Spresense SDK チュートリアル

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

シリアルターミナルを開いて、alarm コマンドを実行します。

alarm コマンドと省電力機能を組み合わせて使用する例について紹介します。

Spresense には、Deep Sleep や Cold Sleep モードといった省電力機能が提供されています。 poweroff コマンドを用いてこれらの Sleep 状態に入ることができます。 そして、RTC アラーム機能により、この Sleep 状態から起床することができます

Deep Sleep や Cold Sleep について、詳しくは スリープモード を参照してください。

date コマンドにより、RTC に時刻を設定したり、RTC に設定された現在時刻を表示することができます。

例）RTC に 2019年12月1日23時34分56秒を設定する場合、

date コマンドにより現在時刻を表示します。

RTC は、Deep/Cold Sleep といったスリープ中や reboot コマンドにより再起動した場合でも時刻を保持し続けます。ただし、電源供給がオフされたり、リセットボタンが押された場合は、RTC に設定された時刻はリセットされます。

以下に reboot コマンドによる再起動後も時刻が保持されている例を示します。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

シリアルターミナルを開いて、wdog コマンドを実行します。

本サンプルアプリケーションは、watchdog タイマーの発火に伴いシステムがリブートすることを確認できます。

wdog コマンドを実行した例を以下に示します。 引数無しで動作させたときは、デフォルト値の 2 秒で watchdog タイマー周期を設定します。 5 秒間は 500 msec 周期で watchdog タイマーをクリアし続けます。 その後、watchdog タイマーをクリアしないままタイマーが満了してシステムがリブートします。

CLI 版を使ったビルド手順について書かれていますが、IDE 版でも同様のコンフィグレーションを選択することにより本サンプルアプリケーションをビルドすることができます。

シリアルターミナルを開いて、adc_monitor コマンドを実行します。

例えば、HPADC0 (A4) に対して、10 回分の ADC データ取得を行います。 HPADC0 に対して、ADC データをバッファリングし、その平均値、最小値、最大値を表示します。 ADC データは 16bit の符号付きデータで、範囲は -32767 ～ 32767 です。

ADC のサンプリング周波数は SCU clock mode により選択されたクロックに依存します。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

シリアルターミナルを開いて、pwm コマンドを実行します。

PWM は SCU clock mode により選択されたクロックで動作します。

SCU clock を以下に示します。

PWM 信号の波形は、下図で表されるように SCU clock の PWM_CYCLE カウント数により周期が決まり、 PWM_THRESH カウント数により Low 出力の期間が決定されます。カウント数の上限は 0xffff です。

PWM で設定できる周波数の範囲は、

となり、例えば、SCU clock が RCOSC を選択した場合は、1Hz ～ 約 4MHz までとなります。

デューティー比について、-d で指定された数字から計算上の近似値で Low, High の区間を決定するため、 出力される波形は正確なデューティー比にならず丸め誤差を含むことがあります。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

シリアルターミナルを開いて、gnss コマンドを実行します。

本アプリケーションを実行すると、はじめに /dev/gps ドライバを open() します。

openしたドライバに対して ioctl() を用いて、測定周期の設定や衛星システムの選択を行います。

ioctl() の CXD56_GNSS_IOCTL_START コマンドにより測位を開始します。

測位結果は、read() を用いて読みだすことができます。

本アプリケーションでは 1 秒周期で測位結果を表示します。
位置情報が取得できるまでの間は、"No Positioning Data"と表示されます。

はじめに時刻情報を取得できたら、ターミナル上に UTC 時刻を表示します。
さらに位置情報を取得できたら次のように緯度、経度情報がターミナル上に表示されます。

本アプリケーションは、位置情報を取得してから約200秒後に測位動作を終了します。
ioctl() の CXD56_GNSS_IOCTL_STOP コマンドにより測位を停止した後に、/dev/gps ドライバを close() します。

上空がよく見える屋外など受信環境が良い場合は、約30秒～1分ぐらいで測位ができますが、 受信環境がよくない場合は測位するまでに数分かかる場合があります。

GNSS 機能の詳細は、開発ガイドを参照してください。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

シリアルターミナルを開いて、geofence コマンドを実行します。

本アプリケーションでは、まず現在位置の情報を測位によって取得します。

その現在位置と、そこを起点として東西南北方向にそれぞれ 50 m ずつ離れた場所の計 5 つのリージョンを登録します。

現在位置の測位が完了しリージョンが設定された後に、デバイスを持ち歩いて移動することにより、 特定のリージョンに入った"ENTER"/抜けた"EXIT"/滞在している"DWELL"、といったステータスの情報がログ上に表示されます。

