Bison使用

windows下使用

C:>win_flex  input_file.l

C:>win_bison -d input_file.y

在VS2019下會有些問題

1. 少 unistd.h
1. 巨集中定義 YY_NO_UNISTD_H
2. 停用4996警告，C語言一般都有這個問題

事件驅動多工合併Coroutine

event_drive.h 

#ifndef __EVENT_DRIVE_H

#define __EVENT_DRIVE_H

#define INIT_DEVICE() resetAllTimer()

#define DIS_INTR() __asm volatile("cpsid i")

#define ENA_INTR() __asm volatile("cpsie i")

#define MAX_EVENT 4

#define MAX_TIMER 4

#define ISR_START 1

#define ISR_END (MAX_TIMER - 1)

#define SPI_TASK_ID 0

void execute(void);

void setNext(void (*p_func)(void));

unsigned int setTimeout(void (*p_func)(void), unsigned int tick);

void setTimer(unsigned int timerId, void (*p_func)(void), unsigned int tick);

void resetAllTimer(void);

void clearTimer(unsigned int id);

void ISR_setNext(void (*p_func)(void));

unsigned int ISR_setTimeout(void (*p_func)(void), unsigned int tick);

void ISR_setTimer(unsigned int timerId, void (*p_func)(void), unsigned int tick);

void timerAction(void);

#define crCREATE(p) static int crState = 0; void (* const crFunc)(void) = (p)

#define crSTART() switch (crState) { case 0:

#define crDELAY(n) do { setTimeout(crFunc, n); crState = (__LINE__); return; case (__LINE__):; } while (0)

#define crEXIT() do { crState = 0; return; } while (0)

#define crEND() }do { crState = 0; } while (0)

#endif /* __EVENT_DRIVE_H */

event_drive.c

#include "event_drive.h"

unsigned int eventInCnt = 0;

unsigned int eventOutCnt = 0;

void (*eventFunc[MAX_EVENT])(void);

void (*delayFunc[MAX_TIMER + 1])(void);

unsigned int delayCnt[MAX_TIMER + 1];

void execute(void)

{

while (eventInCnt != eventOutCnt)

{

eventFunc[eventOutCnt % MAX_EVENT]();

eventOutCnt++;

}

}

void setNext(void (*p_func)(void))

{

DIS_INTR();

eventFunc[eventInCnt % MAX_EVENT] = p_func;

eventInCnt++;

ENA_INTR();

}

unsigned int setTimeout(void (*p_func)(void), unsigned int tick)

{

register int i;

if (!tick)

tick = 1;

DIS_INTR();

i = ISR_START;

while (delayCnt[i])

{

if (i >= ISR_END)

break;

i++;

}

delayFunc[i] = p_func;

delayCnt[i] = tick;

ENA_INTR();

return i; // return timerId

}

void setTimer(unsigned int timerId, void (*p_func)(void), unsigned int tick)

{

if (!tick)

tick = 1;

if (timerId >= MAX_TIMER)

timerId = MAX_TIMER;

DIS_INTR();

delayFunc[timerId] = p_func;

delayCnt[timerId] = tick;

ENA_INTR();

}

void resetAllTimer(void)

{

int i;

for (i = 0; i < MAX_TIMER; i++)

{

delayCnt[i] = 0;

}

}

void clearTimer(unsigned int timerId)

{

if (timerId >= MAX_TIMER)

timerId = MAX_TIMER;

delayCnt[timerId] = 0;

}

void ISR_setNext(void (*p_func)(void))

{

eventFunc[eventInCnt % MAX_EVENT] = p_func;

eventInCnt++;

}

unsigned int ISR_setTimeout(void (*p_func)(void), unsigned int tick)

{

register int i;

if (!tick)

tick = 1;

i = ISR_START;

while (delayCnt[i])

{

if (i >= ISR_END)

break;

i++;

}

delayFunc[i] = p_func;

delayCnt[i] = tick;

return i;

}

void ISR_setTimer(unsigned int timerId, void (*p_func)(void), unsigned int tick)

{

if (!tick)

tick = 1;

if (timerId >= MAX_TIMER)

timerId = MAX_TIMER;

delayFunc[timerId] = p_func;

delayCnt[timerId] = tick;

}

void timerAction(void)

{

int i;

for (i = 0; i < MAX_TIMER; i++)

{

if (delayCnt[i])

{

if (!--delayCnt[i])

{

eventFunc[eventInCnt % MAX_EVENT] = delayFunc[i];

eventInCnt++;

}

}

}

}

測試程式

#include <stdio.h>

#include "event_drive.h"

void print_dot(void);

void print_0(void);

void testCoroutine(void);

void main()

{

INIT_DEVICE();

setTimeout(print_dot, 1);

setTimeout(print_0, 1);

    setTimeout(testCoroutine, 1);

    while (1)

