2008-10

2008-09

神無月。†

  • もうヨタ言やトンデモねたを書くのは止そう。現実化すると困ることばかりだ。

日記

  • リサ・ランドールの「ワープする宇宙―5次元時空の謎を解く」(Warped Passages)を１日数ページづつ読んでいる。
  • 誤解されないように書いておくと、これはトンデモ本ではなくて、真面目な物理の（一般向け）解説書だ。--ちょっと古い（２年くらい前の本だ）けどね。
  • ２０世紀の頭くらいから現在（ＬＨＣ）までの素粒子物理学の歴史のおさらいのような感じ。（あくまで一般向け、だけど内容は濃い）
  • 前半は読んでいると猛烈に眠気を催してすぐに寝てしまっていた。
  • いまようやく半分まで読んで、すこしだけ面白くなってきたところ。（結構ページ数あるんだ。）
↑

ＴＯＲＣＨＷＯＯＤ†

  • 実は以前ＮＨＫなどで放映されていたＢＢＣのドラマ、「ＤＯＣＴＯＲ　ＷＨＯ」の大ファンだったわけだが、
  • ＤＯＣＴＯＲ　ＷＨＯからスピンオフした（派生の）作品がＢＢＣやＢＢＣ　ＡＭＥＲＩＣＡで放映されているらしい。
  • この作品もかなり興味がある。見てみたい。
  • ＢＢＣのＢｉｇＢａｎｇホームページになぜかＴｏｒｃｈＷｏｏｄ：ＬｏｓｔＳｏｕｌｓというのがあって、雰囲気がＤＯＣＴＯＲ　ＷＨＯにとても似ていたので、ＴｏｒｃｈＷｏｏｄのことを知ったというわけ。
  • TorchWoodというのは、ビクトリア女王が設立したエイリアンと戦う組織（Ｍｅｎ　Ｉｎ　Ｂｌａｃｋみたいな奴）のことで、ＤＯＣＴＯＲ　ＷＨＯでも何回か出てきているのでおなじみかと思う。
  • よくみると、ＤＯＣＴＯＲ　ＷＨＯの文字を並べ替えるとＴＯＲＣＨＷＯＯＤになる（アナグラム）という話はGoogle先生から教わった。
  • 日本でも放映しないかな。無理っぽいけれど。
↑

Ｇｌｉｂの実装を見る†

  • GarrayとかGByteArrayのコンテナ構造を見ると
struct GArray {

 gchar *data;
 guint len;
};

とか、

struct GByteArray {

 guint8 *data;
 guint	  len;
};

になっていて至極シンプルである。

  • にもかかわらず、ＳＴＬの<VECTOR>のようなコンテナを実現しているので 何故だろうと思って、glib2のソースをapt-getして見ていたら
struct _GRealArray
{
 guint8 *data;
 guint   len;
 guint   alloc;
 guint   elt_size;
 guint   zero_terminated : 1;
 guint   clear : 1;
};

こうなっていた。

  • ライブラリを使う人には最初の２要素しか見せない。
  • 残りの要素はprivateということらしい。
  • やっぱりそういうことだったんだよなぁ・・・。

どう考えても *dataとlenだけでは管理しきれない。

  • 注意しないといけないことは、自分の構造体の中にGArrayやGByteArray の実体を含めるような書き方をしてはいけない、ということだ。
  • 実体はGRealArrayなので、サイズが異なり、メモリー破壊を起こす。
  • というかＣ＋＋のｎｅｗのように、GArrayのインスタンスを受け取るように しなければいけない。 
    GArray *a = g_array_sized_new( ... );
  • まあ、そゆこと。
  • 要素の追加に関しては、allocされた領域が十分残っているならば 
    data[len++] = add_data;
    のような感じに追加されるし、残っていないなら<VECTOR>と同じように 領域全体を拡張されたメモリーブロックにコピーしたのちに同じことが 行われる。
↑

