Что нужно для программирования микроконтроллеров?

Buck-boost преобразователь с цифровым управлением на STM32F334 в режиме CC/CV

Наиболее популярные топологии dc/dc преобразователей buck и boost имеют существенное ограничение: топология buck может лишь понижать входное напряжение, а топология boost только повышает его. Однако бывают задачи, когда диапазон входного напряжения требует одновременно работы и на повышение и на понижение, например, мы имеем вход 3…15В, а на выходе необходимо получить стабилизированные 12В. Знакомая ситуация?

Тут возможны 2 решения:

• С помощью преобразователя boost повысить входное напряжение из 3…15В до стабильных 15В на выходе, а затем уже с помощью топологии buck понизить напряжение до требуемых 12В;
• Применить топологию buck-boost, которая позволяет оптимально решить данную задачу.

Очевидным минусом первого способа является необходимость применять 2 дросселя, увеличенное количество конденсаторов и не самый оптимальный режим работы, а значит более низкий КПД. Buck-boost топология лишена данных недостатков, поэтому сегодня рассказ пойдет о ней. Чтобы было интересно, я решил не брать какой-то готовый контроллер и реализовал dc/dc преобразователь с цифровым управлением на базе STM32F334C8T6.

В рамках данной статьи я кратко расскажу про аппаратную реализацию преобразователя и о том, как реализовать систему управления для различных режимов работы. Интересно? Тогда поехали…

Статический анализатор кода PVS-Studio 6.22 адаптирован для ARM-компиляторов (Keil, IAR)

PVS-Studio — это статический анализатор кода для поиска ошибок и потенциальных уязвимостей в коде программ на языке C, C++ и C#. Мы давно радуем читателей нашего блога проверкой открытых проектов и разбором найденных ошибок. Наши статьи имеют потенциал стать более интересными, так как анализатор научился проверять код встроенных устройств. Мы поддержали несколько ARM-компиляторов, про которые подробнее вы узнаете из статьи. Ошибки во встроенных устройствах и роботах могут быть более зрелищными, чем в прикладных программах. Ошибка во встроенном устройстве — это не просто падение/зависание программы или неправильная картинка. Это сошедший с ума Wi-Fi-чайник, который будет кипятить воду, пока она не выкипит и не сработает термопредохранитель. В общем, с ошибками в мире embedded-систем всё обстоит куда интереснее и страшнее.

Вышел CLion 2019.2: поддержка встроенной разработки, отладчик для MSVC, поиск неиспользованных заголовочных файлов

Привет, Хабр!
Лето за окном пролетает для нас почти незаметно, потому что все эти месяцы мы посвятили работе над новым релизом 2019.2 нашей кросс-платформенной среды для разработки на C++ — CLion. Мы успели довольно много всего: и провести внутренний Хакатон, и попробовать новые идеи, и довести ряд исправлений и новых возможностей до непосредственного релиза. Но обо всем по порядку.
Если коротко, то в этом релизе мы:

• Продолжили дорабатывать поддержку разработки встроенных систем: появились новые возможности отладки и просмотр периферии.
• Довели до приемлемого качества пока что экспериментальный отладчик для MSVC.
• Полностью переписали на clangd проверку кода на Unused Includes, добавив возможность настраивать разные стратегии.
• Реализовали подсказки для аргументов вызова функций и лямбд, чтобы улучшить читаемость кода.
• Провели внутрикомандный Хакатон по улучшению производительности, придумали кучу новых подходов и успели воплотить в жизнь несколько улучшений.
• Реализовали подсветку синтаксиса более чем для 20 языков, встроили плагин для написания скриптов (Shell Script plugin), обновили плагин для Rust.

RS-485 на отечественных микроконтроллерах от фирмы Миландр

Несколько дней назад я имел неосторожность завуалированно пообещать запилить пост про Миландр… Ну что ж, попробуем.
Как вы, вероятно, уже знаете, существует российская компания Миландр, которая, среди прочего, выпускает микроконтроллеры на ядре ARM Cortex-M. Волею судеб я был вынужден с ними познакомиться достаточно плотно, и познал боль.
Небольшая часть этой боли, вызванная работой с RS-485, описана далее

Заранее прошу прощения, если слишком сильно разжевываю базовые понятия, но мне хотелось сделать эту статью доступной для понимания более широкой аудитории.
Так же заранее оговорюсь, что имел дело только с 1986ВЕ91 и 1986ВЕ1, о других уверенно говорить не могу.