{

execute();

}

}

void print_dot(void)

{

printf(".");

    setTimeout(print_dot, 7);

}

void print_0(void)

{

printf("'");

setTimeout(print_0, 10);

}

void testCoroutine(void)

{

    crCREATE(testCoroutine);

    crSTART();

    for (;;)

    {

        printf("1");

        crDELAY(10);

        printf("2");

        crDELAY(10);

        printf("3");

        crDELAY(100);

    }

    crEND();

}

加速規的使用

規格是用來量機器傾角。

設定讀值最大為2G，回傳值是16位元有號數。

所以值會是32767~-32768。因為有三軸，平時會量到重力。

期望重力上的軸會出現一個16384或是-16384的值。

數值上以Q值來計算，就完全不需轉成浮點。

以1G acc為單位來看，直接採用Q15格式就完全符合1G的使用。

有夾角計算，三角函式應是會用上。

實驗時只有簡單寫成單軸值檢知，一但絶對值小於0.707，就是超過45度。

所以造了一個Q16格式的cos表格，依設定角度值取cos值，加速規和表格移位到同單位Q值一比就結束。

然後是任意角度傾角計算。要先記住啟動時的三軸值。

然後又是三角函式了。這裏用的是向量內積計算，向量內積值有夾角cos的值在內。

因為已是低頻省電下的計算，計算力有限。就當成1G重力下角度計算，不用去算向量長度。

直接就是啟動時重力向量值及現在的重力向量值內積(只有乘加法計算)，再移位到同單位Q值，和cos表比對，程式完成。

第一次寫程式計算力小時8051，省電下的計算可以在整數系統內完成這個任務。

PWM做DAC結果

以前的資料，放上來查

測試PWM變動後電壓上升率

測試PWM變動後電壓下降率

連續性測試

放大圖

STM32MP1 使用前分析

MCU進入多核時代，但結構不如我想的。

一般CPU多核是走同質多核。

但MCU不是，不管是NXP或是ST走的是異質多核。

MCU為何不能走同質多核?一定有問題才會走不下去。

因為異質多核對使用者不是有利的，要控制二個核心已是不易，更要做異質核操作，難上加難，若非有困難一般不會如此。

話說NXP的異質多核也出了好幾年，看來還是沒有解決同質核問題。ST也一樣。

看了一下架構圖，好像是以M4核為中心，但又不太對。

我看到的是以記憶體管理界面為中心，再掛上二組核心Dual A7及M4。

Dual A7可以管理的界面只有記憶體，ethernet，USB，SDMMC。其他的全在M4上。

也就是所有高速的資料全給Dual A7，IO全給M4。

以MCU應用來看，Dual A7才是co-processor，專門做資料處理用的處理器。

從軟體看過來，也是以M4為開機。

因為A7執行效率很高，幾乎只能在RAM中執行才能發揮。

M4及A7可以執行不同的作業系統，A7有OpenStLinux可以用。M4可有可無。

這個軟體架構和PC/BIOS的關係相同。也就是M4的工程師是BIOS工程師，A7則為PC工程師。

只是這個BIOS的腳色比PC重很多。

再來是應用領域，需要資料及IO控制。影像處理相關的可能性比較大。

和Raspberry Pi比起來，BIOS這一側的功能強化，等於在機器人應用上會更強。

或者想成Raspberry Pi+STM32原本是分開的，現在以STM32MP1合併起來。

利用Vrefint校正ADC

電池相關裝置，因為省電，一般不會安裝穩壓元件，Pin數少的MCU也無外部Vref可用。

可以利用STM32內建的ADC_IN17生成的固定電壓源做數值校正。
aADCxConvertedData[4]就是ADC_IN17，預設值為1510，若是現值變了，轉換值就存於v_factor。故ADC取值成功，就先做轉換值計算，其他的ADC值就可以依轉換值回推到原值。

int v_factor;

unsigned short adc_value[ADC_CONVETED_DATA_BUFFER_SIZE - 1];

#define V_STD (1510)

#define V_FACTOR_SET(n) (v_factor = ((V_STD << 16) / (n)))

#define V_FACTOR_ADJ(x) (((x)*v_factor) >> 16)

HAL_ADCEx_EnableVREFINT();

MX_ADC_Init();

HAL_ADC_Start_DMA(&hadc, (uint32_t *)aADCxConvertedData, ADC_CONVERTED_DATA_BUFFER_SIZE);

crDELAY(xHandle, MS(2));

V_FACTOR_SET(aADCxConvertedData[4]);

adc_value[0] = V_FACTOR_ADJ(aADCxConvertedData[0]);

adc_value[1] = V_FACTOR_ADJ(aADCxConvertedData[1]);

adc_value[2] = V_FACTOR_ADJ(aADCxConvertedData[2]);

adc_value[3] = V_FACTOR_ADJ(aADCxConvertedData[3]);