ＵＳＢａｓｐのisp.cについて†

  • ＡＴｍｅｇａ８８のマニュアルＰＤＦに目を通しているが疑問点が１つある。
  • というのは、ＳＰＩのクロックに関しての記述だ。
  • ｍｅｇａ８８のＳＰＩはハードウェアクロックであり、分周比を３ビットで指定 出来る。
  • fclk/2〜fclk/128まで（７種類）だ。
  • なぜか知らないがfclk/64がダブっているので８種類はない。
  • では、-d<delay>のdelayが６〜２５５のときはどうするか？これが謎だった。

方法１

  • マスターなのにスレーブにして、クロックは別のポートから引っ張ってくる方法。
  • これだと、MISOとMOSIが逆転する。tiny2313のような感じ。
  • 配線が増える。
  • だけじゃなくて、低速モードのときにMISOとMOSIを反転させる外部回路が必要。

方法２

  • ハードウェアＳＰＩの機能を全部捨てて、SCK,MOSI,MISOの全部を単なる独立した I/Oポートとしてセットアップし、完全ソフトウェアＳＰＩで行く。
  • まだtiny2313のやりかたのほうがマシと思われるが、ＵＳＩではないのでそうするしかなさそうだ。
  • ＵＳＢａｓｐでは、後者の方法が取られていた。_hw()の関数と_sw()の関数を関数ポインタで切り替えていた。
↑

ＨＩＤａｓｐはほぼ日刊？†

  • 手持ち基板を少し改造して、ＵＳＢのＤ＋、Ｄ−の接続をジャンパー切り替えにした。
  • 旧回路での焼きこみチェックを行ってみた。
  • やっぱり買ってきたばかりのtiny2313では、１０回に３回くらい接続を認識しない。
  • RESETシーケンスを悪あがきしたバージョンがあったので、それに差し替えて、接続性に関してはＯＫか。
  • ＡＴｍｅｇａ８８を'-d0'で書くと、ベリファイエラーする。何故？
  • 無意識のうちに水晶を１２ＭＨｚ化していたのを忘れていた。
  • d0だと、ＳＣＫが３ＭＨｚになるが、これは 12MHz でマージン０になるようだ。読み出しだけはうまく行くことがある。
  • d1だと、数回の書き込み実行は成功した。
↑

今後の作業予定†

ｍｅｇａ８８

  • とりあえずＨＷ　ＩＳＰの機能くらいは入れておく。
    • ＳＷ　ＩＳＰの機能まで入れると、おそらく関数ポインタを導入することになる（それがＡＶＲでは一番効率がいい）ので 、まんまＵＳＢａｓｐのパクリになってしまい、面白くない。
    • なので、とりあえずd0〜d5までにしておく。
  • せっかくＲＡＭが１Ｋあるので、４０００サンプルくらいの高速サンプルをやってみる。
  • 但し、サンプル中はＵＳＢ応答が出来ないので、ＵＳＢが切り離される可能性がある。
  • アナログスコープを作ってみる（予定）

ｔｉｎｙ２３１３

  • アナログ比較器でＡ/Ｄとか考えてみる。
↑

ＨＩＤａｓｐをさらに高速化するのであれば・・・†

  • 高速化改良その４ でやりかけていた、インターリーブなisp処理を実装すると効果があると思う。

その場合の方針としては、

  • '-d0'のループアンロールをやめて、'-d1'を最速とする('-d0'は'-d1'と同じにする)
    • これは、'-d0'を使える場面が18MHz以上と、出番が少ないから、
    • そして、アンロールはメモリーを食いすぎるので。
  • ＨＩＤをやめて、libusb経由でドライブする（と、ＵＳＢａｓｐ同様に８バイトパケット送信の間の空き時間にisp出来る）
    • 内部の処理的には殆どＵＳＢａｓｐと同等になってしまうが、コマンド仕様はＨＩＤａｓｐとほぼ同じ。

