統合知能研究グループ
組込み用Linuxボード,BeagleBone Black
における RT ミドルウェアの
動作と開発支援ツール
・村上 青児(筑波大/産総研)
・ 安藤 慶昭(産総研)
・ 関山 守(産総研)
・ 鍛冶 良作(産総研)
...
統合知能研究グループ
概要
• 最近のLinuxボード事情
• 小型Linuxボードで開発を行なう際の問題点
の抽出
• 解決方法の提案とその効果
• まとめ
統合知能研究グループ
最近のLinuxボード事情
• 近年安価で通常のLinux (uCLinuxなどの組込みでは無い)
が動作するボードが続々と発売されている。
• クロスコンパイルが不要(ボード上でのコンパイルが可能)
• 通常(RTC-L...
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BeagleBone Black
CPU Coretex-A8 1GHz
RAM 512MB
OS AngstromLinux
価格 $45
IO A/D×7
PWM×6
タイマ×4
シリアル×4
CAN SPI I2C
...
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小型Linuxボードの開発フロー
• 開発するまでに煩雑な手順や機材が
多く、ハードルが高く感じる。
• BeagleBone Blackを使ってこの開発
フローを検討、問題点を抽出した。
2.組み込みボードをネットワーク...
統合知能研究グループ
理想的だと考えられる開発フロー
• 手順2~5を自動的に行える仕組
みを考える。
• 必要な周辺機器も最小限にする
ため、ヘッドレスシステムで開発
できることを考える。
簡単になった!
この状態でCOM接続、SSH接続が出...
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RT コンポーネント開発・運用環境の構築
1. BeagleBone Finderの作成
– ヘッドレス運用時の問題を解決
2. RTミドルウェアのバイナリをパッケージ形式で提供する
– OpenRTM-aistのコンパイ...
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1.BeagleBone Finder
BeagleBone Finderの動作
• ARPプロトコルによりネットワーク
上のMACアドレスとそのIPアドレス
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• MACアドレスからBeagleBoneの
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2.RTMをパッケージ形式でインストール
• RTM実行に必要なパッケ
ージのコンパイル
– 約4時間を要する
• バイナリパッケージを提
供することで、ユーザー
の負担を大幅に軽減でき
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RTMソースコード
RTMバ...
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3.RTMの自動起動
• 開発者がシステムを起動するまでも無く、電源を入れるだけで
RTミドルウェアおよび、狙ったRTコンポーネントが自動的に起動
する仕組みを構築。
→問題としてAngstrom Linuxに自動起動を行...
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実験:Kobukiを使って検証
• BeagleBone Blackで自動起動させ
たkobuki用RTコンポーネントと
windowsで起動させた仮想ジョイス
ティック、TKJoystickを接続して、動
作確認を行った...
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まとめ
• BeagleBone Finder、パッケージの配布、実行ファイルの自
動起動を行なう仕組みの提供、この三つを整えたことで、数
時間に及ぶ環境構築を数分まで短縮。
• 開発者の敷居を大幅に下げ、実際の運用を見据...
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今後の課題
• 今後の課題として、BeagleBone Blackには非常に多くのIO
ピンがあるため、開発者がこれをなるべくストレスを感じずに
使えるような仕組みを提供していく。
• BeagleBone Blackを使...
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ご清聴ありがとうございました
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Rsj2013 murakami

  1. 1. 統合知能研究グループ 組込み用Linuxボード,BeagleBone Black における RT ミドルウェアの 動作と開発支援ツール ・村上 青児(筑波大/産総研) ・ 安藤 慶昭(産総研) ・ 関山 守(産総研) ・ 鍛冶 良作(産総研) ・ 谷川 民生(産総研) ・ 神徳 徹雄(産総研)
  2. 2. 統合知能研究グループ 概要 • 最近のLinuxボード事情 • 小型Linuxボードで開発を行なう際の問題点 の抽出 • 解決方法の提案とその効果 • まとめ
  3. 3. 統合知能研究グループ 最近のLinuxボード事情 • 近年安価で通常のLinux (uCLinuxなどの組込みでは無い) が動作するボードが続々と発売されている。 • クロスコンパイルが不要(ボード上でのコンパイルが可能) • 通常(RTC-Lite、miniRTC等ではない)のOpenRTM-aistが 実行可能。 AriaG25BeagleBone Black Raspberry Pi ODROID-XU 引用:http://www.hardkernel.com しかし PC上での開発とまったく同じというわけにはいかない
  4. 4. 統合知能研究グループ BeagleBone Black CPU Coretex-A8 1GHz RAM 512MB OS AngstromLinux 価格 $45 IO A/D×7 PWM×6 タイマ×4 シリアル×4 CAN SPI I2C 組み込みLinuxボードでRTM・RTCを 簡単に開発・利用できる仕組みを構築する • ターゲット:BeagleBone Black –多様なIO –十分なスペック • 組み込みボード特有の問題 – CPU・ディスクの速度 –マイナーなOS –運用時の問題 –ヘッドレスシステム
  5. 5. 統合知能研究グループ 小型Linuxボードの開発フロー • 開発するまでに煩雑な手順や機材が 多く、ハードルが高く感じる。 • BeagleBone Blackを使ってこの開発 フローを検討、問題点を抽出した。 2.組み込みボードをネットワークに接続して起動する. 5.必要な環境設定を行う(Avahiのインストールなど). 3.画面に接続した状態でIPアドレスを調べる. 4.別の端末からssh経由でログインする. 6.OpenRTM-aistやomniORBのインストール. 7.RTコンポーネントの開発・デバッグ・実行 1.組み込みボードにモニタ・キーボードを繋ぐ. 煩雑で難しい!
