ちょっとずつしか触ってないArduino Nano Every。
まだライブラリ類が充実していないので、タイマ割込み
とか色々困るところがあったりするんだけど、充実する
まで待ってるわけにもいかないので、あれこれ実験。
直近でやろうとしているのは、ADCを従来のMega328版より
高速に行うこと。
Mega328も、SFRをいじってやれば、Arduinoコアのデフォルト
設定でのADC速度より、少し速くADCを完了させることが可能
なんだけど、可聴域ギリギリ下といった感じ。（約15kHz）
Arduino Nano Everyは、Mega4809のデータシート眺めると、
Mega328よりも約一桁（大体8倍）速くADCを完了することが
できるようになってるみたい。
こないだも書いたけど、多分サンプル＆ホールド回路の、
入り口の抵抗が小さくなってたりしてるんだろうと思う。
で、それをふまえてやりたいことはこんな。
（１）素のMega4809用コアで、ADCを行った場合に、1回
あたりどのくらいの速度でADCが完了できるのか
（２）もしArduino環境では遅い設定になっているのであれば、
SFRをいじれば速くできるのか？いじるとしたらどの
レジスタ？ArduinoのC/C++環境からいじるとしたら、
どういうコードを書けばよい？
（３）現状どのくらい速いのかを計測するコードをでっち上げて、
速度を色々見比べてみたい
（４）（３）を行う上で、ICDとか使えないので、ADC1回ごとに
デジタルI/O端子をトグルさせておいて、周波数測定
したいんだけど、そもそもdigitalWriteは遅い（はず）
ので、直接GPIO関係のレジスタをいじりたい
（５）レジスタエミュレーションは、Mega328のレジスタを
エミュレーションしている都合、多分Mega4809
ネイティブのレジスタアクセスよりも遅いはずなので、
ネイティブのアクセス方法とレジスタエミュレーション
を比較してみたい
というわけで、ものすごく迂遠なんだけど、（５）から逆方向
に調べを進めて行きたいなと。
まず、Arduino IDEのサンプルスケッチ「blink」を改造して、
digitalWriteじゃなく、直接SFRいじってblinkを行いつつ、
Delayで時間稼ぎもさせずに、最速でblinkを動かしてみる。
比較対象として、Mega328版のArduino（互換ボード）を
使って、「blink」のコードをこんな風に改造して動かして
みる。
Mega328だと、D13（オンボードLED）は、PORT BのPB5に配線
されているので、こんな風に、PORTBの5ビット目をトグル
させてやれば、手っ取り早く目的が達成できる。
で、D13の発振周波数を2倍（HIGHとLOWの分）してやると、
毎秒何回「ADC」と「GPIOへのデジタル出力」が行われて
いるかがわかるわけなんだけど、後者はADCの速度に比較
して極めて小さいので、ひとまず無視してもいいので、
測定した周波数が、1秒間に何回ADCできたかという値になる。
結果、1.987MHz。（これは2倍した後の値）
1秒間にだいたい200万回といったところ。これは、アセンブラ
使って効率的なコードでGPIOをトグルするのに比べれば、
ちょっと遅いといえば遅いんだけど、1回の出力あたりおよそ
8クロック程度の計算なので、まぁ、そんなに悪くないコード
が生成されているとみていいんじゃないかな。
で、懸案のMega4809なんだけど、ネイティブのSFR経由で
GPIOに出力するのは、Mega328とはちょっとコードが違う。
Mega4809のD13は、PORT EのPE2に配線されているんだけど、
https://content.arduino.cc/assets/Pinout-NANOevery_v1.png
このポートにアクセスするためのコードは、
https://tomalmy.com/gpio-on-arduino-nano-every/
https://forum.arduino.cc/index.php?topic=642614.0
このあたりに書かれていたりする。PORT Eであれば、
「PORTE.OUT」っていう変数に、出力したい値を代入
すれば、その内容がPORT E（8ビット分全体）に反映
されるという具合。
また、例によって、「|=」や「&=」といった代入を
使うことで、特定のビットだけを変更することも可能
なのは、Mega328のSFRなんかと一緒。
（ちなみに、色々実験してみた範囲では、ポート単位で
8ビットまとめて入力することも可能だった。例えば、
PORT Eなら、「VPORTE.IN」っていう変数を参照すれば、
8ビット分のデータを読み出すことができた）
こんなコードで実行してみる。（Nano EveryのD13は、
PORT EのPE2なので、PORT Eの2ビット目をトグルする
コード）
void setup() {
// initialize digital pin LED_BUILTIN as an output.