量子時代

手機是現科技及經濟指標產品。它的下一代也是科技方向。所以再下去就是量子時代。

鏡頭用量子光學薄膜，取代光學透鏡。

螢幕色彩用量子點，可以自由控制發光波長。

環境檢知(AR用)雷射，用量子光陷阱共振腔。

通信用量子加密。

服務用計算機是量子電腦。手機上會不會引入量子電腦看來只是時間上的問題。

觸控用的石墨烯運作原理也和量子有關。

記憶體不知何時會有量子記憶體。

只剩下電池還沒有看到量子插手，但不保證。

看來已不是只有量子霸權問題，根本是進入量子時代。

FreeRTOS標準化最後一哩路:POSIX

MCU一直無法標準化的一項原因在於RAM/ROM太小且計算力不足。
所以RTOS才會推展速度不快。
MCU受限最大的資源是RAM。而PC資源上RAM往往是不缺的，不管做什麼事都在RAM上。
MCU卻是RAM的限制，RTOS無法有效用，解譯器也不太能用，其他標準化都不易。
但QSPI XIP解除限制，使得MCU上的RAM增加到可以用的量。可以說快要進入RAM應用的爆發點。

RAM足用的狀況下，第一個使用的管理軟體就是RTOS。
然後只差人工修整PC函式庫去符合MCU的使用環境。

這回Amazon助推了一把，實現的FreeRTOS POSIX界面。這樣人工修整的地方又可以少了很多。
MCU上的RTOS具有POSIX的不是新鮮事。這是廢話，只是發表性文章還是要再重提一次。要錢的RTOS都有提供。
但免費是一種力量。所以免費RTOS上有提供POSIX會直接將MCU推入高生產力程式設計。
再加上一堆Code Generator負責解決底層驅動問題。MCU程式生產力開始變成一種工程性設計，跳開以前的藝術性設計。

工程性設計：模組化，工具化，拼裝。都是為了可以快速生產而產生的。但要會用，自然要會它的SOP。不像藝術性程式設計，是個人化舞台。工程性設計是可以打群戰，更可以做到不同裝置不同人寫及驗證。然後組合後還可以正常運行。
MCU一直是單兵作戰的市場，但現在情況有變。RTOS及POSIX未來將變成高生產力的標準工具。心有餘力的工程師還是早早做準備。我知道很多人才從組合語言的坑中爬出來重新適應C，但再下來是RTOS及軟體工程這個大坑。

STM32 QSPI Flash XIP對MCU開發之影響：架構部分

QSPI Flash帶來了什麼：

MCU除了工業控制外，大部分對於價格是敏感的。消費性產品只能用1美金以下的MCU，一般應用在3美金，工控也無法超過10美金。

QSPI Flash容量32Mb=4MB報價為0.3美金，除了消費性產品，對成本所造成的壓力還可以接受。一但使用上手，預估會有爆發性成長。

最重要的功能是XIP( Execute in place )中文叫在地執行，就是QSPI Flash全顆內容可以直接映射到MCU記憶體空間上，還可以執行程式。程式空間等於大幅增加，可以容納的程式更多。

新的MCU則是加大RAM的容量，相同價格下RAM容量也增加數倍。

架構規劃：

這個部分主要是評估使用架構在限定的硬體條件下是否可以完成韌體規格。

以往因為程式區不大，常常都不會安裝RTOS。

除了RTOS對很多工程師來說是一個不太確定的核心(遇到問題無法解決)。

另外是怕空間不足。像是省下EEPROM而使用internal Flash做參數存放區，而利用掉。

但以QSPI Flash的空間來說，已經沒有限定使用的理由。唯一的理由只剩下工程師自己了。

以STM32來說，STM32CubeMX(驅動程式產生器)可以很方便的就將FreeRTOS引入使用，完全不用理會如何安裝RTOS。

以正規的RTOS來說，開一個工作元(Task)都會消耗RAM，但FreeRTOS有另一種方法(=Coroutine)可以做到類Task又只需很少的RAM。

就算是只有10KB的RAM來說，要Run FreeRTOS也不是難事。

為何使用QSPI Flash RTOS會變得重要，主因是程式變多了。以往寫程式到一定程度，程式空間滿了，老闆就不會再要求新加功能。

現在這個理由消失，以前寫個128KB就可以阻止老闆的野心，現在要寫到4MB看來很難了。

要填滿4MB並非不可能，但不是一個人做，是數個人一起做。不同人同時寫一個MCU，若不用RTOS，是整合不起來的。

再來還有一個限制RAM。不過RAM的限制會有其他方案來擴張。

QSPI Flash使MCU對記憶體限制少了。相對軟體規格增加，對軟體管理功能也要一併提升，好的方法就是引用RTOS。

多模組整合：

程式空間加大，一定會引用一堆Open Source函式庫，有些還是從PC來的，它是有OS的環境。在MCU上RTOS的行為和PC OS相似，要引用也是需要RTOS。