そうすると、ＵＳＢａｓｐと同等の速度で'-d2'か'-d3'の書き込みが出来るような気がする（気のせい？）

技術的には出来そうな気がするんだけれど、それはもうＨＩＤａｓｐと呼ぶものではなく、ＵＳＢａｓｐ２３１３とでも呼ぶ代物であるので、実装するつもりは毛頭ない。

  • 単に２ｋに入れる練習にはなるよ。そりゃ。暇つぶしにはね。
avr-size --mcu=attiny2313 main.elf
  text    data     bss     dec     hex filename
  1930       2      54    1986     7c2 main.elf
  • 注意：manufacture,productsが１文字になっていて、さらにdelay()ループも取り去っているので修正が必要。
  • この実装からＨＩＤを外して、普通のコントロール転送にしたほうがＵＳＢａｓｐそっくりになる。
  • メモリー的にはぎりぎり境界線か？
  • ちなみに、本物のＵＳＢａｓｐのサイズはこれくらいある。 
    avr-size main.bin
 text    data     bss     dec     hex filename
 3540       2      65    3607     e17 main.bin
  • ＨＩＤデバイスだと何故駄目なのかはまだ追求していないんだけど、予想ではＨＩＤリクエストは優先順位が低いので、帯域制限が掛かっているのか、それともパケットのスケジュール上の優先度が低くて後回しにされるのか・・・。
  • 一応、ＨＩＤパケットの優先度が低い件については、要調査かな。
  • そういえば、瓶詰堂さんが書かれていた、ＨＩＤなのにlibusb経由でドライブする方法ってあるのかな。
  • そもそもＷｉｎｄｏｗｓでは、device.infにlibusb0.sysって書いておかないとlibusbが捌いてくれないような気もしている 。

参考書はこのあたりかな？

↑

謎な結果。†

一応、ＨＩＤパケットの優先度が低い件については、要調査かな。

そこで２択なんだけど

  • ＵＨＣＩ(intelホスト)に限定するなら、ＨＩＤでインターリーブ方式のisp書き込みを採用するとベスト。（転送４.８ｋＢ/秒でＵＳＢａｓｐと同等）
  • ＯＨＣＩ(AMD,SiS,NECホスト)なら、現行バージョンが今のところベスト。

但し、それぞれファームの書き方が変わるので、両方開発するのは大変だ。

  • そのまえに、（高々）ＬｏｗＳｐｅｅｄなのにそこまで速度を追求する意味あるのかな？と自問自答。
  • ｔｉｎｙ２３１３に焼いている限りだと、どっちでも充分。
↑

実はもうひとつ。†

  • 面白いことが分かってしまった。
  • ＯＨＣＩで、遅延を少し入れただけなのに妙に遅くなっている件を調べていたら、あることに気づいた。
  • ＯＨＣＩはＵＳＢバス帯域を余らせないで使い尽くす傾向がある。
  • ということは、ＡＶＲ側に多大なＣＰＵ負荷を与えている可能性が高い。
  • 遊んでいる暇を与えないのだ。
  • ＵＳＢパケットが流れてくる間中、INT1ハンドラ内で、割り込み禁止モードのサンプリングルーチンがＣＰＵ時間を食いまくっている。
  • で、間髪入れずにまた次のパケットが来る。
  • ということは、isp転送中は頻繁に、しかもかなりの間転送中断されている可能性がある。
  • 試しに、isp転送を行っている間割り込み禁止にすると恐ろしく処理が速くなった。

ところが話はそううまくはいかない。データは化け化けになるので、なにか対策が要るのだろう。

ＬｏｗＳｐｅｅｄ　ソフトＵＳＢは奥が深いのぉ・・・

  • ハードウェアＵＳＢプロトコルエンジン積んだマイコンより１０２４倍くらい面白いぞ。
  • なんだったら、自分でＵＳＢドライバ書いてみ。
↑

ＡＶＲＵＳＢ：flow controlを入れてみた。†

usbDisableAllRequests();
usbEnableAllRequests();
  • これをispの前後に挟むことで、USB割り込みが来にくいようにすれば速くなるのではないか。
  • 試してみた。
  • やや速くなった気がする（ただし効果はＯＨＣＩに限定）
  • というか転送限界に一歩近づいた？

