NCS (2) - Devicetree 구조 및 특징 / Devicetree Structure and Features
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2. Devicetree 구조 및 특징 / Devicetree Structure and Features 🌳
nRF Connect SDK (이하, NCS) 에서 제어하고자 하는 하드웨어 장치에 접근하기 위해 위해 사용. 쉽게 말해 GPIO 같은 핀을 설정하는 방법의 일종인데, 일반적으로는 이러한 정보는 단순히 헤더 (header) 파일 (.h)상에서 정의하고 관리했으나, NCS 에서는 Devicetree 를 이용한다.
A
devicetreeis a hierarchical data structure that describes hardware. The hardware described could be a development kit, SoC, SiP, module, defining everything ranging from the GPIO configurations of the LEDs on a development kit to the memory-mapped locations of peripherals.
- https://academy.nordicsemi.com/courses/nrf-connect-sdk-fundamentals/
- https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/zephyr/build/dts/index.html
2.1 NCS Overview and Devicetree 🔭
NCS 에서는 어플리케이션에서 사용되는 각종 프로토콜이나 라이브러리 사용 유무를 정의하는 Kconfig (*.conf) 파일과 하드웨어 특성을 정의하는 devicetree (*.dts) 파일이 구분되어 있는데, 특히 Devicetree source (이하 *.dts) 파일과 소스 코드 (*.c) 부분이 별도로 나눠져 있기 때문에, 동일한 어플리케이션을 서로 다른 칩 (SoC)에 업로드 하기가 용이함.
예를 들어,
nRF52840-DK를 이용해 특정 어플리케이션을 개발했더라도,*.dts파일만 새로 생성해주면nRF52832,nRF52833등 다른SoC를 사용하는 디바이스에 동일한 어플리케이션을 쉽게 업로드 할 수 있음.
2.2 Syntax and Structure
Devicetree 관련 구조와 문법은 DevAcademy - Lesson 2 에서 간단하게 소개하고 있으며, 해당 파트에서 다루는 내용은 아래의 developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK 페이지에서 보다 상세하게 다루고 있음.
https://developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK/doc/latest/zephyr/build/dts/intro.html
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/dts-v1/;
/ {
a-node {
subnode_nodelabel: a-sub-node {
foo = <3>;
label = "SUBNODE";
};
};
};
위 코드는 기본적인 Deviceetree 구조를 보여준다. 먼저, 첫 번째 라인 (/dts-v1/;)은 해당 *.dts 파일의 DTS Syntax 버전을 명시하고 있으며, root 노드 (/) 를 시작으로, root 노드의 child 노드에 해당하는 a-node 라는 이름의 노드와 a-node 의 child 노드에 해당하는 a-sub-node 노드가 어떤 식으로 구성되는지를 보여준다.
Devicetree 의 노드 (
node)는 각각의 위치를 나타낼 수 있는 경로(path) 값을 갖는데 (such asUnixfile system),/와 상위 노드의 이름을 이용해서 정의된다. 가령 앞서 예시로 든 문법 구조에서root노드의 주소는/가 되고,a-sub-node노드의 주소는/a-node/a-sub-node가 되는 것.
또한, a-sub-node 노드처럼 각 노드는 이름과 값의 쌍 (name/value pair)으로 이루어진 properties 라는 요소들도 가질 수 있다.
Property values can be an array of
strings, bytes, numbers, or any mixture of types. Also, in some cases, the values are an array of what are calledcells. Acellis just a32-bit unsigned integer.
앞서 소개한 developer.nordicsemi.com/nRF_Connect_SDK 링크에 들어가보면 알겠지만, 이 밖에도 Devicetree 노드들의 여러 특성이나, properties 값의 데이터 형식 등 Devicetree 관련해서 다룰 주제들이 많지만, 결국에는 NCS 예제 (samples)를 하나 골라서 해당 예제의 *.dts 파일이 어떤 구조로 이루어져있고, *.dts 파일 또한 어떻게 구성되는지를 이해해야 한다.
2.3 Devicetree Specification
NCS 에서 예제 프로젝트 하나를 생성한 후 본인이 사용하는 보드를 하나 선정해서 build 를 해보면, 해당 보드의 이름으로 *.dts 파일이 생성될텐데, 내가 자주 사용하는 nRF52840-DK 보드를 이용하는 경우 *.dts 파일의 경우는 대략적으로 다음과 같이 구성되어 있음.
nrf52840dk_nrf52840.dts
└─ nrf52840_qiaa.dtsi
└─── nrf52840.dtsi
파일 구조 자체는 nrf52840dk_nrf52840.dts 에서 nrf52840_qiaa.dtsi 파일을 include 하고, 다시 nrf52840_qiaa.dtsi 에서 nrf52840.dtsi 파일을 include 하는 형태로 구성되어있음 🧱.
nrf52840.dtsi에서는 해당SoC의 하드웨어 구성요소(노드)들을 정의하고 있고,nrf52840_qiaa.dtsi에서는SoC의 패키징 정보를 토대로 메모리 사이즈를 지정해주고 있으며,nrf52840dk_nrf52840.dts에서는 하위*.dtsi정보들을 토대로 외부 하드웨어 보드 (nRF52840-DK)와nRF52840 SoC를 연결해주고 있음.
아래 그림에서 볼 수 있듯이 VS Code 에서 NCS 실행 후, 예제 (sample) 프로젝트를 하나 빌드해보면, Input files 폴더 안에 해당 예제에서 사용되는 *.dts 파일이 있는데, 프로젝트에서 사용되는 *.dts 파일을 보면, 위에서 언급한 페이지에서 설명하지 않은 처음 보는 문법들도 있는 것으 볼 수 있음. 이 부분과 관련해서 보다 자세한 내용들은 아래의 Devicetree specification 문서를 확인할 것.
https://github.com/devicetree-org/devicetree-specification/releases/tag/v0.4-rc1
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