Обучение и зарплата

Для того чтобы освоить профессию программиста микроконтроллеров, необходимо начать получать определенные навыки в молодом возрасте. В России данный рынок услуг довольно новый, поэтому многие осваивают эту специальность после 30 лет.

Специалист по программированию микроконтроллеров, помимо языков C/C ++ и ассемблера, должен владеть тонкостями общей компьютерной науки: протоколы передачи, принципы работы АЦП/ЦАП, ключи. Кроме того, работник обязан читать и понимать техническую документацию на иностранном языке (преимущественно английский).

Сегодня найти профильную литературу по данной профессии не составит особого труда. В книгах начинающий программист найдет необходимые сведения о будущей работе. Однако объем информации довольно внушительный. Дело в том, что в обучающей литературе представлены подробные инструкции по работе с каждым контроллером. Несомненно, для того чтобы устроиться в серьезную организацию, требуется наличие высшего образования. Однако для начинающего специалиста достаточно прохождение специальных обучающих курсов.

Что касается заработной платы специалиста, программирующего микроконтроллеры, то она довольно высокая по нынешним меркам. В России такой работник может зарабатывать от 70 до 300 тысяч рублей. Все зависит от практических навыков и умений, желания развиваться в данном направлении. За рубежом хороший разработчик ПО для микроконтроллеров ценится очень высоко. Однако, учитывая уровень конкуренции в Японии, США и Канаде, специалист должен пройти несколько серьезных этапов собеседования.

Сегодня данная профессия находится в списке одной из самых востребованных во всем мире.

Программирование микроконтроллеров STM32

Микропроцессором называется программно-управляемое устройство, осуществляющее процесс обработки цифровой информации и управление им. Микропроцессор реализуется в виде большой (БИС) или сверхбольшой (СБИС) интегральной микросхемы. Микропроцессор выполняет роль процессора в цифровых системах различного назначения.
Главной особенностью микропроцессора является возможность программирования логики работы.Микроконтроллер (MCU) – микросхема, предназначенная для управления электронными устройствами. Типичный микроконтроллер сочетает в себе функции процессора и периферийных устройств, может содержать ОЗУ и ПЗУ. По сути, это однокристальный компьютер, способный выполнять простые задачи. Использование одной микросхемы, вместо целого набора, как в случае обычных процессоров, применяемых в персональных компьютерах, значительно снижает размеры, энергопотребление и стоимость устройств, построенных на базе микроконтроллеров.Микропроцессорная система (МПС) представляет собой функционально законченное изделие, состоящее из одного или нескольких устройств, главным образом микропроцессорных: микропроцессора и/или микроконтроллера.Микропроцессорное устройство (МПУ) представляет собой функционально и конструктивно законченное изделие, состоящее из нескольких микросхем, в состав которых входит микропроцессор; оно предназначено для выполнения определенного набора функций: получение, обработка, передача, преобразование информации и управление.Основные преимущества микропроцессорных систем по сравнению с цифровыми системами на «жесткой логике».

• Многофункциональность: большее количество функций может быть реализовано на одной элементной базе.
• Гибкость: возможность исправления и модификации программы микропроцессора для реализации различных режимов работы системы.
• Компактность: миниатюрные габариты микросхем и уменьшения их количества по сравнению с реализацией на «жесткой логике» позволяют уменьшить габариты устройств.
• Повышение помехоустойчивости: меньшее количество соединительных проводников способствует повышению надежности устройств.
• Производительность: возможность применения больших рабочих частот и более сложных алгоритмов обработки информации.
• Защита информации: возможность защитить программу микропроцессора от считывания позволяет защитить авторские права разработчиков.