と思ったら、ＡＭＤだと速いけれどＳｉＳだとちょっと遅くて実はあんまり変わらない。

  • やっぱり、FLOW_CONTROLあり、なしでの比較実験が必要？
  • ここ１月くらいで２０４８に縮める技をいろいろ会得できたのでＣＤＣデバイスを２０４８に入れようかな〜
  • と思っている。
  • recursionの田村さんが作成されたＣＤＣ２３１３は９６００が 限界らしいけれど、３８４００にしたいなぁ・・・
  • 自分の作ったAVR_termは１９２００はＯＫで３８４００だと文字落ちするので、落ちない３８４００がちょっと だけ欲しかったりする。
  • ＦＴ２３２ＲＬとかを貼り付けるハンダ技術があるなら、（ＦＴ２３２のほうが遥かに速いので）その必要すらないわけだけど・・・。
↑

usbRS2313†

  • 意外とあっさりできちゃいました。
  • ＵＳＢのＤ＋、Ｄ−を (D,3,2)に変更し、INT1 -> INT0 に戻して、Ｈ８/ｔｉｎｙのＵＳＢ接続基板（ＡＶＲ） のファームを更新したところ、あっさりとＨ８のモニタに接続できました。
    • 変更方法はusbconfig.hの (D,4,3)を定義しているところと、一番後ろのINT1の部分コメントアウトだけです。
  • ボーレートは１９２００ですが、なんか安定動作しているようです。
  • 所要メモリーは、某プロでだいぶ鍛えられたので、いきなり圧縮済。 
    avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex main.elf main.hex
avr-size main.elf
  text    data     bss     dec     hex filename
  1912      10      99    2021     7e5 main.elf
  • 速度３８４００での評価はまた後日。
↑

ボーレート変更を実装†

  • どうもPROGMEMに対するアクセスはマクロで書くと肥大化する。
  • いんちきくさいアセンブラで書いてみたところ。 
    avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex main.elf main.hex
avr-size main.elf
  text    data     bss     dec     hex filename
  1992      10     107    2109     83d main.elf
  • あまりメモリーがないです。(残り４６バイト）
  • フロー制御等はまだ未実装。
  • 特に送信バッファ溢れはちゃんと実装しないと。（未実装）
  • とりあえず５７６００でも使えている（接続先はＨ８モニタ）のでまあいいか。
  • Ｈ８モニタのＨＥＬＰメッセージが改行しない(LFのみ)というつまらんＢＵＧを自分で発見。わろた。 
    char melp_message[]=
 " .....\n"
 " .....\n"
 " .....\n";
  • これがＡＶＲ＿ｔｅｒｍでは改行表示になる。何故？
↑

ＭＩＤＩボーレートも実装。†

  • ＵＳＢでのフローコントロールが難しいので、送信バッファフルを別の方法で処理。
  • いよいよメモリーがない
    avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex main.elf main.hex
avr-size main.elf
  text    data     bss     dec     hex filename
  2030       2     114    2146     862 main.elf
↑

ＢＵＳＹ　ＬＥＤも実装。†

avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex main.elf main.hex
avr-size main.elf
  text    data     bss     dec     hex filename
  2010       2     106    2118     846 main.elf
  • あつらえたようなサイズだな（ROM=2048 RAM=128)
↑

ＡＴｔｉｎｙ２３１３の良いところ。†

  • 安い。
    • 石は１００円、水晶は５０円、あとはＣＲなのでせいぜい１００円以内。
    • Ｘｔａｌの負荷容量とかツェナーＤｉとか、無くても動くよ。もちろんあったほうがよい。
    • ＵＳＢケーブルは、壊れたマウスのしっぽを切って使えばタダ。コネクタ無しで基板にじか半田付け。
    • 使い慣れたので、ＩＣコネクタさえ使わなくなった。じか半田付け。
  • コード、データの詰め込みパズルが楽しめる。
  • ２０４８に達したら潔く諦めがつく。
  • だらだらと機能追加の必要がない。

