Testar OTA no Espressif ESP32

As instruções a seguir usam o exemplo do app de iluminação do SDK Matter com uma placa de desenvolvimento M5Stack ESP32.

Configuração do ambiente de build

Primeiro, clone o SDK Matter.

Neste exemplo, vamos conferir o commit mínimo compatível com a versão 5 do Matter do Google Home:

mkdir otaprep
cd otaprep
git clone https://github.com/project-chip/connectedhomeip.git
cd connectedhomeip
git fetch origin v1.0-branch
git checkout FETCH_HEAD
git submodule update --init --recursive
source ./scripts/activate.sh

Em seguida, verificamos a versão usada no fluxo de trabalho do GitHub do ESP32 para determinar qual imagem do Docker é mais adequada para nosso build:

cat .github/workflows/examples-esp32.yaml | grep chip-build | head -n 1
image: connectedhomeip/chip-build-esp32:0.5.99

Executamos um contêiner da imagem do Docker, transmitindo flags para montar o SDK Matter no contêiner e fornecer acesso ao dispositivo ESP32.

docker run --name container_name -it --user $(id -u):$(id -g)--mount source=$(pwd),target=/workspace,type=bind --device=/dev/ttyUSB0 connectedhomeip/chip-build-esp32:0.5.99 /bin/bash

Interromper e iniciar o contêiner do Docker do Matter

Sempre que você executa um comando docker run, um novo contêiner é criado com a imagem especificada. Quando você faz isso, os dados antigos, que foram salvos em uma instância de contêiner anterior, são perdidos. Às vezes, é isso que você quer que aconteça, porque permite começar com uma nova instalação. Mas, neste exemplo, você provavelmente vai querer salvar seu trabalho e a configuração do ambiente entre as sessões.

user@host> docker stop container_name

Quando estiver tudo pronto para executar novamente, inicie o contêiner e abra uma janela de terminal:

user@host> docker start container_name
user@host> docker exec -it container_name /bin/bash

Você pode abrir outras sessões de terminal no contêiner com:

user@host> docker exec -it container_name /bin/bash

Ou inicie uma sessão raiz usando:

user@host> docker exec -u 0 -it container_name /bin/bash

Inicializar o SDK

No contêiner, inicializamos o SDK do Matter e o ESP-IDF:

cd /workspace
git submodule update --init --recursive
source ./scripts/activate.sh
source /opt/espressif/esp-idf/export.sh

Criar e atualizar

A próxima tarefa é criar a imagem e atualizar o kit de desenvolvimento para receber a atualização de firmware OTA Matter.

Para isso, crie uma imagem.

Primeiro, configure o build usando o utilitário menuconfig do ESP IDF.

cd examples/lighting-app/esp32
idf.py menuconfig

No menu interativo, defina as seguintes configurações:

  1. Component config --->

  2. CHIP Device Layer --->

  3. Device Identification Options --->

  4. Defina Vendor ID como o VID atribuído a Connectivity Standards Alliance (Alliance).

  5. Defina Product ID como o PID definido na integração Matter no Google Home Developer Console.

Ative a flag "Solicitante de OTA":

  1. Component config -->

  2. CHIP Core -->

  3. System options --->

  4. Ativar a flag do solicitante de OTA [*] Enable OTA Requestor

  5. Pressione ESC duas vezes para voltar ao menu de nível superior.

Ative a flag de criação de imagem OTA Matter:

  1. Component config -->

  2. CHIP Device Layer --->

  3. Matter OTA Image --->

  4. [*] Generate OTA IMAGE

Defina o número da versão:

  1. Application manager --->

  2. Selecionar [*] Get the project version from Kconfig

  3. Defina Project version (NEW) como 1.0

  4. Pressione s para salvar a configuração, pressione Enter duas vezes e depois q para sair do menuconfig.

Configurar certificados de teste

Siga as etapas em Criar certificados de teste de dispositivos Matter para criar certificados de CD, DAC e PAI.

Criar seu dispositivo

Agora execute o build e atualize o dispositivo:

idf.py build
idf.py -p /dev/ttyUSB0 erase_flash
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash

Criar e fazer upload da imagem OTA

Agora mude as configurações de build novamente para criar uma imagem OTA. Use a mesma imagem, mas com um número de versão incrementado.

Execute menuconfig.

idf.py menuconfig

No menu interativo, atualize o seguinte:

  1. Application manager --->
  2. Selecionar [*] Get the project version from Kconfig
  3. Defina Project version (NEW) como 2.0
  4. Pressione s para salvar a configuração, pressione Enter duas vezes e pressione q para sair do menuconfig.

