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。