い～めも

2014/06/22

LPC15xxのSCT(2)

その後もLPC15xxのSCT (State Control Timer)についてアプリケーションノートなども見て考えましたが、結局、やりたいことは実現できそういないかな、というのが今の結論です。

結局、一番やりにくいのが
「ソフトウェアからイベントのトリガを生じさせられないのでは？」
という点です。見落としているのかもしれませんが…。

変則な手としては、ソフトウェアからGPIOに出力し、SWM (SWitch Matrix)経由でSCT inputに信号を入れる、というのができるかもしれません。感覚としては、何かな～、というところです。

デューティ比を更新すること自体は、reload register (別のマイコンだとshadow registerって言うのかも)があって、割り込みなど連動させてうまくreload register更新していけば、デューティ比更新していけそうです。これは、cookbookにもサンプルがありました。

そんな感じで、最近は横道にそれて、他のマイコン(dsPICとか)ではどうか?とあちこちデータシートをつまみ食いして回ったりしてます。

2014/06/15

LPC15xxのSCT(1)

考えとかまとまってないですが、たまにはブログ更新しようかなというので、メモ的な内容です。

最近、NXPのマイコンLPC15xxのSCT (State Control Timer)をいじってみています。ひとまずの実機はLPCXpresso 1549です。

SCTは1個で出力10chあって(Largh SCTの場合)、かなり複雑な信号生成ができそうです。電源制御やモーター制御の場合、3相で6ch、ブレーキなどがあっても7chで足りることが多そうなので十分そうです。

が、私が以前仕事で作ったのは12ch以上必要で、そういう場合はSCT 1個では足りないので2個以上を同期連動させることになりそうです。電源制御などでは、単にchごとのデューティ比がそろっていればいいのではなく、各chが同期している必要があるので考慮が必要です。厳密にいうと

運転開始時の信号の挙動がきっちり決まること
運転中にノイズなどによっても信号の位相がずれないこと
運転停止時の信号の挙動がきっちり決まること

といったことが求められます(私が関わったのは試作品だったので、実際の製品だともっと厳しいかもしれませんが)。

その仕事の時は別のマイコンを使っていたのですが、複数のPWMモジュールを同期させる仕組みがきっちりしていたので、若干のひねりは必要でもユーザーマニュアルやアプリケーションノートを見れば実装できました。

LPC15xxのユーザーマニュアルやSCT関連のアプリケーションノートをあたった限りでは、複数SCTの同期についてドンピシャな説明は見当たりませんでした。SCTの場合、SCT0とSCT1でカウンタを同期させるという説明は無かったですが、SCT0とSCT1間での信号接続はあるので、それを使って同期させるのかなと考えています。ユーザーマニュアルによれば下図のような接続関係があるようです(UM10736 "LPC15xx User manuarl"より引用)。

そこら辺から考えて、以下のような方法でいいのではないかなと (まだ実機で試してはいませんが)。

SCT1のHALTはソフトウェアで解除しておいてSTOP状態にしておく
SCT0からカウンタクリアされる時にSCT1にパルスが出るようにしておく(SCT0のイベント2つ使う?)
SCT1ではSCT0からの信号でSTARTするようにしておく（SCT1のイベント1つ使う)
SCT1でSCT0からの信号とSCT1カウンタがずれたらエラーとして止まるようにしておく(SCT1のイベント1つ使う)
SCT1でエラー検出したら割込か制御信号経由でSCT0も止める

運転開始時はSCT0に対してSCT1が1周期だけ遅れそうですが、制御信号の振り分けを選んで、ソフトスタートにすれば対処できるかなと。

いずれにしても、もちょっとドキュメント読み込んで実機でも試してみないとな、というところです。

PWM信号だけなら、FPGA使えば10chでも20chでも簡単に出せるのですが、A/Dとか通信とかの総合的な部分ではマイコンがやりやすいので、LPCの系列で実現できればmbedなどとの絡みでも良好かなと。

2014/02/09

GNU Screenの日本語表示ズレ

ブログが放置状態なので、何か書こうかなというので、GNU Screenの日本語表示ズレについてです。

Putty + Screen + Vimで日本語を表示していると、表示がずれることがあります。

具体的には以下のような文字が含まれる行を編集したりコピーペーストしたりした場合です。

×÷○□※

調べてみると、どうもScreenに問題があるようです。

ちなみに各ソフトウェアのバージョン・設定等を抜粋するとこんな感じです。

Putty

バージョン: 0.63-jp20130916
リモートの文字セット: UTF-8(CJK)
CJK用の文字幅を使用する: Off
端末タイプを表す文字列: xterm-256color

