高通Android 11平台上移植GNSS

小迪vs同学
4,568 阅读5分钟

快一个月没更文了，这一个月都在处理一个事情，在高通Android11平台上移植GNSS功能，中间涉及到很多技术细节，遂记录一下。

首先要搞清楚两个问题

什么是GNSS

这里我简单说明一下，GNSS全称是Global Navigation Satellite System，翻译过来叫全球定位卫星导航系统。那它跟我们常说的GPS是啥关系呢？实际上GNSS泛指所有的卫星导航系统，包括全球的、区域的和增强的，GPS只是GNSS其中的一种，除了GPS，还有中国的北斗卫星导航系统，俄罗斯的Glonass，欧洲的Galileo等。

gnss类别.png

为什么要往Android平台上移植GNSS

从大的概念来说，Google的Android平台其实也只是提供了一个标准，它并不会对接具体的硬件厂商，所以Android系统其实可以说是一个空壳，需要什么样的功能就往上面移植什么功能，比如GNSS，Camera，Sensor，Audio，Video，Display等，而本人最近就负责公司某个项目的GNSS上层移植工作。

准备工作

移植工作大致分以下几个部分：

  • 硬件移植，确定移植哪个厂商的硬件
  • 驱动移植，确定Kernel层与HAL层的通信协议，本文采用的UART通信，除此之外还可以使用RIL通信
  • HAL移植，解析NMEA数据，给上层提供接口，供HIDL和JNI调用
  • 适配Selinux，添加访问驱动节点的权限
  • 应用层测试验证，安装GPS测试工具（高德地图等），测试是否能够获取定位数据

本人主要负责步骤3~步骤5，HAL移植首先要得到该厂商对应的库文件，因为每个厂商的标准不一样，所以解析NMEA数据的方式也不太一样，所以这个必须要厂家提供，可以是c/c++源文件，也可以是编译好的so库，本人参与的项目是采用so。硬件准备好了，驱动调好了，拿到了厂商库文件，上层就可以开始移植了。

关于NMEA（National Marine Electronics Association），它是为海用电子设备制定的标准格式，GNSS通信数据也采用这种格式，大概长这样

NMEA.png

具体格式定义可参考《NMEA协议说明及解析》

开始移植

  1. 首先在device目录下配置so库和UART配置文件的存放路径，同时添加对应的HAL层服务

    PRODUCT_PACKAGES += \
    android.hardware.gnss@1.0-impl \
    android.hardware.gnss@1.0-service
# Add for gps.default.so
PRODUCT_COPY_FILES += \
    vendor/gps/lib64/gps.default.so:vendor/lib64/hw/gps.default.so \
    vendor/gps/lib64/gps_cfg.inf:vendor/etc/gps_cfg.inf

    注意这里so库的命名不是随意的，gps_cfg.inf中主要是配置UART节点名称和波特率

    NMEA_PORT_PATH=/dev/ttyXXX
BAUD_RATE=115200

  2. 注册hal服务，类似Android四大组件一样，hal服务也需要在manifest.xml文件中注册

        <!-- gnss -->
    <hal format="hidl">
        <name>android.hardware.gnss</name>
        <transport>hwbinder</transport>
        <version>1.0</version>
        <interface>
            <name>IGnss</name>
            <instance>default</instance>
        </interface>
        <fqname>@1.0::IGnss/gnss_vendor</fqname>
    </hal>

    注意，除了要在manifest.xml中注册，还需要在compatibility_matrix.N.xml中注册，原因参见Google官网说明，其中N为最新的版本号。

        <hal format="hidl" optional="true">
        <name>android.hardware.gnss</name>
        <version>1.0</version>
        <interface>
            <name>IGnss</name>
            <instance>default</instance>
        </interface>
    </hal>

    注意两个文件中的version版本号要一致，否则会编译失败

  3. 删除厂商自带的GNSS配置，本人调试的是高通平台的，高通平台自带GNSS，现在移植其他厂商的GNSS后要将高通的配置删除掉。这个就不代码演示了，直接全局搜索高通的vendor.xxx.gnss，xxx为厂商名称，然后将其删除即可。

  4. 到这一步，可以先编译验证一下，看能不能获取到定位数据，这时在开机log中会出现大量有关gnss权限的日志

    04-21 09:01:33.647   415   415 W gnss@1.0-servic: type=1400 audit(0.0:24): avc: denied { read write } for name="ttyXXX" dev="tmpfs" ino=13516 scontext=u:r:hal_gnss_default:s0 tcontext=u:object_r:vendor_location_device:s0 tclass=chr_file permissive=0

    并且通过GPS测试工具是获取不到定位数据的，上述日志是典型的selinux错误日志，关于selinux，这里不做具体讲解，可参考《Android安全策略SELinux》，这里日志的大概意思就是hal_gnss_default要访问vendor_location_device需要{ read write }权限，这种情况一般根据日志去添加权限就可以了，在device目录下配置

    allow hal_gnss_default vendor_location_device:chr_file { read write open };

    这里贴一张selinux配置的个人经验方法图

selinux配置.jpg

  1. 权限添加完毕之后，编译验证，使用GPS测试工具，成功获取到定位数据

gnss_测试结果_高清.png GPS测试工具下载链接放到文末了，当然，也可以使用高德地图测试

高德地图测试结果.png 因为网络功能相关同事还在调试中，暂时还不能上网，所以这里只能看到定位小蓝点，显示不了地图

灵魂拷问

看到这里，你可能不禁要问，就这么点工作，还要搞一个月吗？肯定摸鱼了。啊，这个要怎么说呢，首先第一，移植方案落地之前肯定需要花大量的时间去做准备工作，比如从上层到底层，gnss的通信流程，这个你得搞明白

gnss框架.png

这里我单独整理了一篇文章《浅析Android11 Gnss定位流程》

其次，因为涉及到跨厂商联调，这个难度跟客户做过联调的朋友应该都知道。然后因为涉及到权限te文件和makefile文件，只能全编译验证，我这个机器配置，Android 11首次全编译所需要的时间大概是5个小时，后面增量编译也要一二十分钟，所以这个也很费时间。最后，因为是公司内部项目，还涉及到一些内部问题，比如，高速URAT相比于普通URAT，需要额外的配置，这个作为framework开发，跟BSP开发沟通起来真的是困难，因为彼此都不太懂对方的工作内容。

拓展

移植期间，深入学习了一下GPS，拜读了这篇文章《GPS定位技术》，里面讲解了GPS定位原理，地图投影，时间系统，位置计算方法，GPS系统组成，定位产生误差的原因及减少误差的方法等等，虽然有些公式性的知识不太懂，但十分感叹博主知识面之广，不得不佩服，强烈推荐大家也去拜读一下。

附件

GPS测试工具：

链接: pan.baidu.com/s/1xvmwxFi0… 提取码: 5y61 复制这段内容后打开百度网盘手机App，操作更方便哦

avatar
文章
阅读
粉丝