and 'checkCPUtype'
    WARNING: vmlinux - Section mismatch: reference to .init.data:boot_params from .text between '_text' (at offset 0xc1000037) and 'checkCPUtype'
    (略)
    [/usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module_rt.ko] undefined!
    WARNING: "rt_get_time" [/usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module_rt.ko] undefined!
    WARNING: "nano2count" [/usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module_rt.ko] undefined!
      CC      /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module_rt.mod.o
      LD [M]  /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period/period_module_rt.ko
    make[1]: Leaving directory `/usr/src/linux-2.6.20.21'
    
    # ../ldmod
    # insmod period_module_rt.ko
    # ./period_app > foo.dat
    # rmmod period_module_rt
    # ../remod
    # rmmod rtai_sched
    # rmmod rtai_hal
    
    foo.datをグラフ表示した結果 時間が経過するに従いジッタが生じている.余分なモジュールを削除する等して,要改善.
  3. 矩形波を出力するプログラム period_da* (period* に D/A 出力を追加したもの)
    • モジュールのプログラム period_module.c に D/A 出力を追加したものを period_da_module.c とする.後は上記と同じ.
      • D/A 出力を追加するために,adc.c, adc.h を追加する.使用している D/A, A/D ボードは CONTEC のもの.
      • Makefile に,adc.o をリンクするように記述
      • adc.h にはボードの I/O ベースアドレスを記載する.調査方法は以下の通り:
        # lspci -v
        (略)
        03:01.0 Multimedia controller: Contec Co., Ltd Unknown device 8183
                Subsystem: Contec Co., Ltd Unknown device 8183
                Flags: medium devsel, IRQ 10
                I/O ports at ece0 [size=32]
        
        03:02.0 Multimedia controller: Contec Co., Ltd Unknown device 8153
                Subsystem: Contec Co., Ltd Unknown device 8153
                Flags: medium devsel, IRQ 6
                I/O ports at ecc0 [size=32] 
        
        id=8183 は D/A12-4(PCI), id=8153 は AD12-16(PCI).
        上記の場合,I/Oポートアドレスはそれぞれ 0xece0 と 0xecc0 の二つ.
      • 作業後のディレクトリ: /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/period_da/
        実行方法は上記 period* の場合と同様.
        実行時,D/A 変換ボードの出力 0ch をオシロで見ると, 50μsec で 0[V] と 1[V] が切り替わる矩形波が観測できる.
  4. 周波数応答実験用プログラム freqresp
    • 作業後のディレクトリ: /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/freqresp/
    • sin 等数学関数を使っていて,libm を static リンクする必要があるため, /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/fp/ を参考にして GNUmakefile, Makefile を編集した.
    • 予め,FFTを計算するライブラリ librealfft.a, libfft.a を /usr/local/lib/ にインストールしておく必要がある.これらライブラリのコンパイルは,/usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/freqresp/fft を参考のこと.
    • D/A の 0ch と A/D の 0ch を直結しておく.(ゲイン1,位相0の周波数応答が取れるはず)
    1. コンパイル
      # cd /usr/src/rtai/showroom/v3.x/kern/freqresp
      # mkdir data
      # make clean
      # make
    2. 実行
      # ../ldmod
      # /sbin/insmod freqresp_module_rt.ko
      # ./freqresp_app
      (2ch 分の周波数応答が出力されるが,一方がゲインがほぼ1, 位相が0になっていることを確認する)
      # rmmod _freqresp_module_rt
      # ../remod
      ERROR: Module rtai_mq does not exist in /proc/modules
      ERROR: Module rtai_lxrt does not exist in /proc/modules
      ERROR: Module rtai_smp does not exist in /proc/modules
      ERROR: Module rtai_mup does not exist in /proc/modules
      ERROR: Module rtai_up does not exist in /proc/modules
      (insmod していない module を rmmod しようとしてエラーになってるだけなので問題なし)
      # rmmod rtai_sched
      # rmmod rtai_hal

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Last-modified: 2008-06-11 (水) 14:34:36 (4886d)