pinMode(LED_BUILTIN, OUTPUT);
}
// the loop function runs over and over again forever
void loop() {
//digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); // turn the LED on (HIGH is the voltage level)
VPORTE.OUT |= (1<<2);
//delayMicroseconds(5);
//digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW); // turn the LED off by making the voltage LOW
VPORTE.OUT &= ~(1<<2);
//delayMicroseconds(5);
}
いざ実行して、計測してみると、2.648MHz(2倍した値）。
Mega328よりちょっと速いなぁ。コードの効率がいいのか、
それともGPIO関係の命令の実行速度が速いのか、その辺は
よくわかってないんだけど、少し速いみたい。ほう。
（1回あたり6クロックってことかな？）
さて、Mega328用のコードをレジスタエミュレーションを
通して動かすとどのくらい遅くなるのか…。さっきの
コードを使ってMega4809で実行して、計測してみる。
…2.648MHz。ん？同じだ。レジスタエミュレーションの処理
はいったいどこに行ってしまったんだ？こないだSPI接続の
G-LCDを動かすときにやってみた範囲では、微妙に遅くなって
いたはずなんだけどな。処理の仕方によるのかな…？
でもまぁ、思い切り遅くなっているというわけではないっぽい
ので、もしかしたらMega328用のレジスタエミュレーションを
そのまま使っちゃってもいいんじゃないのかな？という気が
してきた。
さて、（５）が出来たところで、次に（４）を確認してみる。
ADC 1回ごとにGPIOをトグルしてみて、毎秒どのくらいの
回数でADCが実行できるのかを計測してみる。
まず、Arduino Uno（互換）で、analogRead関数でアナログ
入力をするたびに、GPIO（D13）をトグルさせて、その周波数
を計測してみる。
Arduino Unoの場合は…毎秒8926回と出てきた。そうそう。
ADCの速度が結構遅く設定されているから、わざわざSFRを
いじって、最速でADCのサンプルが行える様にしてるきた
んだよな。（可聴域ギリギリでサンプルしたいって場合なら、
この2倍くらいのサンプル速度が欲しい）
※追記：可聴域（20kHz）で考えれば、標本化定理を元に
すると、最低でも20kHzのさらに倍の40kHzは必要になる
よなと思うので、少なくともこの「4倍」以上のサンプル
速度は必要だな、と気づいたので訂正。
じゃぁNano Everyの場合は…毎秒8794回と出てきた。ん？
変わんないじゃん。Mega4809はもともともっと速い速度で
サンプリングしても、最大精度が実現できるのに、なんで
こんなに遅く設定されているんだろう？互換性を考えて
のことなのかなぁ？
なんにしても、こんなに遅い必要はなくて、こないだ調べた
範囲では、8倍ほど速いので、単純計算では毎秒115,384回
のサンプリングを行っても、最大精度で行える計算。
可聴域の5～6倍。
これなら、可聴域よりはるかに高いサンプリングが
最大精度で行えるので、Mega4809はオシロとかに使うには
なかなか使い勝手が良い気がしているところ。
けど、この実験を鑑みるに、Arduino IDEのBOARD情報に
組み込まれている、Mega4809コアのADCの設定は、Mega328
のUnoと同じっぽいので、この性能を思い切り無駄にして
いるみたいだなぁ。
というわけで、（３）（４）は判ったので、（１）（２）
についてようやく調べる段階になった。
Mega4809のデータシートを読めば、どこをいじればADC
の速度を速くできるのかはすぐわかると思うんだけど、
次の問題は、ADC関係のSFRをいじるための、Arduino言語
上でアクセスする変数はどこかに書かれているのか？
ってあたり。
Mega4809関係のコアのソース読めば当然書いてあるん
だろうけど、読みたくない。宗教的な理由で。（手抜き
ともいう）
なので、とりあえず目星をつけて、「大文字」で「SFR
と同じタグ名」でアクセスしてみて、うまくアクセスが
