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@kitazaki(Ayachika Kitazaki)inIoTLT

Jetson Nano / Xavier NX の GPIO (Digital I/O、PWM、I2C、I2S、SPI) 動作確認

Last updated at Posted at 2020-05-31

はじめに

Jetson Xavier NX 開発ボードの拡張コネクタピンレイアウトを確認できたので、実際に動作確認してみました。
https://qiita.com/kitazaki/items/961c80c7e497f6a2f4d9

環境

  • Jetson Xavier NX

    • NVMe SSD 128GB
    • JetPack4.4 DP(Developer Preview) (r32.4.2)

  • Jetson Nano

    • JetPack4.3 (r32.3.1)

Jetson-IO

JetPack 4.3 (r32.3.1) で追加された Jetson-IO tool を使用して I2S (aud_mclk、i2s5)、PWM (pwm1、pwm8)、SPI (spi1) を有効にします。
https://qiita.com/kitazaki/items/a445994f1f46a1b15f78
最初の実行でエラーになる問題は JetPack4.4 DP (r32.4.2) では解消されていました。(ワークアラウンドは不要)
https://qiita.com/kitazaki/items/34505828019c102b8701

(変更前)
変更前.png

(設定追加)
設定.png

(変更後)
変更後.png

Jetson-GPIO

NVIDIA が公開している Jetson.GPIO Python library について動作確認します。
書籍「Jetson Nano 超入門」の Part 8-2、8-3 と同様です。

デジタル入出力と LED 制御

すべての動作確認 OK でした。

  • simple_input.py
  • simple_out.py
  • button_led.py
  • button_event.py
  • button_interrupt.py

PWM

  • simple_pwm.py

PWM はピン設定 (ピン番: 32 と 33) とサーボモーターの仕様に合わせて Duty 比を変更する必要があります。

https://qiita.com/kitazaki/items/9db6b0679eee5f768b3e

I2C

書籍「Jetson Nano 超入門」の Part 8-4 と同様です。
I2C Bus 番号、ソースコードを修正して動作確認 OK でした。
差分情報を記載します。

I2C Bus 番号の変更

$ sudo i2cdetect -r -y 1
↓
$ sudo i2cdetect -r -y 8

Python ライブラリのインストール

OLED、BME280 の動作確認に Python ライブラリをインストールする必要があります。

$ git clone https://github.com/Seeed-Studio/grove.py
$ cd grove.py
$ sudo apt install python-pip
$ sudo pip install .
$ sudo pip install smbus

ソースコードの修正

I2C Bus 番号の変更に伴ってソースコードの修正が必要です。

grove_oled_display_128x64.py
    def __init__(self, bus=None, address=0x3C):
↓
    def __init__(self, bus=8, address=0x3C):
bme280.py
bus = smbus.SMBus(1) # Rev 2 Pi, Pi 2 & Pi 3 uses bus 1
↓
bus = smbus.SMBus(8) # Rev 2 Pi, Pi 2 & Pi 3 uses bus 1
bme280_oled.py
    def __init__(self, bus=None, address=0x3C):
↓
    def __init__(self, bus=8, address=0x3C):
~/.local/lib/python3.6/site-packages/Adafruit_GPIO/I2C.py
   return Device(address, 1, i2c_interface, **kwargs)
↓
   return Device(address, 8, i2c_interface, **kwargs)

I2S

認識されるデバイス名が異なるだけで動作確認 OK でした。
https://qiita.com/kitazaki/items/9c976bd7aa13ec204a0e

$ aplay -l
**** List of PLAYBACK Hardware Devices ****
card 0: tegrahdagalent1 [tegra-hda-galen-t194], device 3: HDMI 0 [HDMI 0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: tegrahdagalent1 [tegra-hda-galen-t194], device 7: HDMI 0 [HDMI 0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: tegrahdagalent1 [tegra-hda-galen-t194], device 8: HDMI 0 [HDMI 0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 0: tegrahdagalent1 [tegra-hda-galen-t194], device 9: HDMI 0 [HDMI 0]
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 0: ADMAIF1 CIF ADMAIF1-0 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 1: ADMAIF2 CIF ADMAIF2-1 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 2: ADMAIF3 CIF ADMAIF3-2 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 3: ADMAIF4 CIF ADMAIF4-3 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 4: ADMAIF5 CIF ADMAIF5-4 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 5: ADMAIF6 CIF ADMAIF6-5 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 6: ADMAIF7 CIF ADMAIF7-6 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 7: ADMAIF8 CIF ADMAIF8-7 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 8: ADMAIF9 CIF ADMAIF9-8 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 9: ADMAIF10 CIF ADMAIF10-9 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 10: ADMAIF11 CIF ADMAIF11-10 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 11: ADMAIF12 CIF ADMAIF12-11 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 12: ADMAIF13 CIF ADMAIF13-12 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 13: ADMAIF14 CIF ADMAIF14-13 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 14: ADMAIF15 CIF ADMAIF15-14 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 15: ADMAIF16 CIF ADMAIF16-15 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 16: ADMAIF17 CIF ADMAIF17-16 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 17: ADMAIF18 CIF ADMAIF18-17 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 18: ADMAIF19 CIF ADMAIF19-18 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0
card 1: jetsonxaviernxa [jetson-xaviernx-ape], device 19: ADMAIF20 CIF ADMAIF20-19 []
  Subdevices: 1/1
  Subdevice #0: subdevice #0