Хотя микропроцессор является универсальным средством для цифровой обработки информации, однако отдельные области применения требуют реализации определенных специфических вариантов их структуры и архитектуры. Поэтому по функциональному признаку выделяются два класса: микропроцессоры общего назначения и специализированные микропроцессоры. Среди специализированных микропроцессоров наиболее широкое распространение получили микроконтроллеры, предназначенные для выполнения функций управления различными объектами, и цифровые сигнальные процессоры (DSP – Digital Signal Processor), которые ориентированы на реализацию процедур, обеспечивающих необходимое преобразование аналоговых сигналов, представленных в цифровой форме.
Неполный список периферии, которая может присутствовать в микроконтроллерах, включает в себя:

• различные интерфейсы ввода-вывода, такие как UART, I²C, SPI, CAN, USB, ETHERNET;
• аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи;
• компараторы;
• широтно-импульсные модуляторы;
• таймеры-счетчики;
• генератор тактовой частоты;
• контроллеры дисплеев и клавиатур;
• массивы встроенной флэш-памяти.

Идея размещения на одном кристалле микропроцессора и периферийных устройств принадлежит инженерам М. Кочрену и Г. Буну, сотрудникам Texas Instruments. Первым микроконтроллером был 4-х разрядный TMS1000 от Texas Instruments, который содержал ОЗУ (32 байта), ПЗУ (1 кбайт), часы и поддержку ввода-вывода. Выпущенный в 1972 году, он имел новую по тем временам возможность – добавление новых инструкций.
В 1976 году (через 5 лет после создания первого микропроцессора) на свет появился первый микроконтроллер фирмы Intel, получивший имя 8048. Помимо центрального процессора, на кристалле находились 1 килобайт памяти программ, 64 байта памяти данных, два восьмибитных таймера, генератор часов и 27 линий портов ввода-вывода. Микроконтроллеры семейства 8048 использовались в игровых консольных приставках Magnavox Odyssey, в клавиатурах первых IBM PC и в ряде других устройств.
На сегодняшний день среди крупных производителей микроконтроллеров следовало бы упомянуть Atmel, Microchip, ST Microelectronics, Texas Instruments, Freescale Semiconductor, NXP и др.

Аутентификация устройств на Linux по аппаратному ключу в системах верхнего уровня

Industrial IoT — это мониторинг, диспетчеризация и автоматизация инженерных систем промышленных объектов, зданий, бизнес-объектов. Датчики разных параметров, счетчики и контроллеры собирают данные с этих объектов, например, температуру и влажность воздуха в серверной, показания счетчиков воды в многоквартирных домах, уровень углекислого газа в помещениях. Контроллеры обрабатывают эту информацию и отправляют все в «облако».
Компания Wiren Board производит контроллеры с Linux для industrial IoT. Устройства собирают данные с нефтедобывающих скважин и банковских отделений, следят за микроклиматом в серверных и супермаркетах. Контроллеры интегрируются с системами верхнего уровня партнеров компании. Системы аутентифицируют устройства — понимают, что разговаривают со своим датчиком, а не с чужим, а потом авторизуют. На этом этапе возникает проблема — контроллеров тысячи, клиентов сотни, а единой системы интеграции нет. Простые традиционные способы, например, пары логин/пароль, уязвимы к атакам и неудобны в развёртывании.
Поэтому в компании разработали аутентификацию в системах верхнего уровня по аппаратным ключам — на основе стандартной асимметричной криптографии с использованием аппаратного защищённого элемента для хранения ключей. Теперь единая система интеграции не нужна —аутентификация и авторизация защищены, и работают «из коробки». Как это удалось сделать расскажет Евгений Богер: как выбирали «крипточип», как прикручивали его к железу и к Linux, как заставили с ним дружить распространённые библиотеки и ПО. Особый упор на развёртывание: внедрение инициализации устройств на производстве, внедрение поддержки разного софта верхнего уровня, в том числе в чужого и закрытого.

Запускаем трансфлективный TFT дисплей на SSD1283A с помощью STM32

Tutorial

Введение

Модель дисплея называется H016IT01. Данный дисплей интересен прежде всего тем, что он является трансфлективным(transflective). Это означает, что изображение на нем должно быть видно даже под ярким солнцем. А также это чуть ли не единственная доступная модель с этой особенностью на известном китайском сайте.
Статья же увидела свет потому, что информации по контроллеру SSD1283A очень мало(как в русском, так и западном сегменте сети), и руководства я нигде не встречал. В сети можно найти даташит, однако там нет информации по инициализации и работе с дисплеем, а из полезного только описания регистров.
Хочу подчеркнуть, что данный материал конечно же не является истиной последней инстанции. Я привожу лишь свой опыт взаимодействия с устройством. Основная цель статьи проста — помочь всем тем, кто решил, хочет или захочет поработать с данным дисплеем, не более.

