Les articles de GNU/Linux Magazine Hors-Série N°75

Article mis en avant

Préface

Il y a quelques mois, nous proposions un guide de Linux Pratique sur le Raspberry Pi qui exposait les bases pour prendre en main ce mini-ordinateur. Depuis, l'été et ses nombreux apéritifs vous ont probablement permis d'expérimenter la fabrication d'un distributeur à cocktails. De même, vos nombreux invités ont pu tester vos talents culinaires mais également la précision de vos cuissons grâce à votre compte à rebours ultra design (et un peu geek) réalisé avec votre petite carte « magique ». En bref, vous avez pu tester les multiples possibilités de ce petit mais non moins efficace outil qu'est le Raspberry Pi.

La fondation Raspberry Pi avait jusqu'à présent produit deux versions de sa carte, la A et la B. La version B était une évolution importante par rapport à la A. La version B+ est une simple mise à jour de la B, mais mérite cependant quelques explications.
Un des facteurs du succès du Raspberry Pi est son port d'entrées-sorties générales. Pour preuve, le nouveau modèle B+ fournit encore plus de broches GPIO ! On peut y accéder au moyen de quasiment tous les langages : nous allons voir ici comment le faire en Bash et en C, puis nous étendrons le nombre de signaux en sortie.
La communication suivant le protocole SPI est très rapide, car les fréquences sont élevées et le dialogue totalement bidirectionnel « full-duplex ». Ce type de communication sert typiquement pour établir un lien entre un processeur et des périphériques (capteurs, etc.), mais on peut aussi l'utiliser pour dialoguer avec un microcontrôleur, comme nous le ferons dans l'article suivant.
Nous avons vu dans l'article précédent le support SPI proposé par le Raspberry Pi. Nous allons mettre ceci en pratique en communiquant avec un petit microcontrôleur simple à programmer : le MSP430...
Le Raspberry Pi est une plateforme bon marché, mais ne possède pas un processeur très puissant. Un simple programme « Hello World ! » met plusieurs secondes à compiler…. Et un noyau Linux plus de 15 heures… On se rend bien compte qu'il n'est pas vraiment possible de développer directement sur cette plateforme sans une perte de temps considérable. Pour pallier cela, nous allons utiliser la compilation croisée ou « cross compilation » pour réduire drastiquement les temps de génération des programmes.
La carte Raspberry Pi (RPi) fut initialement conçue comme un « PC bon marché ». Elle dispose donc d'un contrôleur graphique performant permettant la connexion à un écran HDMI externe. Dans cette configuration, il est possible d'utiliser un mode accéléré (OpenGL) compatible avec des bibliothèques graphiques telles que Qt 5. Cependant, de nombreuses applications embarquées utilisent un écran local (fixé à la carte) souvent tactile et permettant d'utiliser une application métier. Dans cet article, nous allons décrire la mise en place et l'utilisation sous Qt et DirectFB d'un écran 320x240 2,8 pouces, connecté au bus SPI de la carte RPi.
La Raspberry Pi (RPi) est le plus souvent utilisée sous GNU/Linux. Il est cependant possible de l'utiliser avec des systèmes beaucoup plus légers comme des RTOS (Real Time Operating System). L'exécutif RTEMS est disponible depuis quelques mois sur la RPi. Après avoir mis en place la chaîne de compilation croisée, nous présenterons quelques exemples dont un pilote pour les GPIO de la RPi. Les tests sont réalisés sur les modèles B et B+ de la RPi.
Le protocole i2c est le plus épuré des bus de communication entre un processeur et ses périphériques. Très simple à employer par le hobbyiste, nous allons le mettre en œuvre pour lire et programmer un capteur de température externe. Ce dernier ne nous servira qu'à titre d'exemple, tout périphérique i2c pouvant convenir.
La notion de temps réel est source de nombreuses controverses dans le monde du développement informatique. Je commencerai donc par qualifier les différentes classes de systèmes temps réel que l'on considère habituellement. Nous pourrons alors voir quelles sont les différentes solutions utilisables pour le Raspberry Pi et les niveaux de qualité que nous pouvons en attendre.