認識されたデバイス名 jetsonxaviernxa を指定する。

$ aplay -D plughw:CARD=jetsonxaviernxa,DEV=0 fanfare.wav

SPI

動作確認に使用したデバイスは以下のとおりです。

  • OLED 128x 64 SSD1306 (SPI 接続用)
  • 1.8' SPI 128x160 ST7735
  • 1.3' 240*240 IPS ST7789 (CS ピン無し)

OLED 128x 64 SSD1306

1.8' SPI 128x160 ST7735 (表 / 裏)

1.3' 240*240 IPS ST7789

Raspberry Pi 3B+ では全て問題なく動作しましたが、Jetson Nano、Xavier NX では動作しないデバイスもありました。(使用したライブラリでは動作しませんでした)

OLED 128x 64 SSD1306 1.8' SPI 128x160 ST7735 1.3' 240*240 IPS ST7789
Raspberry Pi 3B+ OK OK OK
Jetson Nano NG OK OK
Xavier NX NG OK NG

接続方法

OLED 128x 64 SSD1306

OLED 128x 64 SSD1306 Nano / Xavier NX ピン番号
GND 6 (GND)
VCC 1 (3.3V)
D0 (SCK) 23 (SCK)
D1 (SDI) 19 (MOSI)
RES 18 (GPIO 24)
DC 22 (GPIO 25)
CS 24 (CS0)

1.8' SPI 128x160 ST7735

1.8' SPI 128x160 ST7735 Nano / Xavier NX ピン番号
1-RES 18 (GPIO 24)
2-CS 24 (CS0)
3-D/C 22 (GPIO 25)
4-DIN 19 (MOSI)
5-CLK 23 (SCK)
6-VCC 2 (5V)
7-BL 2 (5V)
8-GND 6 (GND)

1.3' 240*240 IPS ST7789

1.3' 240*240 IPS ST7789 Nano / Xavier NX ピン番号
GND 6 (GND)
VCC 1 (3.3V)
SCL (SPI clock line) 23 (SCK)
SDA (SPI data line) 19 (MOSI)
RES 18 (GPIO 24)
DC 22 (GPIO 25)
BLK (Backlight LED Kathode) 13 (GPIO 27)

Python ライブラリとソースコード

Raspberry Pi 3B+

raspi-config コマンドで SPI を有効化 (有効にして再起動) します。

$ sudo raspi-config

SSD1306 (Adafruit_Python_SSD1306) ライブラリをインストールします。

$ git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_Python_SSD1306.git
$ cd Adafruit_Python_SSD1306
$ sudo python3 setup.py install

サンプルプログラムを修正して実行します。
(shapes.py を例に説明しますが、他の animate.py、image.py、stats.py も同様です。)

$ cd examples
$ vi shapes.py
$ sudo python3 shapes.py
shapes.py
DC = 23
↓
DC = 25

disp = Adafruit_SSD1306.SSD1306_128_32(rst=RST)
↓
#disp = Adafruit_SSD1306.SSD1306_128_32(rst=RST)

# disp = Adafruit_SSD1306.SSD1306_128_64(rst=RST, dc=DC, spi=SPI.SpiDev(SPI_PORT, SPI_DEVICE, max_speed_hz=8000000))
↓
disp = Adafruit_SSD1306.SSD1306_128_64(rst=RST, dc=DC, spi=SPI.SpiDev(SPI_PORT, SPI_DEVICE, max_speed_hz=8000000))

他のプログラム (Luma.OLED) も正常に動作しました。

$ git clone https://github.com/rm-hull/luma.examples.git
$ cd luma.examples
$ sudo python3 3d_box.py -i spi --gpio-data-command 25 --gpio-reset 24

Jetson Nano

ST7735 (adafruit-circuitpython-rgb-display) ライブラリをインストールします。

$ sudo apt-get install python3-pip python3-pil
$ pip3 install adafruit-blinka
$ pip3 install adafruit-circuitpython-busdevice
$ pip3 install adafruit-circuitpython-rgb-display

サンプルプログラムを修正して実行します。

$ git clone https://github.com/adafruit/Adafruit_CircuitPython_RGB_Display
$ cd Adafruit_CircuitPython_RGB_Display/examples
$ vi rgb_display_pillow_stats.py
$ python3 rgb_display_pillow_stats.py
rgb_display_pillow_stats.py
# disp = st7735.ST7735R(spi, rotation=90,     # 1.8" ST7735R
↓
disp = st7735.ST7735R(spi, rotation=90,         # 1.8" ST7735R

disp = ili9341.ILI9341(
    spi,
    rotation=90,  # 2.2", 2.4", 2.8", 3.2" ILI9341
↓
#disp = ili9341.ILI9341(
#    spi,
#    rotation=90,  # 2.2", 2.4", 2.8", 3.2" ILI9341

font = ImageFont.truetype("/usr/share/fonts/truetype/dejavu/DejaVuSans.ttf", 24)
↓
font = ImageFont.truetype("/usr/share/fonts/truetype/dejavu/DejaVuSans.ttf", 10)

ST7789 (Python_ST7789) ライブラリをインストールします。
(CS ピンが無い 1.3' 240*240 IPS ST7789 を使用したため、adafruit-circuitpython-rgb-display ライブラリは動作しませんでした。)

$ git clone https://github.com/solinnovay/Python_ST7789
$ cd Python_ST7789
$ sudo python3 setup.py install

サンプルプログラムを修正して実行します。

$ cd examples
$ vi clock_EN.py
$ python3 clock_EN.py
clock_EN.py
RST = 27
↓
RST = 24

LED = 24
↓
LED = 27

Jetson NX

Jetson Nano と同様に ST7735 (adafruit-circuitpython-rgb-display) ライブラリをインストールし、サンプルプログラムを修正して実行します。

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