開發板架設與工具鏈

韌體工程師的前置工作：把開發板架起來、裝好工具鏈、寫第一支程式

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給韌體工程師：jetson-orin-nano-sensor-isp-zh-tw 是 Linux 開發板，但在碰感測器之前，你得先完成「板子架設 → 工具鏈 → 第一支程式」這條前置線。本頁是Jetson Orin Nano特有的完整流程——每步給指令與驗證方式。

0. 前置流程總覽

燒錄 OS→首次開機/網路→啟用 SSH/I2C→裝工具鏈→驗證環境→第一支 C 程式

1. 作業系統與首次開機

NVIDIA JetPack（Ubuntu base，L4T）。映像選擇與燒錄方式見「開發者環境」頁（Windows/macOS/Linux 皆有）。

項目本平台
映像JetPack SDK Manager 燒錄 eMMC/SD
預設使用者nvidia（首次開機設定）
首次開機接螢幕完成首次設定；之後 SSH
更新sudo apt update && sudo apt upgrade -y

2. 啟用必要介面（SSH / I2C / SPI / Serial）

啟用與驗證
相機由 DTB overlay 管理；sudo /opt/nvidia/jetson-io/config-by-pinmux.py 等

感測器經 CSI/GMSL；GMSL 需先打通 deserializer 再談 I2C。

3. 安裝工具鏈（韌體必備）

安裝
sudo apt update && sudo apt install -y build-essential cmake git \
    i2c-tools v4l-utils python3-pip
工具用途
build-essentialgcc / make，編譯 C
cmake專案建置系統
git版本控制
i2c-toolsi2cdetect / i2ctransfer
v4l-utilsv4l2-ctl / media-ctl
python3-pipPython 工具

4. 驗證環境就緒

五秒驗證
sudo i2cdetect -y     # 依 DTB；GMSL 先確認 serdes lock
通過標準：工具鏈裝好、i2cdetect 看得到感測器位址 → 前置完成，可進單元 3。

5. 第一支 C 程式：讀感測器 ID（韌體核心）

韌體工程師的核心技能——用 userspace I2C 直接跟感測器溝通。以下是讀 OV 感測器 ID 的最小程式：

read_sensor_id.c
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

/* 用 userspace I2C 讀感測器 ID（16-bit register，big-endian） */
int main(int argc, char **argv) {
    int bus  = (argc > 1) ? atoi(argv[1]) : 0;
    int addr = 0x36;                       /* OV9281/OV5640 7-bit 位址 */
    char path[32]; snprintf(path, sizeof(path), "/dev/i2c-%d", bus);
    int fd = open(path, O_RDWR);
    if (fd < 0) { perror("open /dev/i2c"); return 1; }
    if (ioctl(fd, I2C_SLAVE, addr) < 0) { perror("I2C_SLAVE"); return 1; }

    uint8_t reg[2] = {0x30, 0x0A};            /* ID 高位 register */
    if (write(fd, reg, 2) != 2) { perror("write"); return 1; }
    uint8_t hi = 0, lo = 0;
    if (read(fd, &hi, 1) != 1) { perror("read"); return 1; }

    reg[1] = 0x0B;                            /* ID 低位 register */
    if (write(fd, reg, 2) != 2) return 1;
    if (read(fd, &lo, 1) != 1) return 1;

    printf("Sensor ID: 0x%02X%02X\n", hi, lo);
    close(fd);
    return 0;
}
編譯與執行
gcc -o read_sensor_id read_sensor_id.c && sudo ./read_sensor_id 0

6. 交叉編譯與遠端建置

交叉編譯範例
sudo apt install -y gcc-aarch64-linux-gnu
aarch64-linux-gnu-gcc -o read_sensor_id read_sensor_id.c
scp read_sensor_id nvidia（首次開機設定）@IP:/home/nvidia（首次開機設定）/

7. 從原始碼建置（進階）

感測器驅動在 JetPack BSP 內（tegracam 架構）；改動需重編 L4T kernel。

8. 常用除錯工具

工具用途
dmesg內核訊息（probe/CSI 錯誤）
strace追蹤 syscall（I2C 讀寫行為）
i2cdumpdump 感測器 register
perf效能分析
看完這頁你應該能說出：
  • 本平台的 OS 映像、使用者與首次開機流程。
  • 啟用 SSH/I2C 的方式與 I2C 匯流排編號。
  • 韌體必備工具鏈清單。
  • 用 userspace C 程式讀感測器 register。
  • 直接編譯 vs 交叉編譯的取捨。

延伸閱讀