Программирование микроконтроллеров *

Сейчас уже, наверное, трудно найти IT-специалиста, который никогда не слышал про Docker — открытую платформу разработки, доставки и запуска приложений в контейнере. У этой платформы много достоинств, в том числе эффективное использование ресурсов, легковесность, скорость, масштабирование, управление версиями приложений и образов, быстрое развертывание и запуск приложений, а также возможность запуска Docker и его приложений практически на любой платформе.

Если можно на любой, то давайте запустим Docker на микрокомпьютере Repka Pi российской разработки и сборки, оснащенной ОЗУ объемом 2 ГБайт. Прочитав нашу статью, вы научитесь использовать Repka Pi для изучения всех основных возможностей Docker, а также создавать приложения Docker, работающие с оборудованием через GPIO и I2C.

Мы расскажем, как установить Docker на Repka Pi, как с помощью двух команд запустить WordPress, как работать из контейнера Docker с пинами GPIO микрокомпьютера, а также напишем программу, получающую данные с погодной станции BME280 через интерфейс I2C.

Зачем Docker нужен на микрокомпьютерах

Установка Docker на Repka Pi

Установка WordPress

Создаем контейнер для работы с GPIO

Контроль и освобождение ресурсов

Загрузка образа контейнера на Docker Hub

Контейнер для работы с I2C

Полезные ссылки

Итоги

Если вы ищете средства для работы с GPIO микрокомпьютера Repka Pi из программ, составленных на Си, обратите внимание на библиотеку WiringRP. В этой статье мы расскажем, как создавать с ее помощью однопоточные и многопоточные программы, управляющие светодиодами, сервоприводами и реле, а также обрабатывающие прерывание от кнопки, подключенной к контакту GPIO.

Вы можете использовать WiringRP при создании программ для обучения и управления различными устройствами и системами. Это могут быть промышленные и робототехнические установки, устройства IoT, а также устройства умного дома.

Автор выражает благодарность создателю библиотеки WiringRP Сергею Шалапову за помощь в подготовке этой статьи.

Возможности WiringRP

Установка WiringRP

Загрузка библиотеки WiringRP

Мигаем светодиодом

Запускаем multiBlink

Добавляем управление кнопкой

Запускаем потоки при нажатии кнопки

Управляем реле и сервоприводами по кнопке

Полезные ссылки

Итоги

Полагаю, все любители поймать сигнал со спутников начинают с использования простых и легких направленных антенн, подключённых к портативке. Затраты минимальные, а удовлетворение от удачи услышать сигнал из космоса – максимальное. Но со временем надоедает руками держать и направлять на спутник антенну, хочется чего-то удобного. В век компьютеров логично всё автоматизировать. Об одном из возможных вариантов я хочу рассказать далее.

На конференции FPGA-Systems был предоставлен маршрут проектирования блоков микросхем на основе использования C++ под названием ИРИС. Докладчик - заведующий кафедрой Мехмата МГУ Эльяр Гасанов. Его группа имеет значительный опыт проектирования оптимизированных по производительности блоков, например LDPC декодера, и ведет свои истоки из сотрудничества с LSI Logic в середине 1990-х годов.

Мои мысли после просмотра презентации:

В программировании микроконтроллеров приходится определять порядок инициализации прошивки. Порядок тут всегда имеет значение.

Дело в том, что прошивка состоит из набора программных компонентов. Каждый компонент вызывает функции из других программных компонентов. Так происходит пере использование кодовой базы.

Чтобы всё это работало надо соблюдать правильный порядок инициализации.

В этом тексте я представил формальный алгоритм определения этого порядка.

По сути это топологическая сортировка ориентированного графа зависимостей программных компонентов.

Идея

Идею подсмотрел в канале о программировании ESP32, один человек продемонстрировал часы на 6 дисплеях. Каждая цифра на своём дисплее типа 1.8" 128х160. Разработчик проекта показал источник своего вдохновения: проект Bézier Clock на Javascript разработчика Jack Frigaard. К сожалению, видимо, ориганальная страница демонстрационного проекта не сохранилась, но она точно вдохновила разных людей. Есть даже статья на хабре про это Часы на кривых Безье. Даже не спрашивая как именно это реализовано, я сразу решил делать свой проект на кривых Безье и быстро опробовал первую версию как это будет выглядеть на дисплее.

В этом тексте я написал о некоторых подходах к организации кода для микроконтроллеров.

Основная идея - массив наша основная скрепа.

Главные достоинства представленной архитектуры - это простота поддержки, сопровождения и масштабирования кодовой базы.

Однажды, смотря на матричное табло, я подумал, что было бы не плохо, если бы смена текста была анимированной. Как раз необходимо было заменить часы дома. Стало интересно попробовать сделать точечный матричный шрифт с анимацией.

ПЛИС-культ привет, FPGA хабрунити.

На днях состоялся анонс уже второго номера народного FPGA журнала FPGA-Systems Magazine :: № BETA (state_1). В нем 200+ страниц и 20+ статей и небольших заметок по направлениям FPGA / RTL / Verification (ПЛИС сегодня это не только про знание HDL и Vivado c Quartus'ом). Журнал бесплатный и распространяется в виде pdf-ки.