リモートPC

CentOS 6.5 (x86_64)
$LANG: ja_JP.UTF-8

GNU Screen

yumでインストールした screen.x86_64 0:4.0.3-16.el6
screen -Uで起動

yumでインストールしたvim-enhanced-7.2.411-1.8.el6.x86_64
~/.vimrcでset ambiwidth=double

特にPuttyのUTF-8(CJK)というのと、Vimのambiwidth=doubleはこう設定していないと、上記以外の文字("～"など)でも表示に影響が出るようです。

それでもズレるというので、これまでは表示がずれたらCtrl-lで再描画させて凌いでいたのですが、ふと気になって調べて対策してみました。

ズレですが、FreeBSDでは起こらなくて、CentOSでは起こるというのの気がつき、FreeBSD Portsに含まれているopt-cjkwidthというパッチが効きそうというのが分かりました。

それで、手動でパッチをあててビルドしたら解決かと思いきや、CentOS上でScreenがconfigure & makeではビルドできず、手間がかかりました。

さらに調べてみると、yumでインストールされるパッケージは、素のscreen-4.0.3にいくつかパッチが適用されてビルドされているようです。ということで、最終的には以下の手順でビルド・インストールしました。

ScreenのSRPMパッケージをダウンロード、インストール
opt-cjkwidthパッチをコピー
SPECファイルを変更
RPMパッケージを作成
前から入っているScreenをアンインストール
生成したRPMパッケージから修正版Screenをインストール

詳細な手順は以下のようになりました。

ScreenのSRPMパッケージをダウンロード、インストール

手っ取り早くwgetでダウンロードし、rpmコマンドでインストールします。

wget 'http://vault.centos.org/6.5/os/Source/SPackages/screen-4.0.3-16.el6.src.rpm'
rpm -ivh screen-4.0.3-16.el6.src.rpm

一般ユーザ権限で実行して、~/rpmbuild/にファイルが展開されます。

opt-cjkwidthパッチをコピー

FreeBSDの/usr/ports/sysutils/screen/files/opt-cjkwidthを~/rpmbuild/SOURCES/にコピーします。
手元にFreeBSD PCが無くても、Web上からopt-cjkwidthパッチは取ってこれると思います。

SPECファイルを変更

~/rpmbuild/SPECS/screen.specを編集します。

opt-cjkwidthパッチを適用するように他のパッチを真似て以下2行を追加します。

Patch15: opt-cjkwidth
...
%patch15 -p0 -b .cjkwidth

他のパッチはほとんどが-p1となっていますが、opt-cjkwidthは-p0にします。

RPMパッケージを作成

rpmbuildコマンドでビルドを行いRPMパッケージを作成します。

rpmbuild -bb ~/rpmbuild/SPECS/screen.spec

必要なパッケージが足りない場合はエラーメッセージが出ますので、パッケージをインストール後に再度rpmbuildコマンドを実行します。私の場合は以下のように不足パッケージをインストールしました。

sudo yum install ncurses-devel pam-devel libutempter-devel texinfo

ビルドできると~/rpmbuild/RPMS/x86_64/screen-4.0.3-16.el6.x86_64.rpmができています。

前から入っているScreenをアンインストール

yumでインストールしたScreenをアンインストールします。この作業が必要なのかよく分かっていませんが念のため。

sudo yum remove screen

生成したRPMパッケージから修正版Screenをインストール

以下のようにrpmコマンドで作成したRPMパッケージからScreenをインストールします。

sudo rpm -ivh ~/rpmbuild/RPMS/x86_64screen-4.0.3-16.el6.x86_64.rpmd

2013/01/23

ZedBoardでDSLiteを拡大表示

今回はZedBoardでの作例を書いてみます。
ずいぶん前に製作してたのですが、写真の用意など遅くなって今更ブログに載せてみることになりました。

全体像がこんな感じです。

DS Liteを改造して表示画像をFullHD級にリアルタイム拡大する、というものです。
いわゆる偽トロキャプチャの亜流って感じでしょうか。
拡大等の処理はZedBoard上のZynqで行ってます。
Androidと接続していて、Android側を操作することで拡大率や拡大アルゴリズムを切り替えられるようにしています。

