The document discusses the use of Golang in embedded environments, comparing microcontrollers and single-board computers. It covers the development ecosystem, advantages of using Golang, and various hardware options such as Raspberry Pi and Onion Omega2, along with communication protocols like I2C and SPI. The document also highlights future directions for exploring Golang in IoT applications and the potential for machine learning integration.

1. EXPLORANDO GOLANG
EM AMBIENTE EMBARCADO
Alvaro Viebrantz
aviebrantz.com
@alvaroviebrantz

2. Alvaro Viebrantz
@alvaroviebrantz
aviebrantz.com
Google Developer Expert for IoT
Product Engineer @ Leverege
Organizador do GDG Cuiabá e DevMT

4. WEB SYSTEM LEVEL
& CONTAINERS
DATABASES &
MONITORING
MACHINE LEARNING
& DATA SCIENCE

5. MOBILE NATIVE WEB (?)SERVER
Use Cases

6. EMBARCADOS!

7. MICRO CONTROLADOR (MCU)
VS
SINGLE BOARD COMPUTER (SBC)

8. EMGO - Bare metal Go
Golang infelizmente não tem um bom suporte para micro controladores
github.com/ziutek/emgo
Embedded Rust
O Ecossistema Rust está mais maduro nisso
VS
github.com/rust-embedded

9. VAMOS FOCAR EM LINUX E
SINGLE BOARD COMPUTERS

10. VANTAGENS
FOOTPRINT BAIXO (CPU/MEM)
DEPLOY COM UM ÚNICO BINÁRIO

11. MORE ON: GITHUB.COM/RAKYLL/GO-HARDWARE
PERIPH.IO GOBOT.IO

12. GOBOT.IO
MAIS FÁCIL DE INICIAR
FOCO EM CONECTIVIDADE E NÃO O ACESSO AO HARDWARE

13. FOCO NO ACESSO AO HARDWARE E SUPORTE A MÚLTIPLAS PLACAS
MAIS BAIXO NÍVEL
PERIPH.IO

14. “AMBIENTE DE DESENVOLVIMENTO”
E CROSS COMPILE

15. $ go build main.go

16. $ GOOS=? GOARCH=? go build main.go

17. $ GOOS=? GOARCH=? go build main.go
• GOOS - linux, darwin, windows, android,
dragonfly, freebsd, netbsd, openbsd, plan9,
solaris.
• GOARCH - amd64, 386, arm, arm64, ppc64le, ppc64,
mips64le, mips64, mipsle, mips and s390x.

18. $ GOOS=? GOARCH=? go build main.go
• GOOS - linux
• GOARCH - arm (32-bit ARM), arm64 (64-bit ARM),
mips64le (MIPS 64-bit, little-endian), mips64 (MIPS
64-bit, big-endian), mipsle (MIPS 32-bit, little-
endian), mips (MIPS 32-bit, big-endian).

19. $ GOOS=? GOARCH=? go build main.go
• GOOS - linux
• GOARCH - arm and mips
-ldflags="-s -w"
Quick tip:
to strip debugging info

20. build:
GOOS=linux GOARCH=arm go build -ldflags="-s -w" -o robot-arm main.go
copy:
rsync -P -a robot-arm pi@orangepizero.local:/home/pi/go
$ make build copy

21. PLAQUINHAS, PLAQUINHAS,
PLAQUINHAS

22. Raspberry Pi 3 👑
+ Ecossistema gigante
+ Wifi e Bluetooth embutido
+ Muito material na internet
+ CPU ARMv8 e 1Gb de ram
Orange Pi Zero 🍊
- Documentação ruim
+ Wifi e Bluetooth embutido
+ Muito barato
+ CPU ARMv6 e 512mb de ram
Onion Omega2
+ Low Profile
+ Larga escala
+ Wifi embutido
+ CPU MIPS e 64mb de ram

23. BeagleBone 🐶
Orange Pi Plus 2🍊
Raspberry Pi Zero 👑
Banana Pi M3 🍌

24. COMO É FEITA A COMUNICAÇÃO
COM O HARDWARE ?

25. CPU REGISTERS VS SYSFS

26. @ IOmemory.s
@ Opens the /dev/gpiomem device and maps GPIO memory
@ into program virtual address space.
@ 2017-09-29: Bob Plantz
@ Define my Raspberry Pi
.cpu cortex-a53
.fpu neon-fp-armv8
.syntax unified @ modern syntax
@ Constants for assembler
@ The following are defined in /usr/include/asm-generic/fcntl.h:
@ Note that the values are specified in octal.
.equ O_RDWR,00000002 @ open for read/write
.equ O_DSYNC,00010000 @ synchronize virtual memory
.equ #__O_SYNC,04000000 @ programming changes with
.equ O_SYNC,#__O_SYNC|O_DSYNC @ I/O memory
@ The following are defined in /usr/include/asm-generic/mman-common.h:
.equ PROT_READ,0x1 @ page can be read
.equ PROT_WRITE,0x2 @ page can be written
.equ MAP_SHARED,0x01 @ share changes
@ The following are defined by me:
.equ PERIPH,0x3f000000 @ RPi 2 & 3 peripherals
@ .equ PERIPH,0x20000000 @ RPi zero & 1 peripherals
.equ GPIO_OFFSET,0x200000 @ start of GPIO device
.equ O_FLAGS,O_RDWR|O_SYNC @ open file flags
.equ PROT_RDWR,PROT_READ|PROT_WRITE
.equ NO_PREF,0
.equ PAGE_SIZE,4096 @ Raspbian memory page
.equ FILE_DESCRP_ARG,0 @ file descriptor
.equ DEVICE_ARG,4 @ device address
.equ STACK_ARGS,8 @ sp already 8-byte aligned
@ Constant program data
.section .rodata
.align 2
CPU Register #-> /dev/gpiomem