Почти ОС реального времени: event-driven

Пару слов введения:
Делаю систему контроля на базе AtMega32. Цель — отслеживать значение датчиков температуры и давления, управление нагрузкой и сброс отладочных логов в компьютер.
Плюс экранчик 2х16 символов и клавиатура на 7 клавиш. Аппаратную часть использовал готовую — набор NM8036 от МастерКита. А вот с программной частью засада: стандартный алгоритм, уже прошитый в наборе, примитивен и универсален, исходных кодов прошивки нет, обновления выходят в зашифрованном виде. Пришлось писать самому.
Первоначально рисовал «быстро и грязно» — только чтобы работало. Затем система эволюционировала — усложнялись алгоритмы работы, разрастался интерфейс, увеличилось количество параметров, появилась необходимость обучить другого человека работе с системой. Вносить изменение не порушив старый код становилось все сложнее и сложнее. Плюс некоторые архитектурные недоработки, заложенные с самого начала, очень осложняли жизнь.
На форумах, посвященных программированию микроконтроллеров, наткнулся на упоминание об rtos — операционных системах реального времени. Почитал, скачал пару бесплатных, попробовал и принял решение: написать свое.

Странное поведение компании STmicroelectronics

Наша компания успешно использовала некоторое время чипы серии DSM компании STmicroelectronics — DSM2150F5V. Это микросхема в корпусе TQFP80, которая предназначена для совместной работы вместе с сигнальными процессорами DSP Blackfin компании Analog Devices. Мы эту микросхемку именно так и использовали. В составе DSM2150F5V находятся сразу и FLASH-память для программы, откуда может загрузиться DSP, и программируемая логика, которую можно использовать для каких-то дополнительных функций. Как написано в даташите (который найти в Интернете становится все труднее и труднее, об этом далее), DSM2150F5V специально предназначена для упрощения подключения памяти, внешней логики, портов ввода/вывода к DSP-процессорам Analog Devices семейств ADSP-218x, 219x, 2106x, 2116x, 2153x и TS101. Все в одном, удобная микросхема.
Все было здорово и хорошо, делали мы на микросхеме DSM2150F5V свои приборы и радовались. Но в один не очень прекрасный день к нам пришел снабженец и сообщил, что микросхему DSM2150F5V купить невозможно, никто её больше не продает.

Разработка и создание с нуля аркадного автомата на четверых игроков

Перевод

В ноябре 2019 года я уволился с работы и решил посвятить несколько месяцев изучению нового навыка, которому я уже давно хотел научиться. В то время я работал веб-разработчиком. До этого я изучал разработку ПО. А ещё раньше, детстве, я постоянно экспериментировал с электроникой и программами. Поэтому я достаточно уверенно ощущал себя в создании ПО.
Однако всегда существовала эта волшебная штука под названием «железо», которую я использую ежедневно, но понятия не имею, как она на самом деле работает. Разработчику ПО (и в особенности веб-разработчику) нет необходимости разбираться в оборудовании. Так как весь код веб-разработки очень высокоуровневый, редко оказывается, что проблема нашего ПО связана с аппаратной частью.
Поэтому я никогда не занимался «железом» и не имел никаких общих знаний об электротехнике, кроме тех, которые нам давали в старшей школе. И я хотел изменить эту ситуацию. Я поставил перед собой нелепую цель, которая в то время казалась очень далёкой от моего набора знаний. А потом… я просто начал экспериментировать. Я планировал проверить, как далеко смогу зайти, прежде чем у меня иссякнет запас мотивации. Не ожидал, что достигну своей цели, но каким-то образом мне это удалось.
Вот мой результат:

Моя невероятная цель заключалась в создании с нуля аркадной игровой консоли на четырёх игроков. В качестве мозгов в ней используется микроконтроллер, в качестве дисплея — светодиодные ленты. При помощи одного джойстика и четырёх кнопок на каждого игрока, расположенных по краям стола, игроки управляют игрой, которая динамически загружается в систему с чипа памяти. Благодаря этому игровой процесс на устройстве напоминает старые добрые консоли. Только теперь нам не нужно дуть на картридж, чтобы избавиться от багов.

