Was ist EtherKISS?
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EtherKISS ist eine alternative Firmware von Nord><Link
für die vom Elektronik-Versender Pollin als Bausatz
(Bestellnummer 810 058) und Fertiggerät (Bestellnummer 810 073)
vertriebe "Net-IO"-Experimentierplatine. Die Platine kostet
als Bausatz ca. 20 Euro, als Fertiggerät ist sie für ca. 28 Euro
zu bekommen.

Diese Platine stellt diverse Schnittstellen zur Verfügung,
unter anderem einen 10MBit halbduplex Ethernetport, eine
serielle Schnittstelle, Analogeingänge, digitale Ausgänge,
sowie einen Erweiterungsport für z.B. ein LCD-Display. Dank
einer ISP-Schnittstelle kann der Prozessor direkt in der
Schaltung programmiert werden.

EtherKISS ist offene Software, jeder kann seine eigene,
erweiterte Funktionalität einbauen und Sachen machen, an die
wir nicht mal im Traum gedacht haben.


Warum EtherKISS?
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Rund um Hannover wird derzeit das von uns sog. HamNET aufgebaut.
Es handelt sich dabei um die Vernetzung von Relaisfunkstellen
diverser Betriebsarten (Phonie, Packet, ATV, ...) mittels moderner
WLAN-Technik. Bei den Packet-Knoten verwenden wir überwiegend
Linuxsysteme mit TNN, jedoch haben wir auch ein paar RMNC unter
unseren Systemen, die allerdings von den neuen Möglichkeiten
mangels geeigneter Schnittstellen nicht profitieren oder gar
teilnehmen können.

Damit auch diese Systeme vernünftig an diesem neuen für Packet
genutzten Netz teilnehmen können, haben wir uns die EtherKISS-
Firmware für das Net-IO ausgedacht. Wir wollen damit auch nicht
PC-basierten Digis ermöglichen, mit ihrer Hardware unter Verwendung
des kostengünstigen Net-IO mit EtherKISS an den neuen Möglichkeiten
und Bandbreiten des HamNET teilnehmen zu können, ohne dass erst
noch ein zusätzlicher Hilfsdigi in Form eines WRT-Routers oder
ähnlichem dazu gestellt werden muss.

Ausserdem ist der Preis der Net-IO-Platine unschlagbar, dafür
macht man es nicht selbst und bekommt noch nicht mal die Teile.
Durch einfachen Firmwaretausch erhalten wir ein für unsere Zwecke
geeignetes Gerät, und mit den analogen Eingängen und digitalen
Ausgängen lassen sich gleich noch Steuerung und Überwachung einer
unbemannten Funkstelle realisieren. Hier sei z.B auf die als
Zubehör angebotene Relaisplatine hingewiesen.


Was kann EtherKISS bisher?
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EtherKISS kann zwei nicht netzwerkfähige Geräte mit seriellen
Schnittstellen, auf denen das KISS-, SMACK- oder das RMNCKISS-
Protokoll verwendet wird, miteinander über Ethernet koppeln.
Es ermöglich somit älteren Geräten die erneute Verwendung und die
Nutzung der höheren Datenrate und Möglichkeiten des HamNET.

Prinzipiell ist an der seriellen Schnittstelle alles anschliessbar,
was KISS, SMACK oder RMNCKISS spricht. Als AX25IP-Gegenstelle kann
entweder ein anderes EtherKISS dienen, es ist aber auch die direkte
Kommunikation mit einem AX25IP-Modul in Nodesoftwares möglich.

Momentan werden nur Punkt-zu-Punkt-Verbindungen unterstützt,
Punkt-zu-Mehrpunkt wird es erst in einer späteren Version und aus
Platzgründen auch nur für den ATmega644(P) geben.

Für die Fernwartung gibt es ein einfaches, passwortgesichertes Telnet.


Was kann EtherKISS NICHT leisten?
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EtherKISS kann auf Grund des kleinen Speichers des ATmega keine grossen
Datenmengen zwischenspeichern. Wird es mit Daten überfahren, muss es
zwangsweise die Notbremse ziehen. Auf dem Ethernet geht das noch recht
einfach mit Hilfe von Flusskontrollpaketen, jedoch nicht auf der seriellen
Schnittstelle, hier kommt es dann zwangsläufig zu Datenverlust.

Es kann genau je ein AX.25-Paket für RX und TX gehalten werden, sowie ein
Paket auf dem Ethernet! Deshalb sind sinnvolle Portparameter an den
angeschlossenen Komponenten zu wählen. Hier ein paar Empehlungen.

* serielle Schnittstelle: diese sollte so schnell wie möglich eingestellt werden

* Port-Baudrate (AX.25): werden AX.25-Parameter automatisch aus der Portbaudrate
  berechnet, dann kann es zu Problemen kommen da der AX.25-Stack unter Umständen
  zu schnell Bestätigungspakete erwartet, und per RR anfängt nachzufragen, was das
  Problem noch verschlimmert.