В статье предпринята попытка разобраться в содержимое startup файла микроконтроллера STM32F4, построенного на базе ядра Arm Cortex M4. Для запуска ядра используется ассемблерный код, который и предстоит изучить. Для лучшего понимания материала необходимо иметь представление об архитектуре ядра Cortex M4. Сразу отмечу, что замечания и уточнения приветствуются, т. к. они позволят дополнить представленную информацию.

В жизни каждого программиста наступает момент когда он хочет совершить путешествие....
Ну, может быть, и не каждого, и, может даже и не вот путешествие: суть рассматриваемой задачи сводится обеспечению возможности оперативно поправить пару строчек в программе, перекомпилировать, и что то сделать с результатом.

Уже в эту субботу, 25 мая, в Санкт-Петербурге состоится ежегодная конференция FPGA-Systems 2024.1. Еще есть возможность присоединиться офлайн: не только послушать доклады про организацию верификации, ошибки FPGA-специалистов и пообщаться с коллегами, но и посмотреть на любопытные стенды, подготовленные инженерами. Один из них — «черный ящик» на КДПВ, в нем — симбиоз трех симуляторов для моделирования систем на кристалле. Что внутри — читайте под катом. 

А еще — раскрываем тайну, кто будет приглашенным спикером московской FPGA-Systems, которая пройдет 1 июня, вслед за первой конференцией.

В предыдущих статьях цикла был приведен пример реализации ведомого модуля JTAG на Verilog. Я предположил, что количество инженеров, знающих Verilog, меньше, чем количество инженеров, которым требуется понимание принципов работы JTAG. Поэтому, помимо реализации на Verilog, модуль JTAG был также реализован на Си.

Так как реализация на Си преследовала исключительно образовательную цель, то скорость её работы была принесена в жертву некоторой унифицированности подходов с реализацией на Verilog. Поэтому я был несколько удивлён, когда в личном сообщении @Sergei2405 спросил, нет ли способа ускорить работу примера для микроконтроллера, чтобы применить этот код в промышленном изделии.

Субъективно, практическое применение программного JTAG мне по‑прежнему видится не вполне оправданным.
Но, во‑первых, это хороший повод рассмотреть предельные возможности микроконтроллеров.
А во‑вторых, есть формальная причина сказать, что в данной статье предлагается Решение Прикладной Задачи :)

Итак, сегодня мы поговорим про прерывания, поллинг и прочее. А протокол JTAG станет фоном для повествования.

 Привет, читатель!

Идея использовать отечественные микроконтроллеры для разработки у меня была давно, но изобилие и доступность зарубежных решений давали возможность ленится в этом направлении. Сейчас происходит активно импортозамещение во многих областях, поэтому, считаю, стоит разобраться, что может предоставить отечественная элементная база в интересующих сферах.

Программирование микроконтроллеров сейчас для меня больше как хобби и научный интерес, которому уделяю свободное от работы время. На сегодняшний день 8-ми битные контроллеры использую в небольших роботах, для опроса различных датчиков или вывода информации. Поэтому выбирал для первых экспериментов простой и понятный микроконтроллер, совместимый или подобный чипам AVR. Для тех, кому интересен этот эксперимент — прошу под кат.

В программировании микроконтроллеров на Си часто приходится писать драйверы для умных и навороченных ASIC чипов с управлением по I2C/SPI/MDIO интерфейсам.

Обычно перед запуском эти чипы надо правильным образом сконфигурировать.

Такие чипы всегда оперируют с реальными физическими величинами. Одновременно с этим ячейки памяти этих ASIC чипов - дискретные, двоичные. Поэтому все производители микросхем кодируют эти переменные бинарными кодами разной разрядности.

В этом тексте я показал как можно делать интерпретаторы этих величин.

Аудио кодек по сути это цифро-аналоговое устройство, где есть пара ADC + DAC. На входе обычно есть сумматор на операционных усилителях для подмешивания аналогово сигнала с разных проводов, есть еще аналоговые усилители. Высокоскоростной многоканальный интерфейс: I2S или TDM. И интерфейс I2C для того чтобы всем этим добром управлять.

В этой заметке я написал о своём опыте работы с ASIC аудиокодеком NAU8814.

  Мы принимаем как должное удобства современных микроконтроллеров - все ключевые компоненты интегрированы в один корпус: флэш-память/EEPROM, SRAM, само процессорное ядро, PLL, ADC/DAC, PWM, последовательные порты и многое другое.

  Но так было не всегда. Первым монолитным микроконтроллером был Intel 8048 (MCS-48) выпущенный в 1976 по n-МОП технологии. Не планировалось что у него будет длинный жизненный цикл и уже через 4 года в 1980 на смену ему пришел Intel 8051 (MCS-51), завоевавший мир. Не планировалось что у него будет длинный жизненный цикл и уже через 4 года в 1980 на смену ему пришел Intel 8051 (MCS-51), завоевавший мир. Он имел на борту 4КиБ однократно-программируемой памяти, 128 байт SRAM, GPIO, последовательные порт и, собственно, 8-битное процессорное ядро. Intel 87C51FC был вариантом на базе УФ-стираемой EPROM памяти (объемом 32КиБ), C-версия - на КМОП процессе, объем памяти увеличен до 256 байт.

Пару недель назад ко мне в руки случайно попал D87C51FC-20 - и я решил его запустить, чтобы прочувствовать проверенные временем технологии. Сразу отмечу - не стоит тут искать практической пользы, это скорее экскурс в историю на 44 года назад...