残念なのは改造の都合で、上下2画面の下側しか取り出せなかったことです(^^;

ブロック図にするとこんな感じです。

元の画像は256✕192ピクセルです。対して、表示モニタは1,920✕1,080。
上の写真は拡大無しで表示しているので、左上に小さく出てるな～って感じです。
一応、よって写真とるとこんな感じ。

これを拡大率をあげていくと……こんな風になります。

最終的に縦幅をフルにしたところで5倍ちょっとです。
写真撮ってないですが、もっと高い倍率でも動きます(その場合、当然、元画像の一部分が画面いっぱいに表示されることになります)。

拡大率だけじゃなくて、拡大アルゴリズムも切り替えられます。
両方とも、教科書に載ってる基本のアルゴリズムです。
上がニアレストネイバ、下がバイリニア(ちょっとエッジ強調入れてます)です。
あんまりうまく写真撮れてませんが……。

DS Liteの改造はこんな感じです。
液晶へのフラットケーブルこねくたの半田付け部分にUEWを半田付けしてます。
あと邪魔だったので、GBAカセットのコネクタは取っちゃってます。
半田付けがめちゃ疲れました……。

Android周りは一旦PICマイコン(PIC24FJ64GB002)に接続してからZedBoardに接続してます。
Android-PIC間はMicroBridgeで接続しています。
PIC側の実装は石井さんのmicrobridge-picではなくて、自分で実装したものを使ってます。
PIC-Zynq間はPIC側がマスターのSPIで接続しています。

Androidの画面はこんな感じです。

拡大率をシークバーでずるずるできます。
見た目では分からないのですが、下の黒い領域でピンチイン/ピンチアウトしても拡大率が変わるようにしてます。

とりあえず、わーっと写真披露した感じです。
お小遣いで買えるぐらいのFPGAボードでもFullHD(1,920✕1,080) 60fpsとかが扱えるんだぜ、ということで。

後日、部分部分で取り上げて、もう少し詳しく書くかも?です。

2012/12/14

FT311Dの設定

　引き続き、チップ単体そのままでADKが実現するFT311Dについてです。

　ADKは機器をAndroidに接続した時に機器を区別して立ち上げるアプリを別々にできるように文字列を送る仕組みになっています。
FT311Dのデフォルトは以下のようになっているそうです。

Manufacture : FTDI
Model (FT311Dのモードに以下のいずれか)

FTDIGPIODemo
FTDIUARTDemo
FTDIPWMDeomo
FTDISPISlaveDemo
FTDISPIMasterDemo

Version : 1.0
Serial : VinculumAccessory1
Description : Vinculum Accessory Test
URL : http://www.ftdichip.com

データシートによれば、これらは設定ユーティリティを使ってWindowsPCから書き換えられるそうです。

確かに設定ユーティリティがダウンロードできます。

こんな画面です。

　ですが、Development ModuleとどうやってPCと接続するのか分かりません。基板はUSB Type-Aコネクタですから、USBケーブルでは繋がりませんし…。

ユーティリティのドキュメントは「AN212 User Guide for FT311 Configuration Utility V1.0」らしいのですが、FTDIのウェブサイトにはまだ上がっていないようです。

　もしかして「VNC2 Debugger/Programmer Module」が必要なのかも?

ひとまずは、デフォルトのままでも困らなさそうなので、このまま使おうと思います。

FT311D Development Moduleを動かしてみました(その2)