具体的な Geofence 機能の使い方については以下の通りです。

/dev/gps ドライバを open() して測位を行う方法は、 前述した GNSS サンプルアプリケーション を参照してください。

Geofence 機能を使用するためには /dev/geofence ドライバを open() します。

openしたドライバに対して ioctl() を用いて、Dead zone [m] や滞在通知期間 [s] を設定します。

ioctl() の CXD56_GEOFENCE_IOCTL_ADD コマンドにより、リージョンを追加します。

ioctl() の CXD56_GEOFENCE_IOCTL_START コマンドにより、Geofence 動作を開始します。

Geofence イベントを poll() によって待ち受け、read() により情報を取得します。

本アプリケーションは、トータル 10 個のイベント通知がきたら Geofence 動作を終了します。
ioctl() の CXD56_GEOFENCE_IOCTL_STOP コマンドにより停止した後に、/dev/geofence ドライバを close() します。

Geofence 機能の詳細は、開発ガイドを参照してください。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

ホストから送信するコマンドの仕様について説明します。

PC 等のホストから送信されたコマンドを gnss_atcmd アプリケーションが受信し、処理結果をホストに返します。コマンド送信から結果が応答されるまでの期間は、NMEA は出力されません。gnss_atcmd アプリケーションからコマンド完了を示す応答メッセージ (Done または Err ) が返ってくる前に別のコマンドを発行しないようにして下さい。なお、コマンド送信からコマンド応答が返るまでの時間はコマンドの種別およびその時の状態により異なりますが、ワーストケースで約 5 秒かかることがあります。ホストコントローラにてタイムアウトを検出する際は 5 秒にてタイムアウトと判断して下さい。

シリアルターミナルを開いて、gnss_atcmd コマンドを実行します。

audioliteは、よりシンプルにSpreenseのAudio機能と利用するためのC++のライブラリです。 SDKv3.0.0では、既存のAudioが提供する一部機能が未対応になっており、次回以降のバージョンで対応予定です。 なお、排他利用にはなりますが、既存のAudioライブラリも今まで通り利用可能です。

audioliteを用いたサンプルは、以下の3つになります。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。

これらすべてを用意することで、音楽再生が行えます。

この nuttx.spk を実機へロードするとAudio Playerのプログラムが実行されます。

Helloサンプルと同様に、シリアルターミナルを開きます。

builtinされている、 audio_player アプリを実行すると、

というログが表示され、音声が再生されます。

エラーが発生した場合は、オーディオサブシステムのエラーについて を参照してください。

AudioPlayerでは、再生する音声に対してユーザー独自の信号処理を行うことが出来ます。
これを行いたい場合にはコンフィグメニューで [Use Postprocess] を有効にする必要があります。

DSPバイナリ(POSTPROC)のカスタム方法について記載します。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。

この nuttx.spk をSpresenseへロードするとAudio Recorderのプログラムが実行されます。
Helloサンプルと同様に、シリアルターミナルを開きます。

builtinされている、 audio_recorder アプリを実行すると、

というログが表示され、音声が記録されます。

記録された音声はPCで再生することが出来ます。その際にはSDカードルートディレクトリの下の REC/ に音声ファイルがあります。
audio_recorder_main.cxx では、 RECFILE_ROOTPATH で設定していますので必要に応じてアプリケーションコードを変更して下さい。

であればSDカードのルートの下の REC/ に音声ファイルが作られます。

エラーが発生した場合は、オーディオサブシステムのエラーについて を参照してください。

AudioRecorderでは記録する音声に対してユーザー独自の信号処理を行うことが出来ます。
これを行いたい場合にはコンフィグメニューで [Use preprocess] を有効にする必要があります。

DSPバイナリ(PREPROC)のカスタム方法について記載します。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。

ビルドした nuttx.spk を実機へロードするとAudio Recognizerのプログラムが実行されます。

Helloサンプルと同様に、シリアルターミナルを開きます。

builtinされている、 audio_recognizer アプリを実行すると、

というログが表示され、音声認識が開始されます。

認識結果はアプリケーションコード（ audio_recognizer_main.cpp ）中にあるコールバック関数で受け取っています。
受け取るパラメータの構成は音声認識用DSPで決めています。 RecognizerPROC を参照して下さい。
データはMemoryHandleで受信していますので、下記の様に、そのアドレスを参照することでデータを取得することが出来ます。

エラーが発生した場合は、オーディオサブシステムのエラーについて を参照してください。

キャプチャした音声はサンプリング周波数が48kHzまたは192kHz、ビット長が16bitまたは32bitです。
Audio Recognizerではこれに対して、認識ライブラリの入力フォーマットに合わせ前処理を行うことが出来ます。
これを行いたい場合にはコンフィグメニューで [Use preprocess] を有効にする必要があります。

audio_recognizerサンプルではPre処理用(以下 PREPROC )、認識処理用(以下 RCGPROC )の2つのDSPバイナリを使用します。
それらのカスタム方法について説明します。

このサンプルを動作させるには、以下のハードウェアを使う前提となっています。

このサンプルのソースコードは、 examples/camera 以下にあります。

ディレクトリの中のファイル構成は以下のようになります。

camera/

主要なファイル・フォルダの概略は以下のようになります。

CLI 版を使ったビルド手順について書かれていますが、IDE 版でも同様のコンフィグレーションを選択することにより本サンプルアプリケーションをビルドすることができます。