27. CPU REGISTERS VS SYSFS

28. ____ _ ____
/ #__ ___ (_)#__ ___ / #__ #__ _ ___ ___ ____ _
/ /_/ / _ / / _ / _ / /_/ / ' / -_) _ `/ _ `/
____/_#//_/_/___/_#//_/ ____/_/_/_/#__/_, /_,_/
W H A T W I L L Y O U I N V E N T ? /___/
-----------------------------------------------------
Ω-ware: 0.1.10 b160
-----------------------------------------------------
root@Omega-5D69:~# ls /sys/class/
bdi firmware i2c-dev mem net ppp
scsi_host tty
block gpio input misc pci_bus pwm
sound video4linux
bluetooth hidraw leds mmc_host phy scsi_device
spi_master watchdog
dma i2c-adapter mdio_bus mtd power_supply scsi_disk
spidev
root@Omega-5D69:~# ls /sys/class/gpio/
export gpio11 gpio16 gpio17 gpiochip0 gpiochip32 gpiochip64
unexport
base device/ label ngpio subsystem/ uevent
sysFS

29. root@Omega-5D69:~# echo out > /sys/class/gpio/gpio11/direction
root@Omega-5D69:~# echo 1 > /sys/class/gpio/gpio11/value
root@Omega-5D69:~# echo 0 > /sys/class/gpio/gpio11/value
Blink a LED with sysFS

30. TEM SUPORTE PARA SYSFS E CPU REGISTERS
ESCOLHE A MELHOR IMPLEMENTAÇÃO DISPONÍVEL
PERIPH.IO

31. MÃO NA MASSA

32. VAMOS MONTAR UMA
ESTAÇÃO METEOROLÓGICA
github.com/alvarowolfx/golang-iot-weather-station

33. !33

34. 34
Onion Omega2
BMP280
Sensor de Temperatura
e Pressão
TM1637
Driver display 4 digitos

35. VAMOS PROGRAMAR!

36. INICIALIZAÇÃO

37. GPIO
GENERAL PURPOSE
INPUT/OUTPUT

38. 38
ATENÇÃO!!! CADA PLACA TEM UM ESQUEMA DE NOMES PARA GPIO

39. DIGITAL

40. GPIO - SAÍDA

41. GPIO - LEITURA

42. SENSORES
DIGITAIS E ANALÓGICOS

43. COMUNICAÇÃO SERIAL

44. 44
Comunicação Serial
Padrões mais conhecidos e utilizados
• I2C (Síncrono e padrão Master/Slave) - Tipicamente utilizado por sensores
digitais.
• SPI (Síncrono e alta taxa de transmissão) - Tipicamente usado em Display
gráficos e numéricos.
• UART (Assíncrono) - Tipicamente usado em módulos de Radio, GPS,
Displays LCD, Debug Serial, etc.

45. Sensor de Temperatura e Pressão - BMP280
SPI e I²C

46. I²C - Acesso ao barramento

47. BMxx80 - Acesso ao sensor

48. Display de 4 Digitos - tm1637
Protocolo próprio

49. TM1637 - Mostrando digitos

50. O QUE FAZER COM ISSO ?

51. INFINITAS POSSIBILIDADES COM GOLANG

52. Abstração

53. package http

54. HTTP Server

55. HTTP Server

56. HTTP Server

57. OpenCensus: A Stats Collection and Distributed
Tracing Framework
opencensus.io

58. OpenCensus
Armazenamento e sincronização em tempo real
• Coletar métricas
• Trace da aplicação
• Vendor Agnostic
• Diversas linguagens
• Go, Java, Node, C++, Python, etc
• Diversos Exporters
• Stackdriver, Datadog, Prometheus, Zipkin,
Jaeger

59. Metrics

60. Metrics views

61. Metrics views

62. DEMO TIME
MAY THE DEMO GODS BE WITH US

63. SEGUNDO PROJETO
GOPHER ROBOTIC ARM
github.com/alvarowolfx/golang-voice-iot

65. 65
PCA9685
Module de 16 Canais PWM
Orange Pi Zero 🍊
4x Micro Servo Motores
MeArm
Garra robotica Open Source

66. COMUNICAÇÃO SERIAL

67. PWM - PULSE WIDTH MODULATION

68. 68
PCA9685
Module de 16 Canais PWM
PERIPH.IO
+ = (?)

69. 69

70. YOU CAN PORT AN EXISTING DRIVER
FROM ANOTHER ECOSYSTEM
ARDUINO, ANDROID THINGS, PYTHON

71. INFINITAS POSSIBILIDADES COM GOLANG
[2]

72. Abstrações

73. Goroutines FTW

77. Cloud IoT Core MQTT

78. Move Arm

79. DEMO TIME [2]
MAY THE DEMO GODS BE WITH US - AGAIN

82. PROXIMOS PASSOS

83. 83
Próximos passos
Explorar ainda mais Golang em Ambiente embarcado
• Cgo + cross compile - Ainda não é tão fácil de fazer
• Updates Over the air (OTA) - Atualizar um device apenas com um binário
novo.
• Cenário de Gateway IoT - Alta performance na ponta coletando dados,
armazenando e sincronizando com a nuvem
• IA/ML na ponta - Usar Golang + ML em embarcado na ponta.
• Cameras e Microfones - Também são sensores

84. GOSTEI DE IOT
E AGORA ?

85. Blog posts
Dois tutoriais com arquitetura completa de IoT e Google Cloud

87. ""www.iotforall.com

88. OBRIGADO
Alvaro Viebrantz
aviebrantz.com
@alvaroviebrantz