ROS Noetic에서 Navigation 구동을 위한 Intel NUC 11 Essential Kit (NUC11ATKC2) 초기 설정 방법 및 관련 용어 정리

• ROS 환경에서 Navigation 구동을 위한 Intel NUC 11 Essential Kit (NUC11ATKC2) 구매 후 초기 설정 진행
• https://www.devicemart.co.kr/goods/view?no=14566494 

산업용 PC Intel® NUC 11 Essential Kit [NUC11ATKC2]

• https://www.intel.com/content/dam/support/us/en/documents/intel-nuc/NUC11AT_L6_UG.pdf
• 제품의 User Guide

 

1) 제품 분석

• Intel® Celeron® Processor N4505 (4M Cache, up to 2.90 GHz) 포함
• Windows11, 10, Linux OS 사용 가능
• Board Number : NUC11ATBC2

 

M.2 SSD 설치 공간

• Internal Drive Form Factor : M.2 SSD (80mm와 42mm의 SSD 사용 가능)
  • M.2 : SSD의 Form Factor로, SSD를 포함한 소형 Form Factor 카드에 대한 여러 옵션을 제공하기 위해 만들어짐
  • Form Factor : 전자 제품의 Hardware 또는 Hardware 부품의 크기, 모양, 실제 사양 등을 일컫는 단어
  • SSD의 Form Factor들은 아래와 같다

• SATA (Serial Advanced Technology Attachment) : HDD와의 Data 전송을 위한 Serial 전송 방식을 사용하는 Interface
• NVME (Non Volatile Memory Express) : PCIe SSD에서 사용하는 Protocol으로, SATA에 비해 빠른 속도를 갖는다
  • SATA는 Host와 연결하기 위해 HBA(Host Bus Adapter)라는 중간 연결 카드가 필요한 반면, PCIe는 그런 중간 장치가 필요 없다
  • 즉 NVME는 Host Controller에서 기존 Data Bus를 사용하지 않고 SSD의 Data에 접근하는 속도를 크게 높이는 장치 사양이다
• PCI (Peripheral Component Interconnect Bus) : Computer의 주변 기기를 확장하기 위해 Intel사에서 만든 Bus 규격으로, 최초의 병렬 방식이다
• PCIe (PCI Express) : PCI를 직렬로 변경하여 더 빠른 속도를 낼 수 있도록 발전된 형태로, PCI에 비해 2배의 Data 전송 속도를 갖는다
• 직렬로 연결된 하나 이상의 Data 전송 레인으로 구성되어있고, 각 레인은 수신용, 전송용 총 두쌍의 와이어로 구성된다
• 각 레인은 PCI Controller와 확장 카드 사이의 독립적인 연결을 한다

 

• Total Core : 2
• Total Threads : 2
• Processor Base Frequency : 2.00GHz

 

RAM Memory Module 설치 공간

• 최대 2 x 16GB Memory Modules -> 32GB Memory 사용 가능
  
  • Memory Type : DDR4-2933 1.2V SO-DIMM
  • 2개의 260 pin DDR4 SO-DIMM Memory Slots
  • SO-DIMM (Small Outline Dual In-line Memory Module) : IC회로를 사용하여 만든 Computer Memory의 일종
  • 일반적인 DIMM크기의 절반에 불과함
  • DIMM : 여러 개의 DRAM 칩을 회로 기판위에 탑재한 Memory Module. Computer의 주기억 Memory로 쓰
  • DDR4 SDRAM (Double Data Rate 4th generation Synchronous Dynamic Random Access Memory) : 2배속 SDRAM의 일종으로
  • SDR(Signle Data Rate)은 Clock의 Rising Edge 에서만 데이터를 전송하는 반면 DDR은 Rising, Falling Edge 2개에서 데이터를 전송하여 SDR에 비해 2배 더 많은 데이터를 보낼 수 있어 Double Data Rate라 불린다. 일반적으로 메모리는 DDR 방식을 사용한다
  • DDR 뒤의 숫자는 규격을 의미한다. 높은 숫자일 수록 나중에 나온 규격이고 더 높은 성능을 가진다

출처 : https://information-factory.tistory.com/61

 

• 최대 2개의 DIMM 사용 가능
• RAM 설치 시 Throttling 현상 방지를 위해 동일한 크기의 Memory 2개를 사용하는 것이 좋다

DIMM과(왼쪽) SO-DIMM(오른쪽)

 

• 하나의 SO-DIMM만 사용하고자 할 경우 위처럼 아랫단에 장착

 

• SO-DIMM Memory, M.2 SSD, OS는 추가 구매 및 설치 필요

 

 

2) 초기 설정 진행

https://www.intel.com/content/www/us/en/support/articles/000088662/intel-nuc.html

Get Started with Intel® NUC Kit NUC11ATK(C2,C4, PE) and Mini-PC...