再來是模組之間的格式必然不同，小型軟體介面就是為了膠合不同模組而來的。寫得好，還可以分給不同裝置來使用。

個人就有將Xmodem整理起來，可以用在不同的通信上(UART, SPI等)做為PC資料傳輸用。

只用一套程式，應用於不同裝置上，對軟體穩定性是一種考驗，但相對弄好就很穩定。

RAM超載的處理：

QSPI Flash容量雖大，相對RAM就小很多，RAM變成限定資源。

RAM是有可能因為工作量增加而產生超載。這是需要處理的，必須在架構一開始就對不同的工作想好方法，後補都是很危險的事。

處理方法只有二種：資料丟棄，或是部分工作放棄。

資料丟棄只要決定好放棄是新的還是舊的，只要不要損壞工作就好。

部分工作放棄比較難做。要決定部分程式不執行。有RTOS則又簡單得多，優先權設定可以解決這個問題。

另外多利用區域變數或是動態記憶體的方式也是解決的方法。

ROM表格及Hook的應用：

因為ROM大很多，有些設定資料其實變動有限，直接轉成固定值表格(資料結構陣列)，再用Hook(=pointer)指向正在作用的資料內容。

這一類的程式會增加很多，因為ROM不用完，就好像是老闆失職，只好用這種方式吃掉ROM。

用得好，還可以一口氣將相同機台，不同客戶設定或是程式整合進來。

Ram內執行函式不再用：

以往在寫入Flash更新時，要將Flash寫入函式複製到RAM上再執行。現在改成由剩下的64KB internal flash來執行。

剩下的internal flash除了取代RAM function外，也是User Boot Loader的使用區域。QSPI Flash完全存放應用程式。

小型直譯器：

另類除錯方法，在系統存活時做測試用。用來補償RTOS存在時無法做單步除錯動作。但做單元測試很好用。

個人很看好這個應用，做得好時，可以動態新增使用者程式，在不用全機升級的狀況下做小功能新增。

以往直譯器對MCU來說很吃資源，現在則可以有效使用。

但目前QSPI Flash XIP也有缺點，就是Compiler支援不足。舊版本無法將程式配置在QSPI Flash上。又要做Compiler升級才行。

程式設計的層次

是我太敏感?

教程式，但一直覺得少了什麼。

外型，使用上都對，但就是少了一點點。

就像廚師學徒，拿到對的菜料，做出來的菜顏色也對，用看的看不出問題，但就是少了一點點佐料，整個味道就是出不來。

然後我提出程式設計層次，是個人學習不同方法所得的，以C為例

1. 程式語言控制

   基本語法的使用，主要在程式可以執行出想要的結果。

   換成不同語言，就會重來。像從組合語言轉成C，很多人重建程式語言控制不如預期，會退回去。

2. 資料結構

   程式不只處理單次資料，不斷的有資料會進來。於是要學會多種不同型式的資料處理。

   然後就會將資料打包，以方便程式可以做批次處理。也就是處理一整包的資料。若不這樣做，程式會很散亂。

   大一點的程式也會出現管理問題。

   圖型處理很考驗這個等級。

3. 結構化程式設計

   資料結構化了之後，發現程式也可以。同時認知程式其實是以資料處理為主。程式設計開始有架構性。也開始有簡單的程式模型行為：資料流，控制流。在控制流上的數值，可以改變程式執行流程。一般人會利用switch case等結構做為主體。

4. 函式指標

   因為結構化程式設計對於規格改變會有較大的程式調整，就是改switch case的內容。但不可能每次都可以小調整。運用函式指標可以得到更大的靈活性。控制流以函式指標做切換，大幅簡化程式架構。使得修改及管理變得很方便。

5. 物件化資料結構

   將函式指標和資料結構合起來管理的方法。軟體規格開始工程化。C只能做到這個地步。

   作業系統會寫，就算是這個層級畢業了。因為已可以動態新增工作。

6. 物件導向程式設計

   變成程式架構設計，物件可以在需要時才生成，沒有用時消減掉。需要語言支援。但理論仍可以套用到C及MCU設計上。架構設計個人一直卡很久，直到學了電腦語言設計才知道如何使用。

   原來可以利用程式新創另一個執行模型，一般就是創造一個新的語言。一個語言有自己的心中思想，有些部分想到靈活化，有些部分想要簡化(中間步驟要自動化)。

最後二階必須要學會作業系統設計及電腦程式語言設計才算是畢業。