1us Lチカ

投稿日:

2016年 謹賀新年、あけましておめでとうございます。おせち料理も31日と1日で食べつくしてしまいました。

さて、今年最初のブログですね。0.000001秒のLチカをロジックアナライザーでモニタリングして光らせてみました。

あと、オレンジパイで、8本のGPIO を使って安価なロジックアナライザーで採取できるかも確認してみました。

 

サンプルプログラムを採取したデータが以下です。8本分は取れていますが、速すぎるところは取りこぼしているようです。

1

矢印は500ns で光っている部分で採取に失敗し、取りこぼす事がありました。このあたりが2Mhz の限界なんですね。今のファームウェアとソフトウェアだとこれが限界のようです。

2

複数のLED は、blink ファンクションにて光らせていますが、呼び出しと初期化の処理で250us 程度使っているようです。

3

usleep 関数を使っても思ったより、処理に時間がかかるようです。1us を指定して光らせているんですが、実際は69us 光っています。nanosleep を使っても66us は使われてしまうようで、1us を光らせる為にwhile で調整してみました。

4

サンプルのプログラムは以下です。

/*
 *  +-----+-----+----------+------+---+--OrangePiPC--+---+------+---------+-----+--+
 *  | BCM | wPi |   Name   | Mode | V | Physical | V | Mode | Name     | wPi | BCM |
 *  +-----+-----+----------+------+---+----++----+---+------+----------+-----+-----+
 *  |     |     |     3.3v |      |   |  1 || 2  |   |      | 5v       |     |     |
 *  |   2 |  -1 |    SDA.0 |      |   |  3 || 4  |   |      | 5V       |     |     |
 *  |   3 |  -1 |    SCL.0 |      |   |  5 || 6  |   |      | 0v       |     |     |
 *  |   4 |   6 | IO6 PA06 |  OUT | 0 |  7 || 8  |   |      | TxD3     |     |     |
 *  |     |     |       0v |      |   |  9 || 10 |   |      | RxD3     |     |     |
 *  |  17 |  -1 |     RxD2 |      |   | 11 || 12 | 0 | OUT  | IO1 PD14 | 1   | 18  |
 *  |  27 |  -1 |     TxD2 |      |   | 13 || 14 |   |      | 0v       |     |     |
 *  |  22 |  -1 |     CTS2 |      |   | 15 || 16 | 0 | OUT  | IO4 PC04 | 4   | 23  |
 *  |     |     |     3.3v |      |   | 17 || 18 | 0 | OUT  | IO5 PC07 | 5   | 24  |
 *  |  10 |  -1 |     MOSI |      |   | 19 || 20 |   |      | 0v       |     |     |
 *  |   9 |  -1 |     MISO |      |   | 21 || 22 |   |      | RTS2     |     |     |
 *  |  11 |  -1 |     SCLK |      |   | 23 || 24 |   |      | SPI-CE0  |     |     |
 *  |     |     |       0v |      |   | 25 || 26 |   |      | CE1      |     |     |
 *  |   0 |  -1 |    SDA.1 |      |   | 27 || 28 |   |      | SCL.1    |     |     |
 *  |   5 |   7 |  IO7 PA7 |  OUT | 0 | 29 || 30 |   |      | 0v       |     |     |
 *  |   6 |   8 |  IO8 PA8 |  OUT | 0 | 31 || 32 | 0 | OUT  | IO9 PG08 | 9   | 12  |
 *  |  13 |  10 | IO10 PA9 |  OUT | 0 | 33 || 34 |   |      | 0v       |     |     |
 *  |  19 |  12 | IO12PA10 |  OUT | 0 | 35 || 36 | 0 | OUT  | IO13PG09 | 13  | 16  |
 *  |  26 |  14 | IO14PA20 | ALT3 | 0 | 37 || 38 | 0 | OUT  | IO15PG06 | 15  | 20  |
 *  |     |     |       0v |      |   | 39 || 40 | 0 | OUT  | IO16PG07 | 16  | 21  |
 *  +-----+-----+----------+------+---+----++----+---+------+----------+-----+-----+
 *  | BCM | wPi |   Name   | Mode | V | Physical | V | Mode | Name     | wPi | BCM |
 *  +-----+-----+----------+------+---+--OrangePIPC--+------+----------+-----+-----+
 *         ^^^^ Pin NO                                                   ^^^^ Pin NO
 * 1us LED blink.
 * building ex) gcc -lwiringPi -lpthread -I/usr/local/include -L/usr/local/lib -levent -o 2016blinkall 2016blinkall.c
 * 
 *
*/
#include <sys/time.h>
#include <time.h>
#include <unistd.h>
#include <stdio.h>
#include <wiringPi.h>

#define MSEC 1
#define USEC 33
#define NANOSEC 1000

int blink2(int led, int delay);

int main (void)
{
  int led;
  int i = 0;

  while (i < 3)
  {
    blink2(16, 1000);
      blink2(15, 1000); //Next blink 250 us
      blink2(13, 1000);
      blink2(9, 1000);
      blink2(5, 1000);
      blink2(4, 1000);
      blink2(1, 1000);
      blink2(6, 1000);

    i++;
  }

  delay (MSEC);
  return 0;
}

int blink2(int led, int delay){
    // unsigned int usecs;
    // usecs = delay;
    // sec = delay;
    led = led;
    int i = 0;

    // nano sec
    struct timespec nano;
    nano.tv_sec = 0;
    nano.tv_nsec = delay;

    wiringPiSetup () ;
    pinMode (led, OUTPUT) ;

    digitalWrite (led, HIGH) ;
    nanosleep(&nano, NULL); // 66us
    // usleep (usecs) ; // 66us
    // delay (delay);
    digitalWrite (led,  LOW) ;
    usleep (1);

    digitalWrite (led, HIGH) ;

    // 1us
    while (i < 100)
    {
        i++;
    }
    digitalWrite (led,  LOW) ;
    usleep (1); // 66us

    digitalWrite (led, HIGH) ;
    // 500 ns
    digitalWrite (led,  LOW) ;
}

GPIO の8本を同時に処理させるにはどうしたらいいんでしょうかね。マルチスレッド処理ですかね?シフトレジスタに投げて、一括処理とかですかね?

 

前ちょっと触ったイベント処理のlibevent とかを使うとどのくらいの精度になるんでしょうかね。いろいろ疑問がわいてきます。

E-ink を表示するためにはまだまだ超えないといけない山がたくさんあるようです。

なんとか、春までには表示したいんですが。こつこつとやっていきます。

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