104學習精靈

不管你是要自己撰寫或移植，這都是資深嵌入式系統工程師的必修課。 帶你熟悉Linux驅動程式架構並能實際動手撰寫Linux 核心底層的驅動程式。 了解如何撰寫Linux硬體驅動程式，配合Raspberry Pi 硬體實戰 GPIO Driver、Linux中斷處理、UART Driver、SPI Driver、I2C Driver、ADC Driver等Driver。

本課程採用艾鍗學院獨家研發ARM Cortex-M開發套件，將帶領學員深入了解 RTOS 與心律監測的專題應用， 課程首先聚焦 RTOS 的基礎知識與常見機制，從專案建置、多執行緒設計，到訊號傳遞 (Signal)、互斥機制 (Mutex)、計時器 (Timer) 與訊息傳遞 (Message Queue, Mail Queue) 等，逐步引導學員掌握 RTOS 的關鍵技術。在專題實作部分，學員將使用 MAX30102 心律感測器完成一套心律監測系統，涵蓋 I2C 通訊、感測器驅動、暫存器配置等核心步驟，並透過 Python Jupyter Lab 進行數據錄製、波形繪製及數據分析。

如果您設計的應用必須和PC連接，您能用的界面就是USB。 本課程會先對USB架構做個簡介，接著再介紹相關的資料封包、協定、和USB request等。講師將帶入如何實作4個USB類別，包含HID、CDC-ACM、MSC、Audio等。課程也包含USB Audio Class且展示如何利用USB Audio specific request來控制USB Audio device。

用Raspberry Pi學Linux驅動程式，並且搭配本公司所設計的Raspberry Pi I/O擴充板作為驅動程式實戰演練，實戰GPIO, UART, I2C, SPI等Linux硬體驅動，讓您在學習的過程中能夠快速了解硬體架構及軟體架構。 1.學習Driver撰寫的各個層面，包含核心API、中斷處理、同步、記憶體管理等等。 2.導正學員Linux Device Driver與Linux基本作業系統的觀念，為將來的Driver coding打下良好的基礎。 3.可以了解user-space與kernel-space之間的關係。 4.可以開始研讀及參考kernel裡面或是別人撰寫的device driver source code。 學習目標： 1. 能掌握Linux驅動程式設計概要及學習方法 2. 能看懂drivers目錄中與你要寫的類似驅動程式，並能依此參考並能加以改寫完成你自己的驅動程式 章節架構： ► Linux 驅動程式架構 ► Linux HAL ► Linux Driver開發流程 ► 核心程式碼與Makefile ► Driver 模組編譯與載入 ► 字元裝置Driver ● Character_Driver (1) ● Character_Driver (2) ● Character_Driver (3) ● Udev ► Linux Misc Device ► Linux GPIO Driver Framework ● Linux GPIO Lib ● BCM2835 GPIO 控制說明 ● Linux GPIO Host Controller驅動程式 ► Linux 中斷服務程式 ► Linux中斷控制器HAL層 ► Bottom Halves (Tasklet & Work Queue) ► 進階字元Driver ● Wait Queue ● Completion及非同步通知 ● Kernel Timer List (Jiffies, timer ticks) for LED 閃爍 ► Linux Platform Device & Platform Driver ► Linux Device Tree ► Linux SPI Driver Framework ● SPI簡介 ● SPI Flash 操作 ● Linux SPI Client驅動程式 for SPI Flash ● Linux MTD 驅動程式 ● Linux SPI Bus master驅動程式 ► Device Tree for ADC Driver (MCP3008) ► Linux I2C Driver Framework ● I2C 簡介 ● Linux I2C Framework(1) ● Linux I2C Framework(2) ● Linux I2C Bus master驅動程式 ► Linux UART Driver Framework ► Linux User Space Driver - BCM2835 C I/O Library

本課程將透過ARM開發工具模擬器操作，以實際瞭解ARM核心的指令集、記憶體處理器(MMU)、中斷處理等。課程使用開源硬體平台Raspberry Pi實作一個ARM BootLoader，從中你可以了解從最底層的ARM Assembly到C main函式所發生的每一件事。實作中也以bare-metal (Non-OS)方式驅動如，GPIO、UART、TIMER等I/O，另也以實際code說明Raspberry Pi的SoC晶片(BCM2835/BC2836)中，ARM CPU如何和GPU通訊。最後，有鑑於學員在實際工作上所使用的開發工具大多為開發套件外，最後將講習如何將程式轉換為GNU工具可使用的原始碼。<<對於想要從無到有開發一套ARM-based作業系統，本課程絕對是一個OS開發者的前哨站>> 藉由Bare Metal 開發, 我們可以學到： 1.ARM 的CPU架構及組合語言 2.ARM Exception Vector Table & ARM例外處理 3.Boot From Where ? CPU initialize & DRAM controller initialize 4.How to write Startup Code ? 如何撰寫Linker Script 5.SoC 中斷控制器 & ISR (Interrupt Service Routine) 6.在沒有OS情況下要如何撰寫程式, 包含Application或 Chip Driver 7.CPU和GPU如何通訊？ 適合對象 1.對ARM架構和其底層系統程式開發有興趣者。 2.想從事ARM BSP development、ARM Bootloader/BIOS programming、研發相關工作者。 3.須具C程式設計基礎。 章節架構： ► 1.SoC基本架構 ► 2.ARM處理器架構 ► 3.ARM組合語言 ► 4.Thumb mode ► 5.ARM 標準程序呼叫 ► 6.ARM Exception handling /例外中斷處理 ► 7.Memory Barrier & Coprocessor ► 8.系統程式-Linker & startup code ► 9.Bare-metal Development using Raspberry Pi 3 ● 認識Broadcom BCM283x SoC ● Raspberry Pi 3開機流程 ● 實作 GPIO 驅動-LED、 Button ● 實作BCM2835 中斷控制器 ● 實作System Timer 中斷 ● 實作GPIO中斷 ● 實作UART ► 10.GPU 與ARM間的溝通 ● 用Mailbox 界面實作Framebuffer