diff --git a/doku/final/.gitignore b/doku/final/.gitignore
index 94cde8fd6bf308432e2981640be95177c46ffc91..ebac7e9fc5bee20118f9c2cbba9e62cac41220d0 100644
--- a/doku/final/.gitignore
+++ b/doku/final/.gitignore
@@ -1,3 +1,4 @@
*.log
*.aux
+*.toc
diff --git a/doku/final/Calculator-IoT.pdf b/doku/final/Calculator-IoT.pdf
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..36d6c3c288fa1c49786d0999bc7cffc062bceeef
Binary files /dev/null and b/doku/final/Calculator-IoT.pdf differ
diff --git a/doku/final/Calculator-IoT.tex b/doku/final/Calculator-IoT.tex
new file mode 100644
index 0000000000000000000000000000000000000000..346dfe4c4dd942248368126208c3e4bc7e2db434
--- /dev/null
+++ b/doku/final/Calculator-IoT.tex
@@ -0,0 +1,39 @@
+\documentclass[ngerman]{article}
+
+\usepackage{float}
+\usepackage[ngerman]{babel}
+\usepackage[utf8]{inputenc}
+\usepackage{graphicx}
+\usepackage{listings}
+%~ \usepackage{fontspec}
+%~ \usepackage{hyphenat}
+
+\floatstyle{ruled}
+\restylefloat{figure}
+
+\title{Calculator-IoT\\Softwareprojekt Telematik SoSe 16\\Freie Universität Berlin}
+
+\begin{document}
+\maketitle
+
+%~ \newpage
+\tableofcontents
+%~ \newpage
+
+\input{Einleitung}
+\input{Entwurf}
+\input{Implementierung_calc,net}
+\input{doc-hwio}
+\input{Zusammenfassung}
+
+\begin{thebibliography}{9}
+
+\bibitem{board-user-guide}
+ \texttt{http://www.atmel.com/Images/Atmel-42243-SAMR21-Xplained-Pro User-Guide.pdf}, abgerufen 1.9.2016
+\bibitem{board-datasheet}
+ \texttt{http://www.atmel.com/Images/Atmel-42223-SAM-R21\_Datasheet.pdf}, abgerufen 1.9.2016
+\bibitem{seg-display}
+ Everlight Electronics Co., LTD. Data Sheet Part No. ELS-431SURWA/S530-A3, 2005/8/9, Revision 3
+\end{thebibliography}
+
+\end{document}
diff --git a/doku/final/Einleitung.tex b/doku/final/Einleitung.tex
index 3afbf43bd2f9ddb7b4e62908a58d57b79192a5e7..bd2978242f7b2fc4fe5a49fa8e80f3009e904aeb 100644
--- a/doku/final/Einleitung.tex
+++ b/doku/final/Einleitung.tex
@@ -1,14 +1,9 @@
-\documentclass[ngerman]{article}
-
-\usepackage[ngerman]{babel}
-\usepackage[utf8]{inputenc}
-
-\title{Calculator-IoT\\Softwareprojekt Telematik SoSe 16}
-\date{}
-
-\begin{document}
-
-\maketitle
+%~ \documentclass[ngerman]{article}
+%~
+%~ \usepackage[ngerman]{babel}
+%~ \usepackage[utf8]{inputenc}
+%~
+%~ \begin{document}
\section{Einleitung}
@@ -25,17 +20,18 @@ Bastian van de Wetering (nayooti@zedat.fu-berlin.de)
Calculator-IoT ist eine verteilte Taschenrechner-App basierend auf
dem RIOT-Betriebssystem für IoT-Geräte. Als Kommunikationtechniken
werden RPL für Multi-Hop-Routing, COAP für die Anwendungsschicht und
-CBOR zur Serialiserung der Daten eingesetzt.
+CBOR zur Serialiserung der Daten eingesetzt. Die Funktion wurde mit
+samr21-xpro Mikrocontrollern getestet.
\subsection{Anwendungsfälle}
\begin{enumerate}
\item Der Nutzer gibt eine Rechnung bestehend aus zwei Operanden und der Operation ins Terminal ein und sieht das Ergebnis auf dem Terminal.
