Système embarqué TCP/IP
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Révision datée du 12 avril 2011 à 17:28 par Byanou-t (discussion | contributions) (→Partie Informatique)
Présentation
Le but de ce projet est principalement de réaliser un système embarqué TCP/IP, qui pourrait représenter grâce aux LEDs ou à des moulins à vent la charge sur les différents commutateurs de l'école, décrivant ainsi l'activité de ces derniers.
Préparation du projet
Matériel requis
- microcontroleur [Arduino Duemilanove] (disponible) ;
- LEDs multicolores (disponibles) ;
- moulins à vent avec moteur à courant continu : nous augmenterons la tension d'alimentation des moteurs proportionnellement à l'occupation des switch ;
- câbles ;
- plateforme Altium ;
- un module ELZ50 [1] (commande en cours).
Commentaires des encadrants sur le matériel
Préciser le dispositif "moulin à vent". En particulier, ils doivent être motorisés (comment ?). Vous devez aussi vous préoccuper de la commande des moteurs, ce qui impactera l'architecture à implémenter sous Altium.
Avancement du projet
Objectifs suggérés par les encadrants
- Ecrire un programme avec les fichiers fournis permettant dans un premier temps de créer une machine virtuelle répondant à la commande ping :
- nettoyer les fichiers fournis pour enlever toute référence aux sockets Unix ou Internet ; FAIT
- réaliser des fonctions de lecture et d'écriture pour une interface TAP ; FAIT
- écrire une procedure main réalisant les actions suivantes :
- initialisation d'une variables de pile TCP/IP (type netstack) ; FAIT
- création d'une interface de type TAP avec les fichiers libtap.c et libtab.h fournis ; FAIT
- écriture d'un "pilote" pour cette interface (c'est à dire remplissage d'une structure avec le descripteur lié à l'interface et les fonctions de lecture et d'écriture sur l'interface TAP) ;
- ajout d'une interface réseau et d'une adresse IP à cette pile (par exemple 192.168.0.100/24) ; FAIT
- démarrage de la fonction de gestion de la pile (stackOn). FAIT
- Test de votre programme; lancement du programme, ajout d'une adresse IP (par exemple 192.168.0.200/24) sur l'interface tap0 créée par le programme, test de réponse de la pile par la commande ping (par exemple sur l'adresse 192.168.0.100). FAIT
Objectifs suggérés pas les élèves (les encadrants y ont droit de modification)
Partie Informatique
- Faire du profiling d'utilisation d'espace mémoire afin de voir de quelle taille il faudrait réduire le programme pour qu'il soit portable sur un arduino FAIT
- Tester une ou deux fonctions sur l'arduino pour savoir qu'est-ce-qu'il faut changer dans le code FAIT
- Inclure les fichiers en-tête de la librairie stack FAIT
- Créer un fichier de compilation, makefile propre à l'arduino FAIT
- Répartir l'analyse des différentes couches des trames
- Reception d'un paquet Ethernet sur l'arduino FAIT
- Reception d'un paquet ARP: fonction programmee
- Reception d'un paquet IP: fonction programmee
- Reception d'un paquet ICMP: fonction pragrammee
- Tests fonctions: FAIT
- Programmer une fontion avec une variable locale pour le paquet (trames ethernet contenant toutes les couches) FAIT
- Supprimer les tableaux de paquets et utiliser plutôt des pointeurs FAIT
- Augmenter la table ARP FAIT
- Faire la reception et le renvoi d'une trame ethernet en test FAIT
- Communication par liaison série
- Modifier les fonctions pour recevoir et envoyer des paquets par liaison serie FAIT
- Allumer une led lorsqu'on reçoit un paquet
- Eteindre la led lorsque le paquet reponse est envoyé
- Instancier une variable globale "echo" pour gerer la led multicolore et le buzzer
- Créer une fonction de renvoi des paquets Ethernet reçus qui contiendra une variable Packet dans laquelle seront stockés les en-têtes dudit paquet pour l'optimisation d'espace mémoire à l’exécution du programme sur l'arduino
Partie Électronique
- Concevoir le module d'émission/réception de la plate-forme altium vers l'arduino des trames Ethernet.
Note : Dans un premier temps, les tests sont fait avec un petit exécutable développé pour récupérer et envoyer des octets avec un adaptateur USB-Série sur un ordinateur. Dans un second temps, il faudra adapter ce code C pour faire deux fonctions intégrées à l'Arduino.
- Architecture matérielle FAIT
- Émission seule FAIT
- Récupération d'un paquet Ethernet FAIT
- Émission du paquet sur la liaison série FAIT
- Réception seule
- Récupération d'un paquet Ethernet en série FAIT
- Émission de la requête sur la liaison Ethernet FAIT
- E/R simultanés
- Processus Multithreadé FAIT
- Éventuellement : Gestion de la ressource avec un sémaphore
- Réception sur l'Arduino
- Portage du code C de réception sur l'Arduino
- Gestion de la simultanéité E/R
- Concevoir le module de réception des commandes actionneur de l'arduino
Difficultés rencontrées
- Partie Informatique
- Comprendre le code fourni et savoir se servir des fonctions
- Comprendre la syntaxe d'un makefile et maîtriser la compilation modulaire sur l'arduino
- Partie Électronique
- Conception de l'architecture matérielle avec un buffer associé à la liaison Ethernet
- Décomposition de la taille du paquet Ethernet (short int = 2 octets) en deux paquets d'un octet chacun, et récupération des deux premiers paquets sur l'arduino pour reconstruire la taille du paquet.