Оживляем гексапода. Часть первая

В прошлой статье мы поделились опытом создания гексапода с использованием технологии 3D печати. Теперь речь пойдет о программной составляющей, которая позволила его оживить.
Первоначально планировалось изложить всю информацию в одной статье, но в процессе написания стало понятно, что такое изложение будет поверхностным и неинформативным. Поэтому было принято решение написать несколько статей с более детальным изложением темы.

Устройство гексапода

На текущий момент в качестве основного контроллера используется плата UNO R3 с Wi-Fi ESP8266. По сути эта плата с двумя контроллерами на борту, взаимодействующих между собой через UART-интерфейс.
Несмотря на то, что Uno имеет довольно ограниченный объем вычислительных ресурсов, ее достаточно чтобы научить робота выполнять базовые команды:

• движение по прямой с заданной скоростью и продолжительностью
• круговое движение влево или вправо (разворот на месте)
• принимать заданные положения конечностей

ESP8266 отвечает за организацию беспроводного канала связи и служит шлюзом, через который Uno получает управляющие команды.

Приобщение к миру USB-устройств на примере микроконтроллеров от Silicon Laboratories

Устройства от Silicon Laboratories не пользуются широкой популярностью в любительских кругах, им далеко до таких флагманов, как Atmel. Однако у них есть и вполне доступные простому смертному микроконтроллеры основных линеек в корпусе TQFP, и стартовые комплекты USB ToolStick (о чем совсем недавно упоминалось на хабре). Я сам начал свое знакомство с микропроцессорной техникой, работая с «силабсами», и вполне успешно.
В данной статье я расскажу, каким образом можно организовать связь компьютера с МК, используя USB-интерфейс, и как Silabs попытались сделать это простым для разработчика.
В качестве испытуемого будем использовать плату С8051F320DK, с микроконтроллером соответственно F32x серии, поддерживающей USB аппаратно, и Keil’овскую среду разработки uVision4.

История создания языка C (Си)

Язык программирования C (Си) появился «стихийно» – ни одна компания не заказывала создания подобного языка. Его первая версия появилась на свет в 1972 г. в фирме Bell Laboratories, написал ее теперь уже всемирно известный программист Деннис Ритчи (Dennis MacAlistair Ritchie).

Ритчи рассчитывал, что созданный им язык программирования будет востребован в операционной системе UNIX, которая тогда была еще новинкой. Конечно, создавать новый язык Ритчи помогали и другие его коллеги программисты, но именно он внес наибольший вклад в становление этого языка. К новому языку первоначально не выдвигалось никаких требований, перед ним не ставилось никаких задач, фактически он возник как результат дружеского соревнования между небольшим кругом программистов.

Название C (Си) появилось так же стихийно, как и сам язык. Фактически, он стал преемником ранее созданного языка В (Би), разработанного автором операционной системы UNIX Кеном Томпсоном. В свою очередь, язык Би во многом был похож на языке BCPL, разработанный в Кембриджском университете. А язык BCPL основывался на идеях «старого как мир» Алгола-60.

Первым неформальным стандартом языка Си стало издание в 1978 г. книги Брайана Кернигана и Денниса Ритчи с названием «The ‘C’ Programming Language». Первоначально книга была издана в США, но потом была переведена и многократно переиздавалась во многих других странах мира. В 1989 г. язык Си был стандартизован ANSI (American National Standards Institute – американский национальный институт стандартов) и ISO (International Standard Organization — международная организация по стандартизации).

Но время шло и у пользователей языка Си появилась потребность в реализации новых функций, не поддерживавшихся языком. Учитывая все это, Бьерн Страуструп в начале 80-х (работавший все в той же самой Bell Laboratories) принял решение о расширении возможностей языка Си, который первоначально назвали как «Си с классами». Но в дальнейшем за его модификацией языка закрепилось другое название — Си++. Это название сохранилось за ним вплоть до настоящего времени.