- \item Der Nutzer gibt die Eingabe über Schalter ein und sieht das Ergebnis auf Ziffernblöcken.
- \item Wenn das Gerät die Operation selbst unterstützt, was zur Kompillierzeit festgelegt ist, erfolgt die Rechnung lokal.
+ \item Der Nutzer gibt die Eingabe über Schalter ein und sieht das Ergebnis auf Ziffernblöcken, die an den Mikrocontroller angeschlossen sind.
+ \item Wenn das Gerät die Operation selbst unterstützt, was zur Kompillierzeit festgelegt ist, erfolgt die Rechnung beim Gerät selbst.
\item Wenn nicht unterstützt, leitet die Software die Anfrage an andere Geräte im Netzwerk weiter und wartet für ein bestimmtes Timeout auf Antwort.
\item Eine übers Netzwerk eintreffende Anfrage wird verarbeitet und das Ergebnis an die Quelle der Anfrage zurückgesendet. Währenddessen kann auf dem Empfangsgerät auch gerade eine Eingabe erfolgen durch Multithreading.
\item Jedes Gerät sendet nach bestimmten Aktionen Status-Nachrichten an ein Border-Gateway (z.B. Raspberry Pi).
\end{enumerate}
-\end{document}
+%~ \end{document}
diff --git a/doku/final/Entwurf.tex b/doku/final/Entwurf.tex
index 12d6af76b5ce62dad14b375f90e28a34fa1f102d..abc281fbe16c2daeec90ad43301b18d535651e38 100644
--- a/doku/final/Entwurf.tex
+++ b/doku/final/Entwurf.tex
@@ -1,14 +1,16 @@
-\documentclass[ngerman]{article}
-
-\usepackage{float}
-\usepackage[ngerman]{babel}
-\usepackage[utf8]{inputenc}
-\usepackage{graphicx}
-
-\floatstyle{ruled}
-\restylefloat{figure}
-
-\begin{document}
+%~ \documentclass[ngerman]{article}
+%~
+%~ \usepackage{float}
+%~ \usepackage[ngerman]{babel}
+%~ \usepackage[utf8]{inputenc}
+%~ \usepackage{graphicx}
+%~
+%~ \floatstyle{ruled}
+%~ \restylefloat{figure}
+%~
+%~ \begin{document}
+
+\newpage
\section{Entwurf}
@@ -26,16 +28,16 @@
\item prüfen ob Rechnung lokal unterstützt ist
\begin{itemize}
\item falls ja, Berechnung ausführen
- \item falls nein, Anfrage ans Netzwerk stellen (blockiert main-Thread für max drei Sekunden)
+ \item falls nein, Anfrage ans Netzwerk stellen (blockiert main-Thread für maximal drei Sekunden)
\end{itemize}
\item Ergebnis ausgeben, zurück zu 2.
\end{enumerate}
\subsection{Das net-Modul}
-\texttt{net\_init()} startet eine neuen Thread der nebenläufig in einer
-Schleife die empfangenen Netzwerk-Pakete und IPC-Nachrichten vom
-main-Thread wie folgt verarbeitet:
+\texttt{net\_init()} startet eine neuen Thread. Dieser verarbeitet
+nebenläufig in einer Schleife die empfangenen Netzwerk-Pakete und
+IPC-Nachrichten vom main-Thread und erledigt drei Aufgaben:
\begin{itemize}
\item eigene Rechenanfrage ans Netzwerk weiterleiten
@@ -50,20 +52,21 @@ Mit folgenden CFLAGS können zur Kompillierzeit Optionen festgelegt
werden, die das Verhalten des net-Moduls beeinflussen:
\begin{itemize}
- \item \texttt{NORPL}: ohne RPL als Routing-Protokoll
- \item \texttt{NOCOAP}: ohne COAP als Anwendungsschicht-Protokoll, dann wird das Submodul msgnet statt coapnet benutzt
- \item \texttt{NOCBOR}: statt Serialisierung der Daten, Ascii-String mit Leerzeichen als Trennzeichen
+ \item \texttt{NORPL}: ohne RPL als Routing-Protokoll, also single-hop
+ \item \texttt{NOCOAP}: ohne COAP als Anwendungsschicht-Protokoll, nur UDP. Dann wird das Submodul msgnet statt coapnet benutzt.