できるかどうかを実験してみるってあたりから手を
付けてみるかなぁ。
https://twitter.com/mucom88/status/1303207102387687427
9月8日は、98の日だったらしいんだけど、そういえばと
ふと思う。8月1日に、これまで「ZX-81の日」っていう
のを聞いた記憶が無いんだよな。
で、ZX-81の日で検索してみたんだけど、なんかヒット
しなかったなぁ。やっぱ、マイナー過ぎなのかなぁ。
https://twitter.com/SuperturboZ/status/1304705218009948161
確か、ZX-81は、Z80搭載で、CPU自らビデオ信号を生成して
いたんではなかったかなぁ。
http://www.net.c.dendai.ac.jp/~anada/#a1
https://twitter.com/kmoroboshi/status/1304041785736347649
P8（正確にはpasocom mini PC-8001）でタイニーゼビウス
勝手移植版。すごいな。
https://twitter.com/navsite/status/1304261198364512256
pasocom mini PC-8001に、大型アップデートらしい。
あぁ、オイラこれ入手してないから、指をくわえて
見ているだけなんだよな。現状。
欲しいよな…
https://twitter.com/L_H_G/status/1302262367560986624
おぉ！ PC-8001 Y's（ワイズ）。とても良い。
オイラの知ってるP8の範囲内なんだけど、クオリティーが
すごい。
https://twitter.com/taroohashi/status/1304223058178093056
コシロンのこのビデオ、見たいなと思ってまだ見てないん
だよな。
フィラメントのスプールを載せてグルグルするための
ホルダー。こないだこれとほぼ同じ（同一？）のを買った
のに、買った直後に安いやつ見つけちゃうんだよな…
250円くらい安かった。
https://ja.aliexpress.com/item/33040040443.html
https://twitter.com/HdAnchiano/status/1303798487830728705
スロー映像。これ面白いな。なんでこんな風に、上に
向かってカーブするような軌跡を取るんだろう？
あれか。落ち始めた直後は、落下速度がまだ遅いから
横に広がって、そのあと落下速度が増して来たら、
下に進む成分が大きくなって、横より下に進もうって
いう動きになるのかな。
https://news.yahoo.co.jp/byline/moriakira/20200912-00197787/
台風10号。予想より被害が小さかったっていう評価に
なっているけど、進路が微妙に西側だったからっていう
ことなんじゃないのかなぁ。
でも、中心気圧は高くなったものの、暴風域の範囲は、
当初の予報より広くなってたみたいだな。被害が大きく
なる暴風域が予想より広かったなら、予想以上に被害が
出ててもおかしくなかった。たまたま運が良かったって
ことなんだろうなぁ。
いま関東に近づいてる熱低は、西太平洋の温まった海面を
あまりかき回していないだろうから、次にあの海域で台風
が発生したら、やっぱり強烈な台風になっちゃったりする
んだろうなぁ。
そういえば、3Dプリンタのフィラメントを乾かしたり、
シリカゲルを乾かしたりっていう用途で、何気に布団乾燥機
って、「万能」なんじゃね？って思っていた昨今なんだけど、
もしかして、野菜を乾燥させたりするのにもバリバリ使え
たりするんじゃね？って思って、調べてみた。
https://www.youtube.com/watch?v=i3S26tW91HI
https://agripick.com/1565
やっぱり、やってる人いるんじゃんねぇ。自作している人が
ちらほら。
オイラ、レンコンを薄切りしてレンコンチップを作りたい
んだよな。
以前、リンゴ買ってきて、ネットでみた情報通りに
電子レンジでリンゴチップ作ってみたら、なんかイイカンジ
にはできなかったんだよな。（乾燥しきれないところと、
焦げが出来たところがあったり）
で、布団乾燥機で干したら、イイカンジのリンゴチップ
とかレンコンチップができるんじゃないかな？とか思って
居たところ。
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