Conceitos básicos do Infineon OPTIGA Trust X e do XMC4800 IoT Connectivity Kit - FreeRTOS
Visão geralConfiguração do ambiente de desenvolvimentoEstabelecimento de uma conexão serialMonitoramento de mensagens MQTT na nuvemCompilação e execução do projeto de demonstração do FreeRTOS

Conceitos básicos do Infineon OPTIGA Trust X e do XMC4800 IoT Connectivity Kit

Importante

Essa integração de referência está hospedada no repositório Amazon-FreeRTOS, que está preterido. Recomendamos começar aqui ao criar um novo projeto. Se você já tem um projeto FreeRTOS existente baseado no repositório Amazon-FreeRTOS que está preterido, consulte o Guia de migração do repositório Github do Amazon FreeRTOS.

Este tutorial fornece instruções para começar a usar o Infineon OPTIGA Trust X Secure Element e o XMC4800 IoT Connectivity Kit. Em comparação com o tutorial Conceitos básicos do Infineon XMC4800 IoT Connectivity Kit, este guia mostra como fornecer credenciais seguras usando um Infineon OPTIGA Trust X Secure Element.

Você precisa do seguinte hardware:

  1. Host MCU – Kit de conectividade IoT XMC4800 da Infineon, acesse o catálogo do AWS Partner Device para comprar um com o nosso parceiro.

  2. Pacote de extensões de segurança:

    • Secure Element - Infineon OPTIGA Trust X.

      Acesse o catálogo do AWS Partner Device para comprá-los de nosso parceiro.

    • Placa de personalização – Placa de personalização OPTIGA da Infineon.

    • Placa adaptadora – Adaptador MyIoT da Infineon.

Para seguir as etapas aqui, você deve abrir uma conexão serial com a placa para visualizar as informações de registro e depuração. (Uma das etapas exige que você copie uma chave pública da saída de depuração serial da placa e cole-a em um arquivo.) Para fazer isso, será necessário ter um conversor USB/serial de 3.3 V, além do kit de conectividade IoT XMC4800. Sabe-se que o conversor USB/serial JBtek EL-PN-47310126 funciona para essa demonstração. Também são necessários três fios de jumper macho para macho (para recebimento (RX), transmissão (TX) e terra (GND)) para conectar o cabo serial à placa adaptadora MyIoT da Infineon.

Antes de começar, você deve configurar o AWS IoT e seu download do FreeRTOS para conectar seu dispositivo à nuvem da AWS. Para instruções, consulte Opção 2: geração de chaves privadas integradas. Neste tutorial, o caminho para o diretório de download do FreeRTOS é chamado freertos.

Visão geral

Este tutorial contém as seguintes etapas:

  1. Instalar software na máquina host para desenvolver e depurar aplicações incorporadas para a placa do microcontrolador.

  2. Fazer a compilação cruzada de uma aplicação de demonstração do FreeRTOS para uma imagem binária.

  3. Carregar a imagem binária do aplicativo em na placa e executar o aplicativo.

  4. Para fins de monitoramento e depuração, interagir com a aplicação em execução na placa em uma conexão serial.

Configuração do ambiente de desenvolvimento

O FreeRTOS usa o ambiente de desenvolvimento DAVE da Infineon para programar o XMC4800. Antes de começar, faça download e instale o DAVE e alguns drivers J-Link para se comunicar com o depurador na placa.

Instalar o DAVE

  1. Vá para a página de download do software DAVE da Infineon.

  2. Escolha o pacote DAVE para seu sistema operacional e envie suas informações de registro. Após o registro, você receberá um e-mail de confirmação com um link para fazer download de um arquivo .zip.

  3. Faça download do arquivo .zip do pacote DAVE (DAVE_version_os_date.zip) e descompacte-o no local onde você deseja instalar o DAVE (por exemplo, C:\DAVE4).

    nota

    Alguns usuários do Windows relataram problemas usando o Windows Explorer para descompactar o arquivo. Recomendamos que você use um programa de terceiros como o 7-Zip.

  4. Para iniciar o DAVE, execute o arquivo executável encontrado na pasta DAVE_version_os_date.zip descompactado.

Para obter mais informações, consulte o Guia de início rápido do DAVE.

Para se comunicar com o teste de depuração integrado do XMC4800 IoT Connectivity kit, você precisa dos drivers incluídos no pacote de software e documentação J-Link. Você pode fazer download do pacote e documentação J-Link na página de download do software J-Link da Segger.