+ \item \texttt{NOCBOR}: statt Serialisierung der Daten Ascii-String mit Leerzeichen als Trennzeichen
\item \texttt{NOSTATUS}: ohne Status-Nachrichten an das Border-Gateway
\end{itemize}
\subsection{Das calc-Modul}
-Mit CFLAGS wie \texttt{CANADD}, \texttt{CANMUL} oder auch \texttt{CANALL} wird bestimmt, welche Rechenoperationen für ein Board
+Mit CFLAGS wie \texttt{CANADD}, \texttt{CANMUL} oder auch \texttt
+{CANALL} wird bestimmt, welche Rechenoperationen für ein Board
kompilliert werden.
\subsection{io-Module}
-Entscheidung für die Einbindung entweder der Eingabe über Terminal oder
-der Hardware-I/O mittels CFLAGS \texttt{SW\_IO} bzw. \texttt{HW\_IO}.
+Die CFLAGS \texttt{SW\_IO} bzw. \texttt{HW\_IO} entscheiden ob die
+Eingabe über Terminal oder über die Hardware-I/O erfolgen kann.
-\end{document}
+%~ \end{document}
diff --git a/doku/final/Implementierung_calc,net.tex b/doku/final/Implementierung_calc,net.tex
index 9fbd511ebe0e8d17cddada99d1e85583a9fa00c3..57623bebb3eaf0f647d5ce8e8a648774bda4b898 100644
--- a/doku/final/Implementierung_calc,net.tex
+++ b/doku/final/Implementierung_calc,net.tex
@@ -1,15 +1,15 @@
-\documentclass[ngerman]{article}
-
-\usepackage{float}
-\usepackage[ngerman]{babel}
-\usepackage[utf8]{inputenc}
-\usepackage{graphicx}
-\usepackage{listings}
-
-\floatstyle{ruled}
-\restylefloat{figure}
-
-\begin{document}
+%~ \documentclass[ngerman]{article}
+%~
+%~ \usepackage{float}
+%~ \usepackage[ngerman]{babel}
+%~ \usepackage[utf8]{inputenc}
+%~ \usepackage{graphicx}
+%~ \usepackage{listings}
+%~
+%~ \floatstyle{ruled}
+%~ \restylefloat{figure}
+%~
+%~ \begin{document}
\section{Implementierung}
@@ -32,14 +32,16 @@ mehr benötigen als standardmäßig unterstützt.
\subsection{Zum calc-Modul}
-Zur Unterscheidung der Rechenoperationen definieren wir den Typ \texttt{enum Op\_Type}, wobei darauf
-zu achten ist, dass Variablen diesen Typs 4-Byte groß sein müssen, da bei 1 Byte großen
-lokalen Variablen Stack-Pointer-Exceptions auf dem samr21-xpro auftreten.
+Zur Unterscheidung der Rechenoperationen definieren wir den Typ
+\texttt{enum Op\_Type}. Es ist darauf zu achten, dass Variablen
+diesen Typs 2 oder 4 Bytes groß sein müssen, da bei ungeraden
+Speicheradressen Stack-Pointer-Exceptions auf dem samr21-xpro
+aufgetreten sind.
\subsection{Zum net-Modul}
\begin {lstlisting}[language=C, caption=Eigene Anfrage des main-Threads an den Netzwerk-Thread
-weiterleiten auf Antwort warten und das Ergebnis als Rückgabewert zurückgeben]
+weiterleiten; auf Antwort warten und das Ergebnis als Rückgabewert zurückgeben]
int net_ask_network( Op_type operation, int operand1, int operand2) {
...
sprintf(tmp, "? %d %d %d", operation, operand1, operand2);
@@ -59,11 +61,10 @@ int net_ask_network( Op_type operation, int operand1, int operand2) {
}
\end{lstlisting}
-\begin {lstlisting}[language=C, caption=Nachrichten in Endlosschleife verarbeiten (Netzwerk-Thread):
+\begin {lstlisting}[language=C, caption=(Netzwerk-Thread) Nachrichten in Endlosschleife verarbeiten:
Rechenanfragen vom main-Thread sowie Anfragen oder Antworten von anderen Geräten]
void *net(void *arg)
{
- ...