充分安価な「電子ブロック」だ。

  • いや「電子ブロック」以上の優れたプログラミングＴｏｙだ。
↑

usbRS2313 改良†

  • ボーレートを任意整数で取れるように変更。 
    avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex main.elf main.hex
avr-size main.elf
  text    data     bss     dec     hex filename
  1984       2     106    2092     82c main.elf
  • PROGMEM table[] に対するテーブル引きをやめて、計算式を実行するようにした。
  • 若干精度が落ちる。しかたない。
    • 16bit演算を24bit演算にすれば改善できるが・・・２０命令くらい増えるだろう。
  • でも48000bpsとかも可能になった。
  • Ｈ８/ｔｉｎｙのほうも任意整数ボーレートが出来るので、変なボーレートで接続して遊べる。
  • 時間があればＭＩＤＩあたりも試せる。（もうＭＩＤＩ機器は死滅済み？）
↑

次のテーマはＰＳ２キーボードを予定。†

（プレステ２のＬｉｎｕｘに付いて来たやたらスペースバーの長い１０６のことじゃあないよ）

  • 突っ込む人いないけど念のため
  • ＰＳ２キーボードは９６００ボー程度の半二重シリアルっぽいやつ。
  • なんだけど各ビット同期のためのクロック信号は自分で出すというやつ。
  • ＡＶＲ-ＵＳＢが動作していると、その信号サンプルのタイミングが取れない（ポーリング、割り込みともに難しい）
  • ので、ＡＶＲ−ＵＳＢ抜きで制作して、シリアルに流す。
  • シリアルは今日作った奴に繋いでＰＣから見る。

単にＰＳ２−＞シリアル変換を作るというようなテーマだが、応用としては

  • ＡＶＲの入力スイッチとして、小さなタクトスイッチを基板につけたりするけれど、
  • 押しにくいしキー数足らないし、キースキャンルーチン書くの面倒。
  • なので、ＰＳ２フルキーでも繋ぐと、押しやすくなるゾウー。
  • 最近ちっちゃいキーボードも売ってるし（ＵＳＢタイプが多いけどあえてＰＳ２）
  • ＥＬＥＣＯＭとかのテンキーも同じプロトコルなので使える。

あと、ずっと放置していたＡｐｐｌｅＡＤＢ用の古いメカニカルキーボードをＰＳ２に変換してパソコンで使いたいとか

  • （それはＰＳ２キーボードのふりをするファームになるので上とは逆だが）
  • まあ、そういった野望。
  • おそらく予定は予定のまま、永遠に予定かもしれない。

ＵＳＢよりずっと楽です。

↑

布団圧縮袋†

avr-objcopy -j .text -j .data -O ihex main.elf main.hex
avr-size main.elf
  text    data     bss     dec     hex filename
  1954       2     106    2062     80e main.elf

じゃあないけど、順調に縮んでいます。

  • プチプチを潰す気分。
  • シリアルＮｏを外すと1932まで縮むんだけど、そのファームを繋ぐと、自分のＷｉｎｄｏｗｓが必ずＲＥＳＥＴされる。
    • もう３回くらい問答無用ＲＥＳＥＴを食らって、ＣＨＫＤＳＫが終わるまでずっと待っていた。
  • おそろしいＵＳＢ平気になってしまった。（これはこれで何かネタ装置が作れそう）
    • てっきり電源をショートさせたかとヒヤヒヤ。
  • それを試すならシリアルＮｏの文字列と長さの#define をコメントアウトするだけでいい。
  • もしかしてディスクリプタの内容も弄らないといけないっていうオチかな。