 

https://www.intel.com/content/www/us/en/support/products/217675/intel-nuc/intel-nuc-kits/intel-nuc-kit-with-intel-pentium-processors/intel-nuc-11-essential-kit-nuc11atkc2.html?wapkw=NUC11ATKC2 

Support for Intel® NUC 11 Essential Kit - NUC11ATKC2

 

• Memory, Drive 추가 구매 후 부착
• Wired or Wireless Network Driver 설치
  • 아래 링크에서 'NUC11ATKC2 ' 검색 후 사용하고자 하는 Driver 설치 후 USB에 저장
  • https://www.intel.com/content/www/us/en/search.html?ws=text#sort=relevancy&f:downloadtype=[Drivers]&f:@tabfilter=[Downloads]&f:@stm_10385_en=[Intel%C2%AE%20NUC]

 

 

3) OS 설치

-  Linux 설치

• 아래 링크에서 rufus 설치 
• https://rufus.ie/ko/
• 아래 링크에서 Ubuntu 20.04.06 LTS (AMD64) Image File 설치

 

• 본래 18.04를 사용하려 했으나 NUC 11 Essential Kit 내부의 WiFi를 지원하는 Wireless-AC 9462가 18.04 이후 버전의 kernel driver를 필요로 하여 20.04 설치

Intel Wireless-AC 9462

 

• 설치 완료 후 rufus를 통해 USB에 image file을 FLASH

이전에 18.04를 설치하여 USB 이름이 18.04로 설정되어있음

 

• ISO 이미지 모드로 쓰기 선택

 

• 확인을 눌러 FLASH 시작

 

• 설치 진행

 

• 설치 완료

 

 

• NUC에 USB 삽입 후 전원 인가 
  • SSD에 아무것도 없다면 바로 Install 창으로 넘어가고, 다른 OS가 깔려있다면 전원 인가 후 바로 F2키를 눌러 BIOS로 진입
  • 다른 Distribution의 Ubuntu가 설치되어 있을시 바로 F10키를 눌러 boot device 변경
  • BIOS 진입 시 Boot Priority 창으로 진입 후 Booting 순서를 USB가 첫번째가 되도록 변경 (아래 사진)
  • 그 후 Secure Boot를 'Disabled'로 설정
  • 설정 저장 후 F10을 눌러 BIOS에서 나오기

F10키를 눌러 boot device 변경

 

 

 

• Ubuntu 선택

 

• Install Ubuntu 선택

 

• Keyboard Layout을 English로 설정
  • 본인이 편리한 언어 선택

 

• 연결할 WiFi 선택

 

• Normal Installation, Install third-party... 선택
  • 추가적으로 필요한 요소들을 설치하기 위함

 

• Installation type 선택
  • 위의 경우 기존에 18.04가 설치되어있어 이를 지우고 20.04만을 사용하기 위해 Erase Ubuntu... 선택
  • 두개 이상의 Ubuntu를 사용하고자 하면 두번째, Disk를 초기화하고 사용하고자 하면 세번째 Option 선택

 

• Continue를 눌러 진행

 

• 시간대 설정을 위한 지역 선택

 

• Name, Password 설정

 

• Ubuntu 설치 진행

 

• 설치 완료 후 재시작

 

• Ubuntu 20.04 설치 완료

 

- Partition을 나눠 설치하는 경우

• Ubuntu 설치를 위한 Partition 생성
  • Installation type 설정 창 전까지 아래 게시글을 참고하여 진행
  • Updates and other software 창에서 Normal Installation만 선택
  • https://jimnong.tistory.com/676
• Installation type 설정 창에서 SSD disk (/dev/sda) 선택 후 우측 하단의 'New Partition Type' 선택
• 경고창이 뜰 경우 'Continue' 선택
• EFI boot loader를 위한 EFI System Partition 생성
  • root / home partition 역할
  • 'free space' 선택 후 Size : 500, Primary, Beginning of this space, EFI System Partition 선택
• Root Space에 Ubuntu 설치를 위한 공간 생성 (System File들이 저장되는 곳. Program Cache나 설치된 Applications는 Root directory에 몇가지 file들을 저장한다)
  • https://linuxhandbook.com/linux-directory-structure/?ref=itsfoss.com : Linux Directory Structure 설명
  • 'free space' 선택 후 Size에 사용할 용량 입력
  • Type for the new partitions는 Primary로 설정
  • Location for the new partition은 Begining of this space로 설정
  • Use as는 Ext4 journaling file system으로 설정
  • Mount point에는 ' / ' 입력
• Home Partition 생성 (개인 문서나 사진, 음악이나 다운로드와 다른 파일들이 저장되는 곳)
  • 위와 동일한 방법으로 진행
• 위 과정 완료 후 'Install Now' 선택 (경고 창이 뜨면 'Continue' 선택)
• 지역 선택 후 Username, Password 입력
• 설치 진행

F2키를 통해 BIOS 진입 후 Boot 순서를 USB가 첫번째 순서로 변경

 