// Message-Warteschlange des Net-Threads
msg_init_queue(_msg_q, NET_QUEUE_SIZE);
// Net-Thread fuer UDP-Nachrichten auf APP_PORT anmelden
@@ -75,31 +76,43 @@ void *net(void *arg)
msg_receive(&msg);
switch (msg.type) {
case CORE_MSG:
- ...
handle_core_msg( &msg);
...
case GNRC_NETAPI_MSG_TYPE_RCV:
- ...
handle_udp_msg( &msg);
...
-}}}
+ }
+ }
+
\end{lstlisting}
-\subsubsection{Verwendng von RPL}
-
-Zuerst muss das RPL-Modul von RIOT initialisiert werden: \texttt{\_gnrc\_rpl()} mit den Parametern \texttt{init} und
-der Nummer der Netzwerkschnittstelle. Das Board, welches als RPL-Root agiert (\texttt{ROOT} als CFLAG
-gesetzt), ruft außerdem \texttt{\_gnrc\_rpl()} auf mit den Parametern \texttt{root}, \texttt{1} für die Nummer des
-RPL-Netzwerks und \texttt{2001:db8::1} als die globale Root-Adresse. Jedes
-Gerät fügt seiner Netzwerkschnittstelle spezifische IP-Adressen
-hinzu, je nachdem welche Rechenoperationen es unterstützt
-(\texttt{2001:db8::10} für Addition, \texttt{2001:db8::10} für Subtraktion usw).
-RPL-Knoten informieren sich automatisch gegenseitg über die Adressen, die sie erreichen können
-und aktualisieren so ihre Forwarding-Tabelle \texttt{fib}. Damit eine
-Rechenanfrage bei einem passenden Gerät ankommt, trägt jedes Board
-seine spezifischen Operations-Adressen mit Ziel \texttt{::1} (localhost) zusätzlich auch in seine eigene \texttt{fib} ein.
-Dies geschieht mittels der Funktion \texttt{\_fib\_route\_handler()}
-mit den Parametern \texttt{add}, z.B. \texttt{2001:db8::10} (für Addition) \texttt{via}, und \texttt{::1}.
+\subsubsection{Verwendung von RPL}
+
+Zuerst muss auf jedem Board das RPL-Modul von RIOT initialisiert
+werden: \texttt{\_gnrc\_rpl()} mit den Parametern \texttt{init} und
+der Nummer der Netzwerkschnittstelle.
+
+Das Board, welches als RPL-Root agiert (CFLAG \texttt{ROOT} ist
+gesetzt), ruft außerdem \texttt{\_gnrc\_rpl()} auf mit den
+Parametern \texttt{root}, \texttt{1} für die Nummer des
+RPL-Netzwerks und \texttt{2001:db8::1} für die globale Root-Adresse.
+
+Jedes Gerät fügt seiner Netzwerkschnittstelle spezifische
+IP-Adressen hinzu, je nachdem welche Rechenoperationen es
+unterstützt (\texttt{2001:db8::10} für Addition, \texttt
+{2001:db8::20} für Subtraktion usw).
+
+RPL-Knoten informieren sich automatisch gegenseitg über die
+Adressen, die sie erreichen können und aktualisieren so ihre
+Forwarding-Tabelle \texttt{fib}. Wir tragen für jedes Board die
+spezifischen Operations-Adressen zusätzlich auch in seine eigene
+\texttt{fib} mit Ziel \texttt{::1} (localhost) ein. Dies geschieht
+mittels der Funktion \texttt{\_fib\_route\_handler()} mit den
+Parametern \texttt {add}, z.B. \texttt{2001:db8::10} (für Addition)
+\texttt{via}, und \texttt{::1}.
+
+Dann kommt eine Rechenanfrage auch über Multihop bei einem Gerät an,
+das die Rechenoperation unterstützt.
\subsubsection{Verwendung von COAP}
@@ -125,21 +138,20 @@ um zu verhindern, dass der Stack auf dem samr21-xpro überläuft.