Как сжать загрузчик для STM8 до размера 18 байт в памяти FLASH

В процессе поиска загрузчика для микроконтроллера STM8S103F3 было обнаружено, что имеющиеся загрузчики в основном написаны на ”C”, «крадут» значительный объем у FLASH памяти, переносят таблицу векторов прерываний.
Загрузчик был необходим для некоего устройства, к которому невозможно подключить программатор.
Было решено попробовать самостоятельно написать загрузчик со следующими требованиями:
— загрузчик должен был называться STM8uLoader;
— код должен быть написан на ассемблере (благо ассемблер законодательно пока не запрещен);
— загрузчик должен занимать минимально возможный объем во FLASH памяти, объем занимаемый в компьютере будем считать не ограниченным;
— загрузчик не должен перемещать таблицу векторов прерываний;
— загрузчик должен иметь минимальный функционал, весь основной функционал должен взять на себя компьютер;
— загрузчик должен передавать управление прикладной программе за разумное время после сброса/включения при отсутствии соединения с компьютером.
Первое условие было моментально выполнено, а вот над последующими требованиями пришлось потрудиться.

Разрабатываем крутой GUI на esp8266 с библиотекой uGFX

Tutorial

В многих проектах для esp8266 я использую TFT экран с тачскрином. В зависимости, от проекта интерфейс может быть простым, например, текстовая консоль, выводящая лог работы приложения или просто график изменения входного сигнала. А в некоторых — сложный GUI, с несколькими экранами, графическими кнопками, строками ввода текста и даже виртуальной клавиатурой.

В этой статье хочу поделиться опытом, как можно подключить экран с тачскрином к esp8266 и реализовать графический интерфейс в среде Arduino.

Видео-тизер:

Итак, приступим

Практическое программирование микроконтроллеров Atmel AVR на языке ассемблера (3-е издание)

Практическое программирование микроконтроллеров Atmel AVR на языке ассемблера. Изложены принципы функционирования, особенности архитектуры и приемы программирования микроконтроллеров Atmel AVR. Приведены готовые рецепты для программирования основных функций современной микроэлектронной аппаратуры: от реакции на нажатие кнопки или построения динамической индикации до сложных протоколов записи данных во внешнюю память или особенностей подключения часов реального времени

Особое внимание уделяется обмену данными микроэлектронных устройств с персональным компьютером, приводятся примеры программ. В книге учтены особенности современных моделей AVR и сопутствующих микросхем последних лет выпуска.

Генерация звука на микроконтроллерах AVR методом волновых таблиц с поддержкой полифонии

Из песочницы

Микроконтроллеры AVR довольно дешевы и широко распространены. Наверно, с них начинает почти любой embedded разработчик. А среди любителей правит балом Arduino, сердцем которого обычно является ATmega328p. Наверняка многие задумывались: как можно заставить их звучать?
Если посмотреть на существующие проекты, то они бывают нескольких типов:

1. Генераторы квадратных импульсов. Генерация с помощью ШИМ или дергать пины в прерываниях. В любом случае, получается очень характерный пищащий звук.
2. Использование внешнего оборудования типа MP3 декодера.
3. Использование ШИМ для вывода 8 битного (иногда 16 битного) звука в формате PCM или ADPCM. Поскольку памяти в микроконтроллерах для этого явно не достаточно, то обычно используют SD карту.
4. Использование ШИМ для генерации звука на основе волновых таблиц, подобных MIDI.

Последний тип для меня был особенно интересен, т.к. почти не требует дополнительного оборудования. Представляю сообществу свой вариант. Для начала небольшое демо:

Заинтересовавшихся прошу под кат.

Что делать, если поймал HardFault?

Что делать, если поймал HardFault? Как понять, каким событием он был вызван? Как определить строчку кода, которая привела к этому? Давайте разбираться.
Всем привет! Сложно найти программиста микроконтроллеров, который ни разу не сталкивался с тяжелым отказом. Очень часто он никак не обрабатывается, а просто остаётся висеть в бесконечном цикле обработчика, предусмотренном в startup файле производителя. В то же время программист пытается интуитивно найти причину отказа. На мой взгляд это не самый оптимальный путь решения проблемы.
В данной статье я хочу описать методику анализа тяжелых отказов популярных микроконтроллеров с ядром Cortex M3/M4. Хотя, пожалуй, «методика» — слишком громкое слово. Скорее, я просто разберу на примере то, как я анализирую возникновение тяжелых отказов, и покажу, что можно сделать в подобной ситуации. Я буду использовать программное обеспечение от IAR и отладочную плату STM32F4DISCOVERY, так как эти инструменты есть у многих начинающих программистов. Однако это совершенно не принципиально, данный пример можно адаптировать под любой процессор семейства и любую среду разработки.