  6. 6. 統合知能研究グループ 理想的だと考えられる開発フロー • 手順2~5を自動的に行える仕組 みを考える。 • 必要な周辺機器も最小限にする ため、ヘッドレスシステムで開発 できることを考える。 簡単になった! この状態でCOM接続、SSH接続が出来る 開発がしやすいボード 2.別端末からssh経由でログイン. 4.OpenRTM等をパッケージでインストールする. 3.必要な設定を行う. 5.RTコンポーネントの開発・デバッグ・実行 1.組み込みボードをネットワークに接続して起動する.
  7. 7. 統合知能研究グループ RT コンポーネント開発・運用環境の構築 1. BeagleBone Finderの作成 – ヘッドレス運用時の問題を解決 2. RTミドルウェアのバイナリをパッケージ形式で提供する – OpenRTM-aistのコンパイルの負担を軽減 3. RTミドルウェアの自動起動の仕組みを作る – 実運用時の枠組みを提供 • 実験としてKobukiコンポーネントを自動起動させ、 BeagleBone Blackから操作を行った。
  8. 8. 統合知能研究グループ 1.BeagleBone Finder BeagleBone Finderの動作 • ARPプロトコルによりネットワーク 上のMACアドレスとそのIPアドレス のリストを作成 • MACアドレスからBeagleBoneの IPアドレスのを取得 – BeagleBone BlackのベンダID: C8:A0:30:*:*:* BeagleBone Finderを実行し、IPアドレスの取得を行えた SSHによるログインが可能に →ヘッドレスシステムの実現 ネットワーク上のBeagleBoneを検索するツール ルーター 母艦PC BeagleBone Black LAN接続 IP BBF実行
  9. 9. 統合知能研究グループ 2.RTMをパッケージ形式でインストール • RTM実行に必要なパッケ ージのコンパイル – 約4時間を要する • バイナリパッケージを提 供することで、ユーザー の負担を大幅に軽減でき る。 RTMソースコード RTMバイナリ RTM実行可能 数時間にわたる コンパイル! インストール RTMバイナリ RTM実行可能 インストール サーバーにある RTMバイナリ ダウンロード オリジナルの手法 改善された方法 http://openrtm.org/pub/Linux/Angstrom/armv7l/omniorb.opk http://openrtm.org/pub/Linux/Angstrom/armv7l/openrtm-aist.opk Angstrom Linuxのパッ ケージ管理システム:opkg opkgの作成スクリプトも公開予定 omniORB/OpenRTM- aistのパッケージを 作成・公開 パッケージの公開場所
  10. 10. 統合知能研究グループ 3.RTMの自動起動 • 開発者がシステムを起動するまでも無く、電源を入れるだけで RTミドルウェアおよび、狙ったRTコンポーネントが自動的に起動 する仕組みを構築。 →問題としてAngstrom Linuxに自動起動を行うrc.localが 存在しない • 独自にrc.localを作成し、init.dからコールする仕組みを作成。 →自動起動が行え、RTMを起動する 際の手順を一気に省くことに成功。 この一連の流れを以下にまとめた。 http://openrtm.org/pub/Linux/Angstrom/armv7l/setuprtm.sh センサ1 センサ2 センサ4センサ3 モニタリング 運用が非常に楽になった!
  11. 11. 統合知能研究グループ 実験:Kobukiを使って検証 • BeagleBone Blackで自動起動させ たkobuki用RTコンポーネントと windowsで起動させた仮想ジョイス ティック、TKJoystickを接続して、動 作確認を行った。 • また、開発における煩雑さの低減に 効果があったかの検証を行った。 OpenRTM-aistのインストールから、 Kobukiコンポーネントを立ち上げて 実際に動かすまで約5分程度で出来 た。
  12. 12. 統合知能研究グループ まとめ • BeagleBone Finder、パッケージの配布、実行ファイルの自 動起動を行なう仕組みの提供、この三つを整えたことで、数 時間に及ぶ環境構築を数分まで短縮。 • 開発者の敷居を大幅に下げ、実際の運用を見据えた開発が 出来るようになった。 • 本論文で発表したBeagleBone Finder、パッケージ、自動起 動スクリプトや、その使い方は以下のサイトに掲載。今後充 実させていく予定。 http://www.openrtm.org/openrtm/ja/node/5420
  13. 13. 統合知能研究グループ 今後の課題 • 今後の課題として、BeagleBone Blackには非常に多くのIO ピンがあるため、開発者がこれをなるべくストレスを感じずに 使えるような仕組みを提供していく。 • BeagleBone Blackを使ったRTミドルウェアの開発手順を充 実させる。
  14. 14. 統合知能研究グループ ご清聴ありがとうございました
  15. 15. 統合知能研究グループ BeagleBone Blackの開発プロセス公開場所
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