\subsubsection{Kommunikation mit einem Border Gateway}
-Das Border Gateway hat die feste Adresse \texttt{fe80::b}
-Nach dem Start sendet ein Gerät ein COAP-POST Paket an den URI
-\texttt{register} mit CBOR-serialisierten Daten über die Art der
-Status-Informationen: ob RPL-Root, unterstützte Operationen, Zahl
-eigener und fremder Anfragen. Nach einer Aktion, z.B. Verarbeitung
-einer Netzwerk-Anfrage sendet ein Gerät ein COAP-PUT Paket an den
+Das Border Gateway hat die feste Adresse \texttt{fe80::b}. Nach dem
+Start sendet ein Gerät ein COAP-POST Paket an den URI \texttt
+{register}. Damit gibt es an welche Art von
+Daten gesendet werden, z.B. ob das Board RPL-Root ist oder wieviele
+Anfragen beantwortet wurden. Nach einer Aktion, z.B. Verarbeitung
+einer Netzwerk-Anfrage sendet ein Gerät ein COAP-PUT Paket an den
URI \texttt{data} mit aktuellen Werten.
\begin{figure}[h]
- \caption{Eine Wireshark-Aufnahme der Kommunikation unter native zeigt
+ \caption{Eine Wireshark-Aufnahme der Kommunikation unter native:
verschiedene RPL-Kontrollnachrichten (Pakete No.1 bis No.9),
- eine Rechenanfrage (No.10) mit Antwort (No.11), und ein Status-Update an das Border Gateway
+ eine Rechenanfrage (No.10) mit Antwort (No.11) und ein Status-Update an das Border Gateway
(No.12) mit Bestätigung (No.13) } \centering \includegraphics
[width=\linewidth]{wireshark}
\end{figure}
-
-\end{document}
+%~ \end{document}
diff --git a/doku/final/Zusammenfassung.tex b/doku/final/Zusammenfassung.tex
index 961c4dc8b0af7c8b43bebf5821b32b1d5038d7e0..72e8d8e4099b29ced53bf9438c34a0b2c9a0a508 100644
--- a/doku/final/Zusammenfassung.tex
+++ b/doku/final/Zusammenfassung.tex
@@ -1,9 +1,9 @@
-\documentclass[ngerman]{article}
-
-\usepackage[ngerman]{babel}
-\usepackage[utf8]{inputenc}
-
-\begin{document}
+%~ \documentclass[ngerman]{article}
+%~
+%~ \usepackage[ngerman]{babel}
+%~ \usepackage[utf8]{inputenc}
+%~
+%~ \begin{document}
\section{Zusammenfssung}
@@ -30,4 +30,4 @@ funktionaler Einheiten, die vielleicht auf einer Fläche von der
Größe eines Fußballplatzes verteilt sind und zusammen eine oder
mehrere Aufgaben ausführen können.
-\end{document}
+%~ \end{document}
diff --git a/doku/final/doc-hwio.tex b/doku/final/doc-hwio.tex
index 795546cf6c634242f5ff79ff52eac270449ee7b3..a296e523010462a92134b9c1801349282858b3bc 100644
--- a/doku/final/doc-hwio.tex
+++ b/doku/final/doc-hwio.tex
@@ -1,20 +1,20 @@
-\documentclass[ngerman]{article}
+%~ \documentclass[ngerman]{article}
%\usepackage{algpseudocode}
%\usepackage{amsfonts}
%\usepackage{amsmath}
%\usepackage{amsthm}
-\usepackage{float}
-\usepackage{fontspec} % funktioniert nur mit den neueren Compilern z.B. XeLaTeX
-\usepackage{hyphenat}
-\usepackage[ngerman]{babel}
-
-\floatstyle{ruled}
-\restylefloat{figure}
+%~ \usepackage{float}
+%~ \usepackage{fontspec} % funktioniert nur mit den neueren Compilern z.B. XeLaTeX
+%~ \usepackage{hyphenat}
+%~ \usepackage[ngerman]{babel}
+%~
+%~ \floatstyle{ruled}
+%~ \restylefloat{figure}
%\title{Titel}
-\begin{document}
+%~ \begin{document}
%\maketitle
@@ -42,14 +42,14 @@ Die Hardware-Implementierung bestand darin, die vier LEDs jeweils mit einen Wide
\subsection{Segmentanzeigen-Ausgabe}
-Die zweite und finale Iteration umfasste eine Ausgabe über zwei 7\hyp{}Segment\hyp{}Anzeigen. Diese konnten über insgesamt 14 Pins angesteuert werden. Jedem Segment wird eine Zahl zwischen 0 und 6 zugeordnet. Für jede Ziffer sowie das Zeichen \texttt{-} wurde ein Bitmuster ermittelt, sodass das $i$-te Bit genau dann $1$ ist, wenn das entsprechende Segment angeschaltet sein soll. Diese Bitmuster sind in dem Array \texttt{DIGIT\_BITS} in \texttt{out.c} zu finden. Durch Shift und Bitweises Oder können zwei Ziffern neben einander gelegt werden. Das Resultierende Muster wird dann wie bei der LED-Ausgabe mit der Funktion \texttt{set\_pins} ausgegeben.
