UP Board 串口使用心得

前言

原创文章，转载引用务必注明链接。

本文使用Markdown写成，为获得更好的阅读体验和正常的图片、链接，请访问我的博客：

http://www.cnblogs.com/sjqlwy/p/up_serial.html

UP Board 关于如何使用串口资源的官方介绍仅有Serial console和Pinout维基页面，后者提供了树莓派40Pin串口通信的示例。整体而言所述较少，官方论坛有零星提及（一、二），所以本文在我个人使用基础上写成，分享给大家，希望能有所帮助。

本文以ubilinux 3系统为例。

UP 板的串口资源

UP默认有两个串口UART0和UART1可供使用，此外USB 3.0 OTG接口可虚拟出一个串口使用。串口常用的有串口通讯（连接其他模块、开发板）和串口终端（Serial Console，可以登录系统）

10-pin 接口 CN7 (UART0)

使用官方的CN7转接器可以获得额外的串口和两个USB2.0接口，只有该串口可以设置BIOS（开机按ESC）。设备为/dev/ttyS0 。

【CN7转接器】购买链接，售价9.99刀（不含税不包邮）。另外私以为官方店卖的东西售价略高（老外钱好赚么。。。），另外国内研扬科技也开了官方天猫店，希望尽快能上架相关配件，最好有点优惠或者符合我国消费水平的定价。

将转接器连接到UP板之后，可以在ubilinux里通过minicom、picocom等工具来访问，或在Windows主机下使用putty、Xshell访问。

设置参数如下：

• 波特率(Baud Rate): 115200
• 数据位(Data Bits): 8
• 停止位(Stop Bits): 1
• 检校位(Parity): None|无
• 硬件流控(Hardware flow control): None|无

关于硬件流控(CTS/RTS)的更多信息可以看这里

接线如下（官方以FTDI Table为例）：

根据官方转接器文档和FTDI Cable线的定义可知：黑色为GND，红色为RX，白色为TX。需要公对公杜邦线连接。

该串口可以设置BIOS和调试系统（Serial Console）。另外安装ubilinux时也支持Install (serial console)安装模式（有屏幕有键盘，为啥还要这个。。。）安装完ubilinux后，UART0可以用来登录系统，UART1用来进行串口通信。

由于我没有CN7转接器，无法进一步测试。但是觉得这样的设计不甚合理。没有显示器的情况下根本无法操作UP，这个可能和其设计理念有关。

40-pin GPIO header (UART1)

该串口无法访问设置BIOS（可能因为UART0是Intel Atom Z8350引出的，，UART1是Max V引出的？）。设备名/dev/ttyS1，为了兼容树莓派，别名/dev/ttyAMA0接线方式参考树莓派引脚顺序即可，前文有过阐述，因为该串口默认不是作为Serial Console的，所以当时并没有显示登录调试信息。我们下面会对该端口进行演示。

USB3.0 OTG 虚拟串口

该串口无法访问设置BIOS（使用USB Gadget 驱动虚拟出来的，系统启动后才会加载该驱动）。

需要在BIOS里面将USB3.0 OTG接口从host模式设置为Device模式：

Chipset > South Bridge > Default DRD Config: DeviceMode 

Chipset > South Bridge > USB OTG Support: PCI mode

另外要在ubilinux里面加载USB Gadget驱动：

• sudo modprobe g_serial
• sudo systemctl start getty@ttyGS0

此时使用Usb 3.0 Type-A转micro Type-B线连接到电脑上即可访问该串口（是不是和Intel Edison很像~）

关于USB Gadget的更多信息请访问我之前写的文章《使用Wyliodrin在 Intel Edison 上轻松远程开发》。文末有提到相关信息。通过USB Gadget驱动可以实现虚拟网卡、虚拟串口、存储设备的功能，有待我们进一步开发。

UART1功能演示

串口通信

根据官方40Pin的介绍，我们一起来看看UART1的串口通信功能。PS：串口通信和串口终端功能是互斥的，无法同时使用。

使用的设备包括：

1. 串口调试模块（USB2TTL为例）。手头有三款：CMSIS-DAP CDC虚拟串口、FTDI Table、CH340G
2. 杜邦线

正常安装完相关驱动，使用杜邦线与UP板的6/8/10引脚分别连接，我们需要选用一款Windows下的图形界面串口调试工具。这里找到三个（有更好的选择可以推荐给我，不胜感激。当然你也可以去github上找找或者自己编写）：

• 友善串口调试助手——http://www.darkwood.biz/ 共享软件，试用30天，售价19.98元，很不错。
• common——https://github.com/movsb/common 免费开源，但是没能识别虚拟串口，不支持TCP/UDP调试，不支持硬件流控，由于作者毕业，开发停滞，此外功能不完善且存在BUG。
• Realterm——https://realterm.sourceforge.io/ 免费软件，功能强大，界面极丑

从UP板输出信息到UART1

将UART1配置为Raw Data传输，无流控，波特率115200：

stty -F /dev/ttyS1 115200 raw -echo -echoe -echok -crtscts

向主机发送一个字符串：

echo "Hello World from UP Board" > /dev/ttyS1

这时我们就可以在Windows主机这里接收到UP板发送的信息了。

从主机发送信息到UP板UART1

UP板监听UART1：

cat /dev/ttyS1

从Windows主机发送信息和UP板收到信息：

遇到错误？

1. 排除接线是否正确

2. 排除USB2TTL模块是否故障

   使用金属短接TX、RX，然后发送数据看看是否能接收。

UP板通过UART1与其他开发板、串口模块通信

图文待补充。表示昨天刚上完24小时，明早要开始上个36小时。。。太累了。

串口终端(Serial Console)

UP Board默认使用UART0才能进行串口登录，而一般大家手中都不会有官方的那种CN7转接器需要额外购买（官方計劃通~），那么我们能否通过设置让UART0可以进行串口登录呢？

相信使用过树莓派的都了解过如何使用串口登录，比如树莓派实验室的这篇文章，其主要是通过修改/boot/cmdline.txt文件来实现的。那么对于UP Board，应该怎么办？这里我们又找到了万能的ArchWiki Working with the serial console 。UP Board使用GRUB2引导+systemd控制系统启动，设置UART1串口登录方法如下：

修改/etc/default/grub文件(nano或vim等,将ttyS0改为ttyS1)：

GRUB_CMDLINE_LINUX_DEFAULT="console=tty0 console=ttyS1,115200n8"

并增加以下信息：

## Serial console
GRUB_TERMINAL=serial
GRUB_SERIAL_COMMAND="serial --speed=115200 --unit=0 --word=8 --parity=no --stop=1"

重新生成grub.cfg文件：

grub-mkconfig -o /boot/grub/grub.cfg

重启之后即可以通过UART1登录系统啦。

后记

UP板的GPIO接口使用3.3v电平，一般的Arduino使用5v电平，需要注意。另外可以看到3个可用的串口中，只有UART0具有完整的调试功能，而该接口需要额外购买并不常见的转接器，官方没有像Beaglebone Black那种引出专门的接口原因不得而知，或者为了卖转接器，或者为了控制体积——毕竟Intel也说，在这么小的体积上做出一个采用Atom的小电脑很厉害。

写了很多关于UP基础的东西，而且尽量黑箱测试，以多发现UP板的问题，也因此走了不少弯路。由于UP社区建立不久，相关文档比较匮乏，在我看来，爱板网的这次试用应把大多数精力集中在UP特色与特殊之处，而高级的通用的应用可以放在后面写，毕竟有些东西在多个平台都适用，甚至直接一键脚本就可以了。