Crie e recupere a imagem. O exemplo demonstra a localização da imagem para OTA e a saída ao analisar com o ota_image_tool.py.

cd build && /workspace/src/app/ota_image_tool.py show ./chip-lighting-app-ota.bin

A saída é a seguinte:

Magic: 1beef11e
Total Size: 1243360
Header Size: 64
Header TLV:
  [0] Vendor Id: XXXXX (0x000)
  [1] Product Id: XXXXX (0x000)
  [2] Version: 2 (0x2)
  [3] Version String: v2.0
  [4] Payload Size: 1243280 (0x12f890)
  [8] Digest Type: 1 (0x1)
  [9] Digest: e367f4d71e2ccd554b9a399c864abbf2c039382ef1def1b986fb2f59a99923a8

Como o SDK Matter é montado no host do contêiner, a imagem OTA está disponível nele.

Faça upload da imagem OTA para o Developer Console seguindo as instruções de upload de OTA.

Atribua ao Google Home e observe a OTA

Confira se o dispositivo está conectado à máquina Linux host por USB. O exemplo a seguir mostra o uso do GNU screen para ler os registros do dispositivo:

screen -L /dev/ttyUSB0 115200

Isso mostra a saída do dispositivo no terminal e grava a mesma saída no arquivo de registro de tela padrão chamado screenlog.0.

Você pode abrir o arquivo screenlog.0 em outro editor de texto ou mostrá-lo em outro shell com cat, tail, more ou grep.

Pressione o botão vermelho de redefinição na lateral do dispositivo para ver os registros de inicialização.

Na saída do dispositivo, você vai encontrar o VID e o PID definidos anteriormente, além de um URL para a imagem do QR code que será usada para comissionar o dispositivo.

[0;32mI (2388) chip[DIS]: Advertise commission parameter vendorID=XXXXX productID=XXXX discriminator=3840/15 cm=1[0m

[0;32mI (1928) chip[SVR]: SetupQRCode: [MT:E59-000000000000000][0m

https://project-chip.github.io/connectedhomeip/qrcode.html?data=MT%3AE59-000000000000000

Confira se o Hub está on-line na sua casa.

Provisione o dispositivo com o Google Home app (GHA) usando o QR code do link que aparece no arquivo de registro.

Deixe o dispositivo funcionar sem interrupções por vários minutos após o comissionamento. Observe a saída de registros relacionada ao solicitante de OTA, ao download de imagens OTA e ao OTAImageProcessor.

Depois que a imagem for instalada, observe que o tempo de compilação dela corresponde ao da imagem enviada ao console e é posterior ao tempo de compilação informado na primeira inicialização. A execução de grep com o padrão a seguir no modo de expressão regular em screenlog.0 pode ilustrar o processo de OTA:

grep -E "(Compile time|OTA)" screenlog.0

A saída é a seguinte:

I (76) boot:  1 otadata          OTA data         01 00 0000f000 00002000
I (91) boot:  3 ota_0            OTA app          00 10 00020000 00177000
I (99) boot:  4 ota_1            OTA app          00 11 001a0000 00177000
I (645) cpu_start: Compile time:     Oct 15 2022 06:21:59
I (135558) chip[SWU]: OTA Requestor received AnnounceOTAProvider
I (540658) chip[SWU]: OTA image downloaded to offset 0x1a0000
I (541348) OTAImageProcessor: Applying, Boot partition set offset:0x1a0000
I (76) boot:  1 otadata          OTA data         01 00 0000f000 00002000
I (91) boot:  3 ota_0            OTA app          00 10 00020000 00177000
I (99) boot:  4 ota_1            OTA app          00 11 001a0000 00177000
I (645) cpu_start: Compile time:     Oct 15 2022 07:35:31
I (76) boot:  1 otadata          OTA data         01 00 0000f000 00002000
I (91) boot:  3 ota_0            OTA app          00 10 00020000 00177000
I (99) boot:  4 ota_1            OTA app          00 11 001a0000 00177000
I (645) cpu_start: Compile time:     Oct 15 2022 07:35:31

Após a execução inicial, repita as etapas na seção Criar e fazer upload da imagem OTA sem enviar uma nova imagem. Desta vez, defina as versões de volta para 1.

Execute menuconfig e, nas opções do menu interativo:

  1. Component config -->

  2. CHIP Device Layer --->

  3. Device Identification Options

  4. Defina Version String como v1.0.

  5. Defina Device Software Version Number como 1.

  6. Pressione s para salvar a configuração e q para sair do menuconfig.

Remova o dispositivo da sua casa no GHA.

Crie a imagem, se ela ainda não tiver sido criada:

idf.py build

Faça um flash:

idf.py -p /dev/ttyUSB0 erase_flash
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash

Repita as etapas em Comissionar para o Google Home e observar a OTA conforme necessário.

Validar a atualização de software OTA

A versão do software do dispositivo pode ser verificada usando o app Google Home (GHA). Depois que um dispositivo for comissionado, siga estes procedimentos:

  1. Toque e pressione o bloco do dispositivo na tela principal do GHA.
  2. Toque no ícone no canto superior direito.
  3. Toque em Informações técnicas.
  4. Verifique o campo Versão do software.

Tela do app Google Home mostrando o campo da versão do software