+Die zweite und finale Iteration umfasste eine Ausgabe über zwei 7-Segment-Anzeigen. Diese konnten über insgesamt 14 Pins angesteuert werden. Jedem Segment wird eine Zahl zwischen 0 und 6 zugeordnet. Für jede Ziffer sowie das Zeichen \texttt{-} wurde ein Bitmuster ermittelt, sodass das $i$-te Bit genau dann $1$ ist, wenn das entsprechende Segment angeschaltet sein soll. Diese Bitmuster sind in dem Array \texttt{DIGIT\_BITS} in \texttt{out.c} zu finden. Durch Shift und Bitweises Oder können zwei Ziffern neben einander gelegt werden. Das Resultierende Muster wird dann wie bei der LED-Ausgabe mit der Funktion \texttt{set\_pins} ausgegeben.
\begin{figure}[h]
- \caption{Innerer Aufbau und Schema der 7\hyp{}Segment\hyp{}Anzeige. Der Punkt (DP) wird nicht benutzt. Bilder: Everlight Electronics Co. \cite{seg-display}}
+ \caption{Innerer Aufbau und Schema der 7-Segment-Anzeige. Der Punkt (DP) wird nicht benutzt. Bilder: Everlight Electronics Co. \cite{seg-display}}
\centering \includegraphics[scale=0.7]{seg_circ} \includegraphics[scale=1]{seg_schem}
\end{figure}
-Wegen der oben genannten Leistungsprobleme werden die 7\hyp{}Segment\hyp{}Anzeigen nicht vom Board mit Strom versorgt, sondern von einer externen Batterie. Die Steuerung erfolgt über Optokoppler. Durch Setzen eines Pins auf "`High"' am Eingang des Optokopplers wird der Stromkreis an der entsprechenden LED der 7\hyp{}Segment\hyp{}Anzeige geschlossen.
+Wegen der oben genannten Leistungsprobleme werden die 7-Segment-Anzeigen nicht vom Board mit Strom versorgt, sondern von einer externen Batterie. Die Steuerung erfolgt über Optokoppler. Durch Setzen eines Pins auf "`High"' am Eingang des Optokopplers wird der Stromkreis an der entsprechenden LED der 7-Segment-Anzeige geschlossen.
\begin{figure}[h]
\caption{Ein Foto der Schaltung. Oben die Drähte zum Board, links unten die externe Stromversorgung. Links oben die Eingabetaster, rechts oben die Optokoppler, rechts unten die Segmentanzeigen.}
@@ -71,14 +71,4 @@ Die Eingabe einer kompletten Rechnung, implementiert in \texttt{io\_read}, gesta
\item Lese den zweiten Operanden als Binärzahl ein
\end{itemize}
-\begin{thebibliography}{9}
-
-\bibitem{board-user-guide}
- \texttt{http://www.atmel.com/Images/Atmel-42243-SAMR21-Xplained-Pro User-Guide.pdf}, abgerufen 1.9.2016
-\bibitem{board-datasheet}
- \texttt{http://www.atmel.com/Images/Atmel-42223-SAM-R21\_Datasheet.pdf}, abgerufen 1.9.2016
-\bibitem{seg-display}
- Everlight Electronics Co., LTD. Data Sheet Part No. ELS-431SURWA/S530-A3, 2005/8/9, Revision 3
-\end{thebibliography}
-
-\end{document}
+%~ \end{document}