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2013年 12月 31日

Raspberry Pi の GPIO でシリアル通信

tech raspberrypi | 11年前 |

GPIO に UART があるけど、デフォルトではシリアルコンソールとして使うことが想定されていて、カーネルメッセージとかが流れる。これを無効にして、普通のシリアルポートとして使う。

/etc/inittab を書きかえる。ttyAMA0 の行をコメントアウトする

#Spawn a getty on Raspberry Pi serial line
T0:23:respawn:/sbin/getty -L ttyAMA0 115200 vt100

/boot/cmdline.txt を書きかえる。デフォルトだと以下のようになっているので

dwc_otg.lpm_enable=0 console=ttyAMA0,115200 kgdboc=ttyAMA0,115200 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

console=ttyAMA0,115200 を削除 (シリアルコンソールのオプション)
kgdboc=ttyAMA0,115200 を削除 (カーネルデバッグ用のオプション ref. kgdboc

して以下のように

dwc_otg.lpm_enable=0 console=tty1 root=/dev/mmcblk0p2 rootfstype=ext4 elevator=deadline rootwait

で reboot すると普通にユーザレベルで自由に使えるようになる。

3.3V なので、RS-232C レベルにするなら 3.3V でも使えるドライバICを使う必要がある。ICL3232 だと100円ぐらい。

回路

FET らへんは GPIO 25 (22pin) をオンにしているときだけスイッチを入れるための仕組みなので RS-232C のためには必須ではない (GND を普通に繋ぐだけ)

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YAPC::Asia で「ウェブエンジニアのローレベルプログラミング」という発表をしました
ちょっと時間に対して話したいことが多すぎて、各分野での掘り下げが足りなかったとは思いますが、一通り下のほうまで盛りこみました。電子工学につ… 10年前

Linux 上の LL で I2C する (Ruby)

tech i2c raspberrypi ruby | 11年前 |

なんとなく i2c-dev.h とかで定義されているAPIを呼ばないと使えないのかなあと思っていたけど、デバイスファイルの読み書きと ioctl だけで普通に使うことができた。

書きこみ

/dev/i2c-1 とかを rw+ で open
ioctl で I2C_SLAVE コマンドを使ってスレーブアドレスを指定する
write する

I2C 的には START -> SLAVE + W -> DATA送信 -> STOP が行われる。

読みこみ

/dev/i2c-1 とかを rw+ で open
ioctl で I2C_SLAVE コマンドを使ってスレーブアドレスを指定する
読みこみたいアドレスを write する
read す

I2C 的には START -> SLAVE + W -> DATA送信 -> ReSTART -> SLAVE + R -> DATA受信 -> STOP が行われる。

たぶん一度 write/read するたびに Repeated Start が送られるのかな。

Ruby での例

Ruby でやる場合以下のような感じでいけた。デバイスによってはうまくいかないかもしれない。

class I2CDevice
	# ioctl command
	# Ref. https://www.kernel.org/pub/linux/kernel/people/marcelo/linux-2.4/include/linux/i2c.h
	I2C_SLAVE       = 0x0703

	attr_accessor :address

	def initialize(address)
		@address = address
	end

	def i2cget(address)
		i2c = File.open("/dev/i2c-1", "r+")
		i2c.ioctl(I2C_SLAVE, @address)
		i2c.write(address.chr)
		ret = i2c.read(1).ord
		i2c.close
		ret
	end

	def i2cset(*data)
		i2c = File.open("/dev/i2c-1", "r+")
		i2c.ioctl(I2C_SLAVE, @address)
		i2c.write(data.pack("C*"))
		i2c.close
	end
end

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ちょっと時間に対して話したいことが多すぎて、各分野での掘り下げが足りなかったとは思いますが、一通り下のほうまで盛りこみました。電子工学につ… 10年前

SPDY とか新しいプロトコルがよくわからないので簡単にまとめた

tech http | 11年前 |

HTTP 0.9

RFC (rfc:1945) は1996年 (HTTP 1.0と同じRFCで説明されてる)

最初の HTTP。GET メソッドしかなかった。レスポンスヘッダもない (ボディーだけ)。

HTTP 1.0

RFC (rfc:1945) は1996年

メソッドに GET POST HEAD が追加された
ヘッダが追加された

HTTP 1.1

RFC (rfc:2068 → rfc2616) は1997年

HTTP 1.0 に Keep Alive とかを追加したやつ。

バーチャルホストに対応 (Host ヘッダが必須に)
Keep Alive が可能
- 1つのTCPセッションで複数のファイルのやりとりができる
リクエストパイプラインが可能
- リクエストを複数個レスポンスを待たずに送ることができる
- サーバ側で対応が必要なのであまり有効活用されてない

HTTPS

RFC (rfc:2817, rfc:2818) は2000年

HTTP 1.0 または 1.1 を TLS (暗号化層) にのっけたもの (暗号化通信)

(SSL は TLS の元になったプロトコルの名前)

WebSocket

RFC (rfc:6455) は2011年。HTTP を拡張したもの、と言っていいか微妙だけど、HTTP でセッションを初期化して 101 Switching Protocols で専用プロトコルに切り替わる関連技術的なもの。

ブラウザでソケットのようにサーバと自由に送受信ができるようにするのが目的
サーバプッシュが可能
普通 JS と一緒に使う

SPDY

Google が作ったプロトコル。現在は SPDY Protocol - Draft 3.1 が最新。

レンテンシを低くするのが目的
HTTPS のように TLS (暗号化層) にのっかってるので、常に暗号化通信
HTTP は SPDY プロトコル上にのっかる感じに
サーバープッシュが可能
サーバーヒント
- 予め必要そうなファイルをサーバから送りつけることができる

HTTP 2.0

SPDY を元に提唱されてる新しい HTTP のバージョン。SPDY を HTTP 2.0 として標準化しよう、って感じかな。現状では SPDY と一緒。

QUIC

Google が作ってるあたらしいプロトコル。上記までのような HTTP の互換レイヤーの話ではなく、その下のレイヤーのプロトコル。

レンテンシを低くするのが目的
TCP の代替

技術の発展とともに TCP がネックになることが増えてきたので、UDP を使って TCP+TLS レイヤーを実装しなおすという感じ。

わからないところ

未来における WebSocket の立ち位置がよくわからない。HTTP 2.0 になったとして (SPDY 実装はすすんでいるし、たぶんなるだろう)、WebSocket はどうなるだろう。HTTP 2.0 上で WebSocket を使うのか、あるいは HTTP 2.0 のセッションを JS からコントロールできるような API が整備されるのか。

Raspberry Pi の GPIO でシリアル通信

回路

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HTTP 1.0

HTTP 1.1

HTTPS

WebSocket

SPDY

HTTP 2.0

QUIC

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