  Wenn möglich sollte die AX.25-Baudrate daher niedriger eingestellt sein als die
  tatsächliche serielle Baudrate. (seriell z.B. 115200 Baud, AX.25 38400 Baud).
  Mit Voll/Halbduplexeinstellungen kann ggf. auf experimentiert werden.

* Maxframe: hier ist auch Experimentieren angesagt, in der Regel funktioniert es
  aber mit einem Maxframe von 7.

* Timer: siehe Port-Baudraten-Problematik. Die Timer sollten so gewählt werden, dass
  ein Polling nicht zu früh bzw. gar nicht einsetzt.

* AX.25: EtherKISS versteht (fast) kein AX.25, für seine Funktion braucht es das auch nicht.
  Es kann daher aus dem Datenfluss nichts ableiten, um seinerseits irgendwie eingreifen
  zu können.

Viele dieser Einschränkungen sind einfach dem kleinen ATmega geschuldet. Wer seinen Digi mit
115200 Baud entsprechend anschliessen möchte, ist leider bei EtherKISS falsch aufgehoben.
Für eine entsprechend dicke Anbindung ist deutlich mehr Rechenkraft und vor allem Speicher
erforderlich, hier sei auf den gängigen Nodesoftwaren für den PC oder kleine Router, z.B.
den WRT54, verwiesen. Wer aber eben nur mal seinen RMNC oder ander Komponenten mit mittlerer
Geschwindigkeit anbinden möchte, ist hier richtig.


Wer braucht EtherKISS?
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Keiner, es ist nur eine Spielerei und eine gute Übung für die
Programmierung der Atmel-Prozessoren. Man könnte aber damit wie gesagt
z.B. zwei RMNC-Knotenrechner über Ethernet direkt verbinden und
so einen HF-Link durch moderne WLAN-Technik ersetzen. Auch
Funkrufkarten oder Sprachmailboxen, die ja häufig noch unter DOS
laufen, sind einfach über ihre seriellen Schnittstellen in das HamNET
integrierbar oder sogar abgesetzt von einem Knotenrechner betreibbar.


Was ist geplant oder schon umgesetzt?
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In die kleine Version, das ist die Firmware für den standardmässigen ATmega32,
ist noch zum eigentlichen Code die Möglichkeit der Abfrage des ADC-Eingänge
und zum Setzen der digitalen Ausgänge eingebaut worden. Für die Überwachung
gibt es eine wechselnde Anzeige von wichtigen Parametern auf einem LCD-Display.
Hierfür ist ein 2x40 Display mit HD44780-Controller zu verwenden.

Die grosse Version der Firmware ist für den pinkompatiblen ATmega644 oder
ATmega644P gedacht. Dieser hat doppelt so viel RAM und Flash wie der ATmega32.
Diese Möglichkeiten sollen eventuell für eine Weboberfläche und weitere Spielereien
genutzt werden. Die 644er-Version bekommt auf jeden Fall ein minimales
Routing, um mehrere Gegenstellen anhand des AX.25-Pfades zu bedienen und auch
automatich lernen zu können.

Ansonsten kann man seiner Phantasie freien Lauf lassen. Wenn man ein paar
Pins für andere Aufgaben opfert, ist ziemlich viel möglich. Hier wären
z.B. eine DTMF-Auswertung und andere bei automatischen Stationen gerne
benutze Funktionen denkbar. Dies ist leider nur noch auf den grossen ATmega
denkbar, der kleine ATmega32 ist fast bis zum Rand voll, bzw. haben wir etwas
Platz für den Bootloader reserviert.

Verschweigen möchten wir jedoch nicht, dass ihr möglichst in der
Lage sein solltet, neue Firmwareversionen selbst einzuspielen. Hierfür ist
ein Atmel ISP Programmer erforderlich. Diese Geräte bestehen im einfachsten
Fall aus ein paar Widerständen am Parallelport, etwas aufwändiger ist es
dann noch mit einem Puffer dazwischen, und ganz modern geht das auch mit
einem Adapter am USB-Port. Die Bauteilkosten bewegen sich bei diesen Lösungen
zwischen "habe ich ja alles in der Bastelkiste!" bei der Widerstände-am-
Parallelport-Lösung, bis hin zu ca. 10 Euro für die USB-Variante. Letztere
benötigt aber oftmals wieder einen ISP Programmer um seinerseits zum Leben
erweckt zu werden, da er ebenfalls einen Atmel benutzt, der auch irgendwie
programmiert werden möchte!

Mittlerweile gibt es auch  Bootloader für den ATmega32, den ATmega644 und den
ATmega1284P. Der Loader des ATmega32 ist bereits im Baustein enthalten, er wird
von Pollin aufgespielt und kann mit einem kleinen Zusatzprogramm "missbraucht"
werden um auch EtherKISS ohne Programmiergerät einzuspielen. Das notwendige Zusatzprogramm
kann allerdings momentan nur aus dem SVN-Repository bezogen werden, da es sich
noch in der Erprobung befindet.