 

- OS 설치 이후 Setup

 

$ sudo apt update && sudo apt upgrade

• Package Update

 

$ sudo apt install terminator

• Terminator 설치

 

• https://youngseong.tistory.com/79

Ubuntu 20.04에서 IDE(Visual Studio Code, Qtcreator)를 통한 ROS 개발환경 구축

• Visual Studio Code 설치법

 

• https://youngseong.tistory.com/123

우분투 20.04 한글 사용법

• 위 글을 참고하여 한글 사용 설정 진행

 

 

- 이후 아래 내용들을 따라 ROS Navigation에 필요한 Setup 진행

• https://github.com/YoungSeong98/Project_KUSMO

GitHub - YoungSeong98/Project_KUSMO

• 위 Repository를 clone 후 workspace의 src directory에 'Project_KUSMO' 내부의 폴더들을 꺼낼 것
• 이후 'Project_KUSMO' 폴더 삭제 후 catkin_make 명령어로 package build 진행

 

- ROS Navigation Setup 관련 내용

• https://youngseong.tistory.com/137

Ubuntu 20.04에 ROS Noetic 설치법

• https://youngseong.tistory.com/102

[KUSMO] 11/4 (Navigation Stack 구성법)

• https://youngseong.tistory.com/145

Cartographer/Hector SLAM 사용법

• https://youngseong.tistory.com/182

About Navigation on ROS

 

 

* 'md' package build시 아래와 같은 Error 발생

• 이는 'md' Package에서 COM Port를 사용하는 Serial Device를 사용하는데 해당하는 내용이
  • serial은 RS-232와 함께 C++로 작성된 Port처럼 Interfacing을 하는 Cross-Platform Library
  • Serial Libarary들에 친숙한 open, close, read, write 등과 같은 기본적인 Interface를 제공하는 Class
  • 또한 timeout에 대한 엄격한 제어와 회선에 대한 제공을 제공함

 

 $ sudo apt install ros-noetic-serial

• 위 명령어를 통해 serial 설치

 

• navstack 실행 시 위와 같은 Error 발생

 

$ sudo apt-get install ros-noetic-rosserial-python
$ sudo apt-get install ros-noetic-robot-pose-ekf

• 위 Package들을 설치하여 해결

 

 

 

- 추가 내용

1. BIOS 설정법

• https://www.intel.com/content/www/us/en/support/articles/000091187/memory-and-storage/intel-optane-memory.html
• 위 게시글을 참고하여 Intel Rapid Storage Technology/Intel® Optane™ memory가 사용중인지 확인
  • Intel® Optane™ memory : Processor와 Slower Storage Devices(SATA HDD, SSHD, SSD) 사이에 설치되는 System Acceleration Solution
• https://www.intel.com/content/www/us/en/support/articles/000033291/intel-nuc.html
• https://www.intel.com/content/dam/support/us/en/documents/mini-pcs/Visual-BIOS-Update-NUC.pdf
• BIOS Update / Recovery 관련 설명 글
• https://www.intel.com/content/www/us/en/download/721452/bios-update-atjslcpx.html : BIOS Update 설치

• OS 관련 Troubleshooting 설명
• https://www.intel.com/content/www/us/en/support/articles/000006018/intel-nuc.html

 

2. Windows 설치법 (Hard Drive에 설치할 것) 

• Windows Installation Image 설치 후 USB에 저장
• 아래 링크에서 'Create Windows 10 installation media'를 선택 (Windows 10)
• https://www.microsoft.com/en-us/software-download/windows10

• 설치 완료 후 실행

 

• 계약서 동의

• 다른 PC용 설치 미디어 선택

 

• '이 PC에 권장 옵션 사용' 선택 시 현재 부팅 USB를 제작하고있는 PC를 기준으로 설정하므로 해제

 

• 'USB 플래시 드라이브' 선택 (최소 8GB 이상의 USB 필요)
• 이동식 드라이브 선택 후 이후 과정 진행

 

 

 

---

참고 자료 : 

https://ko.wikipedia.org/wiki/SO-DIMM

SO-DIMM - 위키백과, 우리 모두의 백과사전

 

 

https://computing-jhson.tistory.com/114

[SSD] M.2 NVMe SSD 용어 정리 (M.2란? NVMe란?)

http://wiki.hash.kr/index.php/SATA

SATA - 해시넷

https://rizzardo-blog.tistory.com/92

M.2 SSD란 무엇인가?

https://www.hpe.com/kr/ko/what-is/nvme.html

NVMe란? | 용어 해설

https://m.blog.naver.com/lovego42/221901799963

NVMe란? NVMe SSD 간단 이해

https://fpkm.tistory.com/138

PCIe 란 무엇인가? 그 구조와 특징을 알아보자.

https://itsfoss.com/install-linux-on-intel-nuc/

How to Install Linux on Intel NUC

http://wjwwood.io/serial/

Serial by wjwwood