Реализация целочисленного БПФ на ПЛИС

Всем привет!
Однажды меня спросили заказчики, нет ли у меня в проектах целочисленного БПФ, на что я всегда отвечал, что это уже сделано другими в виде готовых, хоть и кривых, но бесплатных IP-ядер (Altera / Xilinx) – берите и пользуйтесь. Однако, эти ядра не оптимальны, обладают набором «особенностей» и требуют дальнейшей доработки. В связи с чем, уйдя в очередной плановый отпуск, который не хотелось провести бездарно, я занялся реализацией конфигурируемого ядра целочисленного БПФ. _{КДПВ (процесс отдладки ошибки переполнения данных)}
В статье я хочу рассказать, какими способами и средствами реализуются математические операции при вычислении быстрого преобразования Фурье в целочисленном формате на современных кристаллах ПЛИС. Основу любого БПФ представляет узел, который носит название «бабочка». В бабочке реализуются математические действия – сложение, умножение и вычитание. Именно о реализации «бабочки» и её законченных узлов будет идти рассказ в первую очередь. За основу взяты современные семейства ПЛИС фирмы Xilinx – это серия Ultrascale и Ultrascale+, а также затрагиваются старшие серии 6- (Virtex) и 7- (Artix, Kintex, Virtex). Более старшие серии в современных проектах – не представляют интереса в 2018 году. Цель статьи – раскрыть особенности реализации кастомных ядер цифровой обработки сигналов на примере БПФ.

Управляем генератором или борьба с АЦП в STM32F030

У меня как-то исторически не сложилось с семейством STM32F030, лет 5 назад попробовал поработать с ними и долго удивлялся корявости работы большей части периферии, а потом забил на них. И вот на днях мне все таки пришлось вернуться к данной серии, нужно было измерять за минимальные деньги постоянное напряжение на свинцовом АКБ (или сборке до 4 штук последовательно) от 8 до 60В с точностью не хуже ±0.1В с небольшой частотой опроса.
Решение задачи «в лоб» позволило достаточно точно измерять напряжение только когда на входе АЦП значение больше 1,5…1,6В, то есть только во второй половине диапазона, что для меня означало 30…60В вместо требуемых 8…60В. Основная проблема была в интервале 0…1.6В, выглядело это все как будто у меня делитель напряжения «плавал» или опорное напряжение для АЦП (V_ref) было крайне нестабильным.
Нужно было быстро решать задачу, пускай и не самым элегантным способом, но хотя бы без явных костылей. Для этого предстояло сначала изучить проблему и понять откуда «ноги растут», а затем устранить эту проблему. Если устранить не получится, то хотя бы как-то обойти ее, чтобы в итоге получить работающее устройство и отправить его заказчику.

«Умная» детская коляска «Максимка»

Во время прогулки с ребенком в коляске мозг немного освобождается от ежедневных забот и начинает мыслить творчески. Так, в одной из прогулок, и родилась идея умной детской коляски, которая может предоставить родителям некоторую информацию, в какой-то мере обеспечить безопасность передвижения по улицам, сделать коляску выделяемой из множества других.
Как у меня обычно бывает, когда приходит какая-то идея, то она обдумывается, а потом (Остапа начинает нести) она обрастает дополнительными функциями о которых изначально не задумывался. Эти мысли зажигают страсть творчества и начинается процесс.
Итак, все началось с того, что во время прогулки необходимо было видеть текущее время, чтобы знать время прогулки…

Юнит-тесты в uVision Keil (и не только)

Не утихают споры о том, нужны ли юнит-тесты вообще, а если нужны — то как именно их писать. Сначала писать код или сначала писать тесты? Допустимо ли нарушать инкапсуляцию при тестировании или же можно трогать только публичное API? Сколько процентов кода должно быть покрыто тестами?

Тестирование во встраиваемых системах тоже порождает немало споров. Точки зрения разнятся от «покрытие должно быть 100% + нужны испытательные стенды» до «какие еще тесты, я программу написал — значит все работает».

Я не хочу начинать холивар и вооще стараюсь придерживаться некоего разумного баланса. Поэтому для начала предлагаю рассмотреть самые «низко висящие» плоды, которые позволяет сорвать юнит-тестирование применительно к embedded-разработке.