　前回に引き続きFT311DのDevelopment Moduleを動かしてみました。

今回は簡易ロジアナを接続してどんな波形が出てるか見てみました。

GPIOモード

　まずはGPIOモードを見てみました。

モードは基板の3つのジャンパプラグで選べるようになっています。

下図の丸で囲んだ部分です。基板のシルク印字に従ってOpen/Closeを設定してから電源入れるとOKです。

　GPIO0とGPIO6を出力にして波形を見てみました。

まったく同タイミングで立ち上がっているようです。

　どうせ後で簡易ロジアナを使うならGPIO0～GPIO6全部を観測すれば良かったのですが、この時点ではオシロで測ってました。

おそらくですが、GPIO0～GPIO6は全て同一タイミングで変化するんじゃないかと想像してます。

　力業で何かのプロトコルを実現するのもできそうですね。

　GPIOの状態ですが、Androidのアプリが終了しても維持されるみたいです。

AndroidとのUSB接続が切れた時にFT311D側がリセットされるようで、出力に指定していたピンもハイインピーダンスになるみたいです。

PWMモード

　次はPWMモードで動かしてみました。

簡易ロジアナでPWM0, PWM1, PWM2を見てみました。設定は

周期1ms
PWM0 デューティ 20%
PWM1 デューティ 40%
PWM2 デューティ 60%

としてます。

周期は1～250msを1ms単位で、デューティは5～95%を1%単位で指定できるみたいです。デモアプリの動きを見ると、デューティは0%も指定できるみたいです。

　波形はこんな風でした。

チャンネル間で立ち下がりが一致する形で動いているのが分かります。

　PWMモードもAndroidのアプリが終了しても信号出力は維持されるようです。

AndroidとのUSB接続が切れた時点で全チャネルLowになるみたいです。

SPI Masterモード

　最後にSPI Masterモード (FT311Dがマスターになる) を試してみました。

　デモアプリから何バイトかWriteしてみてSS0, CLK, MOSIを観測してみました。

上から3Byte, 4Byte 8Byteを送出した場合です。

3Byteの時は時間分解能が異なります。

　SSをかなりがっつりアサートしているようです。まぁ、きわどいのよりはいいです。
若干不思議なのは、送出バイト数によってSSの立ち上がりタイミングが遅くなったり早くなったりするみたいです。細かいことですが…。

　1Byteを送出した時のCLKとMOSIはこんな感じでした。
SPIはモードが4つありますが、FT311Dでは Androidのアプリ側から設定して切り替えられるようです。

　アプリの準備などができたら、どのくらいのレートが出るか測ってみたいな、と考えています。

2012/12/13

FT311D Development Moduleを動かしてみました

　ZedBoardも触ってはいるのですが、
FTDI社のFT311D Development Moduleが届いたので、とりあえずAndroidに接続してみました。

　FT311DはそのままでAndroidに接続するだけでADKが使えるというチップです。
FT311D側がUSB Hostになって、Androidに給電しながら動く形です。

コンフィグピン(3bit)の設定で

GPIO (7bit)
UART (1ch)
PWM (4ch)
I2C (1ch)
SPI (1ch, FT311Dがスレーブ)
SPI (1ch, FT311Dがマスター)

のどれかで動作させられます。(追記:PWMが抜けてたので直しました2012/12/13)

　これまでAndroidに何か繋ぐとなると、Arduino, PIC, mbedなんかでMicroBridgeかADKという感じでしたが、

簡単なGPIOや、ともかくUARTでいいって場合には、もうこれでいいんじゃない、というお手軽なモノです。

　FTDIサイトでデモアプリのソース、APKを配っています。

ひとまず、GPIODemoを試してみました。

　Nexus7 (Android4.2.1) で動かすとこんな感じで、すんなり動きました。

OUT BITMAPで0, 1をチェック
CONFIGをクリック
OUTDATAを操作して、WRITEをクリック

とすると、LEDが反応しています。

　次はNexus S (Android 4.1.1) に接続してみると…、動きません。というか画面が変です。

こんな感じです。

　どうもレイアウトがダメっぽいです。これでは右にあるはずのCONFIGやWRITEがクリックできません。

　ソースも配布されているので、手っ取り早くレイアウトをいじってみました。

手抜きですがこんな感じになりました。基本的にWidthとかMarginとかを小さい値にした感じです。

　これでなんとかCONFIGやWRITEがクリックできます。

　実際、接続してみると、操作しにくいですが動きました。

　このままGPIOなんかで使ってもいいのですが、
今後はFPGAとAndroidの接続に使ってみようかと考え中です。
Twitterで情報が流れてて、「あ、それがいいな」と。

　今までは

Android --(USB)-- PIC --(SPI)-- FPGA (PICでMicroBridgeを実装)
Android --(USB)-- MAX3421E --(SPI)-- FPGA (FPGA上のNiosIIにMicroBridge or ADKを実装)

とかやっていたのですが、FT311Dを間に挟むのがトラブらなさそうで良いかなと期待しています。

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