シリアルターミナルを開いて、camera コマンドを実行します。

このサンプルを動作させるには、以下のハードウェアを使う前提となっています。

このサンプルのソースコードは、 examples/multi_webcamera 以下にあります。

ディレクトリの中のファイル構成は以下のようになります。

multi_wabcamera/

主要なファイル・フォルダの概略は以下のようになります。

この節では、ソースコードの動作内容について解説します。

アプリの全体の概要は以下の図のようになります。

このアプリでは、main()、camera_thread()、jpeg_sender()の３つのThreadが協調して動作しています。 次に３つのそれぞれの動作を解説します。

このサンプルコードは、1対1のMotion JPEG over HTTPで送信するモードと、多対1の独自転送プロトコルで送信するモードの２つのモードが存在します。
この節では、1対1のMotion JPEG over HTTPを用いた通信をさせる場合について解説します。
多対1の独自転送プロトコルモードでの通信を行う場合は、 ビルドおよび実行手順（多対1の独自転送プロトコルモード） を参照してください。

続いて多対1の独自プロトコルを用いた場合のビルド方法および実行方法について説明します。
基本的にはMotion JPEG over HTTPとビルド方法は同じです。
ビルド方法の唯一の違いはExampleのConfigメニューにある、"Http MJPEG is used"オプションを無効にすることです。
実機側の使い方についてもほぼ同じで、唯一の違いはWiFiの接続設定をアクセスポイントではなく、ステーションにすることです。
では、ステップごとに説明します。

ここでは、各モードでやりとりされるパケットのフォーマットについて解説します。

Spresenseのnshプロンプトで実行しているコマンドは、起動時に自動的に実行することも出来ます。
詳しくは、 アプリケーションの自動起動方法 を参照してください。

本サンプルアプリケーションは、JPEGファイルをデコードして、YUV4:2:2フォーマットのファイルを生成するアプリケーションになります。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

シリアルターミナルを開いて、jpeg_decode コマンドを実行します。

本サンプルアプリケーションはfilenameで指定されたファイルをデコードして、 デコード元と同じディレクトリにデコード結果を保存します。 デコード結果は、デコード元のファイルの拡張子を.YUVに変更したものになります。

jpeg_decode コマンドを実行してSAMPLE.JPGというJPEGファイルを デコードした例を以下に示します。

また、本サンプルアプリケーションはデコード結果をファイルに保存しますが、
jpeg_decode_main.cに定義されているput_scanline_someplace()関数を編集することで、 LCDに描画するなど、ファイル以外の形式に結果を出力するようにすることもできます。

本サンプルプログラムは、LTE通信機能を用いて、HTTP GETを行うサンプルです。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

シリアルターミナルを開いて、lte_http_get コマンドを実行します。

本サンプルアプリケーションはurlに指定されたファイルをダウンロードしシリアルターミナルに出力します。

lte_http_get コマンドを実行した例を以下に示します。

本サンプルアプリケーションの、wget を wget_post に変更することによりHTTPのPOSTメソッドが使用できます。
以下の例を参考に wget_post の第2引数にPOSTするデータを設定してください。

また、本サンプルアプリケーションはダウンロードしたファイルをシリアルターミナルに出力しますが、
以下の様に app_wget_cb() 関数を一部変更することにより、ファイルに保存することができます。

LTE 機能の詳細は、開発ガイドを参照してください。

本サンプルプログラムは、LTE通信機能を用いて、TLSプロトコルでサーバに接続し、HTTP POSTを行うサンプルです。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

シリアルターミナルを開いて、lte_tls コマンドを実行します。

本サンプルアプリケーションはHTTPのPOSTメソッドを使用して指定されたurlに任意のデータを送信します。

lte_tls コマンドを実行した例を以下に示します。正常にデータを送信できた場合は "HTTP status code = 200" が出力されます。

本サンプルアプリケーションでは、 create_http_post() の関数でPOSTするデータを作成しています。

LTE 機能の詳細は、開発ガイドを参照してください。

本サンプルプログラムは、LTE通信機能を用いて、MQTTブローカに接続し、指定したトピック名に対してパブリッシュまたはサブスクライブするサンプルです。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。

シリアルターミナルを開いて、lte_mqtt コマンドを実行します。

LTE 機能の詳細は、開発ガイドを参照してください。

本サンプルプログラムは、LTEによる通信機能と WakaamaのLwM2Mライブラリ を用いて、 Leshan などのLwM2Mサーバに接続し、Spresenseデバイスの管理を行うサンプルです。Spresense GNSS機能により取得されたデバイスの位置情報をサーバー経由で取得することができます。

ここではコマンドラインによるビルド手順を示します。
IDE を使用してビルドする場合、以下に示すコンフィグレーション情報を参考にしてください。