Für den ATmega644 und ATmega1284P haben wir einen Bootloader, der versionierte
Updates über das Netz ermöglicht. Es wird bei jedem Start geprüft, ob es eine
neue Version auf einem einstellbaren TFTP-Server gibt, und wenn ja wird diese geladen.
Dieses Verfahren funktioniert schon sehr gut, es fehlen jedoch noch Befehle in EtherKISS
um die Einstellungen ändern zu können. Daher ist es bisher noch nicht offiziell
integriert worden.


Welche bekannten Fehler gibt es?
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Momentan keine. Wer Fehler findet oder welche vermutet, melde sich bitte bei
uns damit wir es ggf. näher untersuchen können.


Wo gibt es Infos?
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Zur EtherKISS-Firmware:

http://www.nordlink.org
http://dg9obu.nordlink.org
http://df2au.nordlink.org

Forum auf www.nordlink.org

Packet-Mail an DG9OBU und/oder DF2AU
DL-Convers-Kanal 170
EMail an die Entwickler: etherkiss at gmx punkt de.

Der EtherKISS-Quellcode wird in einem SVN-Repository vorgehalten. Jeder
der möchte kann sie dort komplett herunterladen und auch daran mitarbeiten.
Für letzteres bitte Kontakt mit uns aufnehmen. Der Stand der Version im
SVN ist oftmals neuer als das, was ihr über die Webseite bekommen könnt!
Hier werden nur Versionen mit grossen Veränderungen oder Fehlerbehebungen
angeboten, tagesaktuelle Versionen gibt es hingegen im SVN. Nachteil: hier
gibt es keine Binaries, man muss also selbst compilieren!

SVN-Repository: svn://db0fc.akafunk.etc.tu-bs.de/EtherKISS


Zum Bausatz und Zubehör:

http://www.pollin.de
Hier als Suchbegriffe "avr net-io" benutzen.
Die Bauanleitung kann dort vorab heruntergeladen werden. Achtung, wir verwenden
eventuell abweichende Beschaltungen, z.B. beim Anschluss des LCD-Displays!


Zu den ISP-Programmern (nur eine unvollständige Auswahl, gibt unzählige):

Parallelport, mit Puffer: http://rumil.de/hardware/avrisp.html

USB für ein paar Euro: http://www.fischl.de/usbasp/ (geht auch noch gut auf Lochraster!)
(benötigt einen programmierten ATMega8, daher für Starter ohne Programmer nicht geeignet)

Und natürlich die professionellen Programmer von Atmel selbst, sowie von
anderen grossen Elektronikanbietern.


Programmiertools und -hilfen:

avrdude für Windows und Linux (kann Parallelport- und USB-Programmer)
AVR Burn-O-Mat für Windows, gutes Frontend für avrdude
AVR Fusecalc im Internet
AVR Studio von Atmel (nur zusammen mit Atmel-Programmern oder Clones)
(EtherKISS ist ein AVR Studio 4-Projekt)


Ganz, ganz wichtig!
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Das muss noch raus:

Wir werden *nicht* vom kommerziellen Anbieter der Bausatzes
(Pollin) gesponsort, gefördert oder was auch immer. Wir verwenden
den Bausatz, weil er zu diesem Preis einfach unschlagbar und in
der Qualität nicht selbst zu machen ist. Ausserdem wird kompatibles
Zubehör angeboten (Relaisplatine), welches sich nahtlos einbinden
lässt. Auch hier enfällt der Aufwand der Eigenentwicklung und alle
Schnittstellen der Platine sind für eigene Erweiterungen gut dokumentiert.

Wir verdienen nichts daran, dass ihr den Bausatz ggf. dort kauft.

Wir honorieren mit der Verwendung des Bausatz in gewisser Weise nur,
dass es noch Anbieter gibt, die so etwas für einen guten Preis den
Bastlern zur Verfügung stellen.

Der Vollständigkeit halber sei gesagt, dass es auch andere Anbieter
gibt, die ähnliche Bausätze auf gleicher oder ähnlicher Hardwarebasis
offerieren. Aus oben genannten Gründen haben wir uns diese Bausätze
und/oder Schaltungsvorschläge bisher nicht näher angesehen. Es ist nicht
auszuschliessen, dass unsere Software auch auf diesen Schaltungen
funktioniert, in der Regel sind jedoch kleine Anpassungen im Code
notwendig. Ausprobiert haben wir es nicht, und können im Problemfall
daher auch keine Hilfe anbieten!

Der EtherKISS-Code wird von uns veröffentlicht und jeder kann ggf.
notwendige Anpassungen dann selbst vornehmen. Wir haben bei der
Erstellung des Projekts nicht bei Null angefangen und alles selbst
gestrickt, hier hatten wir gute Vorarbeiten von Ulrich Radig und
G. Menke, die wir an dieser Stelle ausdrücklich erwähnen wollen.
Der TFTP-Bootloader stammt in der ursprünglichen Version von Jens
Mundhenke.

Ansonsten bastelt natürlich jeder auf eigene Gefahr, wir sind für
nichts haftbar zu machen, was durch den Einsatz der Firmware ggf.
passieren wird.


73,
Marc, DG9OBU
Georg, DF2AU