Estabelecimento de uma conexão serial

Conecte o cabo do conversor USB/serial ao adaptador Infineon Shield2Go. Uma conexão serial permite que sua placa envie informações de registro em log e depuração em um formato que pode ser visualizado na máquina de desenvolvimento. Para configurar uma conexão serial:

  1. Conecte o pino RX ao pino TX do conversor USB/serial.

  2. Conecte o pino TX ao pino RX do conversor USB/serial.

  3. Conecte o pino terra do conversor serial a um dos pinos GND na sua placa. Os dispositivos devem compartilhar um aterramento comum.

A alimentação é fornecida na porta de depuração USB e, portanto, não conecto o pino de tensão positiva do adaptador serial à placa.

nota

Alguns cabos seriais usam um nível de sinalização 5V. A placa XMC4800 e o módulo Wi-Fi Click exigem 3,3 V. Não use o jumper IOREF da placa para alterar os sinais da placa para 5V.

Com o cabo conectado, você pode abrir uma conexão serial em um emulador de terminal como GNU Screen. A taxa de baud é definida como 115200 por padrão com 8 bits de dados, sem paridade e 1 bit de parada.

Monitoramento de mensagens MQTT na nuvem

Antes de executar o projeto de demonstração do FreeRTOS, você pode configurar o cliente MQTT no console do AWS IoT para monitorar as mensagens enviadas pelo dispositivo para a nuvem da AWS.

Para assinar o tópico MQTT com o cliente MQTT do AWS IoT

  1. Faça login no console do AWS IoT.

  2. No painel de navegação, escolha Teste e, em seguida, escolha cliente de teste MQTT para abrir o cliente MQTT.

  3. Em Tópico de inscrição, insira your-thing-name/example/topic e selecione Inscreva-se no tópico.

Quando o projeto de demonstração for executado com êxito em seu dispositivo, você verá "Olá, mundo!". enviado várias vezes para o tópico em que você assinou.

Compilação e execução do projeto de demonstração do FreeRTOS

Importação da demonstração do FreeRTOS para o DAVE

  1. Inicie o DAVE.

  2. No DAVE, escolha File (Arquivo) e depois Import (Importar). Expanda a pasta Infineon escolha DAVE Project (Projeto DAVE) e depois Next (Avançar).

  3. Na janela Import DAVE Projects (Importar projetos do DAVE), escolha Select Root Directory (Selecionar diretório raiz), escolha Browse (Procurar) e, em seguida, escolha o projeto de demonstração do XMC4800.

    No diretório em que você descompactou o download do FreeRTOS, o projeto de demonstração está localizado em projects/infineon/xmc4800_plus_optiga_trust_x/dave4/aws_demos/dave4.

    Verifique se a opção Copy Projects Into Workspace (Copiar projetos para o WorkSpace) está desmarcada.

  4. Escolha Terminar.

    O projeto aws_demos deve ser importado para seu espaço de trabalho e ativado.

  5. No menu Project (Projeto), escolha Build Active Project (Criar projeto ativo).

    Certifique-se de que o projeto seja criado sem erros.

Execução do projeto de demonstração do FreeRTOS

  1. No menu Project (Projeto), escolha Rebuild Active Project (Recriar projeto ativo) para reconstruir aws_demos e garantir que as alterações de configuração sejam selecionadas.

  2. No Project Explorer, clique com o botão direito do mouse em aws_demos, escolha Debug As (Depurar como) e DAVE C/C++ Application (aplicação DAVE C/C++).

  3. Clique duas vezes em GDB SEGGER J-Link Debugging (Depuração de GDB SEGGER J-Link) para criar uma confirmação de depuração. Escolha Debug (Depurar).

  4. Quando o depurador parar no ponto de interrupção em main(), no menu Run (Executar), escolha Resume (Continuar).

Neste ponto, continue com a etapa de extração de chave pública em Opção 2: geração de chaves privadas integradas. Depois que todas as etapas estiverem concluídas, vá para o console do AWS IoT. O cliente MQTT configurado anteriormente deve exibir as mensagens MQTT enviadas pelo seu dispositivo. Por meio da conexão serial do dispositivo, você deve ver algo assim na saída UART:

0 0 [Tmr Svc] Starting key provisioning...
1 1 [Tmr Svc] Write root certificate...
2 4 [Tmr Svc] Write device private key...
3 82 [Tmr Svc] Write device certificate...
4 86 [Tmr Svc] Key provisioning done...
5 291 [Tmr Svc] Wi-Fi module initialized. Connecting to AP...
.6 8046 [Tmr Svc] Wi-Fi Connected to AP. Creating tasks which use network...
7 8058 [Tmr Svc] IP Address acquired [IP Address]
8 8058 [Tmr Svc] Creating MQTT Echo Task...
9 8059 [MQTTEcho] MQTT echo attempting to connect to [MQTT Broker].
...10 23010 [MQTTEcho] MQTT echo connected.
11 23010 [MQTTEcho] MQTT echo test echoing task created.
.12 26011 [MQTTEcho] MQTT Echo demo subscribed to iotdemo/#
13 29012 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 0'
.14 32096 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 0 ACK'
.15 37013 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 1'
16 40080 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 1 ACK'
.17 45014 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 2'
.18 48091 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 2 ACK'
.19 53015 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 3'
.20 56087 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 3 ACK'
.21 61016 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 4'
22 64083 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 4 ACK'
.23 69017 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 5'
.24 72091 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 5 ACK'
.25 77018 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 6'
26 80085 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 6 ACK'
.27 85019 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 7'
.28 88086 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 7 ACK'
.29 93020 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 8'
.30 96088 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 8 ACK'
.31 101021 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 9'
32 104102 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 9 ACK'
.33 109022 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 10'
.34 112047 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 10 ACK'
.35 117023 [MQTTEcho] Echo successfully published 'Hello World 11'
36 120089 [Echoing] Message returned with ACK: 'Hello World 11 ACK'
.37 122068 [MQTTEcho] MQTT echo demo finished.
38 122068 [MQTTEcho] ----Demo finished----

Compilação da demonstração do FreeRTOS com CMake

Esta seção discute o uso do CMake no Windows com MingW como sistema de compilação nativa. Para obter mais informações sobre como usar CMake com outros sistemas operacionais e opções, consulte Uso da CMake com o FreeRTOS. (MinGW é um ambiente de desenvolvimento minimalista para aplicações nativas do Microsoft Windows.)

Se você preferir não usar um IDE para desenvolvimento do FreeRTOS, você pode usar o CMake para compilar e executar as aplicações de demonstração ou aplicações que você tenha desenvolvido usando editores de código e ferramentas de depuração de terceiros.

Como compilar a demonstração do FreeRTOS com CMake

  1. Configure o conjunto de ferramentas GNU Arm Embedded.

    1. Faça download de uma versão do conjunto de ferramentas do Windows na página de download do conjunto de ferramentas Arm Embedded.

      nota

      Devido a um bug relatado no utilitário objcopy, recomendamos que você faça download de uma versão diferente de "8-2018-q4-major".

    2. Abra o instalador da cadeia de ferramentas transferido por download e siga as instruções no assistente.

    3. Na página final do assistente de instalação, selecione Add path to environment variable (Adicionar caminho à variável de ambiente) para adicionar o caminho do conjunto de ferramentas à variável de ambiente do caminho do sistema.

  2. Instale o CMake e MingW.

    Para obter instruções, consulte Pré-requisitos do CMake.

  3. Crie uma pasta para conter os arquivos de compilação gerados (build-folder).

  4. Altere os diretórios para seu diretório de download do (freertos) e use o comando a seguir para gerenciar os arquivos de compilação:

    cmake -DVENDOR=infineon -DBOARD=xmc4800_plus_optiga_trust_x -DCOMPILER=arm-gcc -S . -B build-folder -G "MinGW Makefiles" -DAFR_ENABLE_TESTS=0

  5. Altere os diretórios para o diretório de compilação (build-folder) e use o seguinte comando para compilar o binário:

    cmake --build . --parallel 8

    Esse comando cria o binário de saída aws_demos.hex para o diretório de compilação.

  6. Atualize e execute a imagem com JLINK.

    1. No diretório de compilação (build-folder), use os seguintes comandos para criar um script de atualização:

      echo loadfile aws_demos.hex > flash.jlink
echo r >> flash.jlink
echo g >> flash.jlink
echo q >> flash.jlink

    2. Atualize a imagem usando o executável JLNIK.

      JLINK_PATH\JLink.exe  -device XMC4800-2048 -if SWD -speed auto -CommanderScript flash.jlink

      Os logs de aplicação devem estar visíveis por meio da conexão de série estabelecida com a placa. Continue para a etapa de extração de chave pública em Opção 2: geração de chaves privadas integradas. Depois que todas as etapas estiverem concluídas, vá para o console do AWS IoT. O cliente MQTT configurado anteriormente deve exibir as mensagens MQTT enviadas pelo seu dispositivo.

Solução de problemas

Para obter informações gerais sobre a solução de problemas, consulte Solução de problemas de conceitos básicos.