今週の標語

  • ｔｉｎｙ２３１３はプチプチじゃあありません
↑

プチプチに興じていたので油断した。†

  • 例のＵＳＢシリアル変換器（付のＨ８/ｔｉｎｙ）を人のパソコンに繋いでみた。
  • 認識しないじゃん。
  • なんで？
  • どうやらＣＤＣはinfファイルがいるらしい。
  • ＨＩＤは要らなかったのにね。
  • がっかりだ。
  • ＡＶＲ−ＵＳＢでいろいろ実験していたので、obdevのCDC用VID,PIDはすでに登録されていて、自分のＰＣでだけ、ドライバー要らずで動くと勘違い。
↑

いろいろ試してみたところ、以下の事実が判明†

  • infファイルはavrdoper.infがそのまま使える。
    • 注意点は、avedoper-vista.infを同じディレクトリにいれないでインストールすること。
    • ＷｉｎＸＰなのに何故かvistaのほう(brusbser.sys)を要求され、そんなファイルないよということになる。
  • ＵＨＣＩ（i815)で試すと、３８４００では文字落ちする。１９２００が限界。
  • ぜんぜんだめじゃあ。

結局のところ、ＵＨＣＩではいくら頑張っても１９２００止まり

  • ＯＨＣＩでは５７６００くらいまでぎりぎりセーフっぽい。
  • バルクのエンドポイントからの読み込みは普通に８ｋＢ/Ｓ行くはずなんだけど。８ｘ８＝６４ｋＢＰＳ
  • 可能性としては、他のトラフィックが割り込むことで、４ｋＢ/Ｓ（３２ｋＢＰＳ）程度に落ちている。
  • ますますＵＨＣＩだめ。どうしてくれよう。
  • AVR-CDC.2008.08.25/のCDC-mega.pdfを読む限りでは、ＵＨＣＩで５７６００キープ、ＮＥＣのチップだと１１５２００がＯＫの場合もあるようだ。

抜粋

b.p.sHalfDuplex(interrupt)FullDuplex(interrupt)HalfDuplex(polling)FullDuplex(polling)
115200○×××
57600○○××
38400○○○×
19200○○○○

すでに決着済なのか・・・。

↑

ＨＩＤａｓｐｘにinterrupt_in ENDPOINTがない件。†

瓶詰堂さんの日記にこう書かれてありました。

BSDにも対応したいところだけど， irukaさんに高速化していただいたものは， 
USBのエンドポイントが足りないせいでuhidドライバに蹴られます．
それでも，HIDを名乗っているのでugenからもアクセスできません．どうしましょう． 

Macでも何やら怒られてますが，libusbからは見えるようです…．
  • ＨＩＤにはinterrupt_in ENDPOINTは必須なのでしょうか。
  • 他のリファレンスプロジェクトでも、 
    #define USB_CFG_HAVE_INTRIN_ENDPOINT    1
    にしているものが多いです。
  • １にしてみたら、１００バイト以上溢れかえります。困りました。
  • なにか方策はないものでしょうか・・・。
↑

ＨＩＤｓｐｘ-ｏｓｘ．ｔａｒ.ｇｚについて†

  • 瓶詰堂さんは偉大です。
  • osx版と言いながら、普通にＬｉｎｕｘでそのままコンパイル出来ます
    • （要：libusb-devel）VineLinux 4.2では以下のようにしてライブラリを取得 
      # apt-get install libusb-devel
  • hidasp.cのソースはHIDaspx版でした。
  • これを試すためにわざわざＬｉｎｕｘを別マシンにセットアップして、ビルドまで来たところです。
    • まだ、ＨＩＤＡＳＰの認識までは来ていません。 ---別のＰＣにＨＩＤＡＳＰを挿していました。
  • root権限にしないとmanufacture stringが取得できないようです。

結論

  • 瓶詰堂さんが公開されているmacos用のavrspxは、Ｌｉｎｕｘでそのままコンパイル出来、そのまま動作します。
  • ターゲットのファームは千秋ゼミ版hidspx-1012.zipでＯＫです。
  • ＡＴｍｅｇａ８８に書き込みを行うことが出来ました。
  • 瓶詰堂さんは偉大です。

ありがとうございました。