カチン！

MsTimer2の作者さんに、なれない英語でメールを
書いてたんだけど、送信ボタン押した途端にメールが
行方不明になった…　有り得ねー！！

オイラ英語苦手なのに、がんばって英語で真剣に
説明を書いたのに…

webメールだから、ブラウザの戻るボタンで復活
しないかなぁ？と思ったんだけど、だめだった…
(TへT)


もうアレだな。某社のサービスとは縁を切ろう…。
サービスレベルも品質も低いのに、いつまで経っても
改善されないからな…　フィルター機能とか、もう
最低レベルじゃないかと。

すごくがっかりしちゃったので、また明日やり直し
しよう…。

それにしても。
http://help.yahoo.co.jp/help/jp/mail/anti-spam/anti-spam-40.html
やっぱこれかな。無料で使えるし。

書いてみた。

懸案のMsTimer2をCTC使ってモディファイするという
お話。とりあえずCTCを使ったものに書き換えてみました。

mstimer2_updated.zip
（zipファイル中に、ccpファイルとhファイルを封入）

色々弄っているので、もしかしたらバグが残っている
可能性がありますが、とりあえず現時点で確認できた
ことを以下にまとめて起きます。

・mega168搭載ボード（reduino-nano）を使って、
　サンプル（LEDを0.5秒毎に点滅するスケッチ）
　を4分間動かしてみたところ、腕時計とぴったり
　一致したことを確認
・mega8搭載ボード（NG）用にコンパイルを行い、
　エラーが出ないことを確認

16Mhz÷（64クロック×250カウント）＝１ミリ秒
なので、とりあえず4分（＝240秒）ほど回してみれば、
250カウントがきちんと数えられているかどうかが
確認できるはずだろう、と。
（カウント数がずれていれば4分で1秒程度の誤差が
　生じるはず）

というわけで、こんなスケッチを以って作者の方に
メールを送って確認していただこうかと思ってます。

バグなどお気づきの方はとりあえず私宛までお知らせ
いただけるとありがたく、よろしくお願いいたします。

最速奪回

http://headlines.yahoo.co.jp/hl?a=20101117-00000908-yom-sci

日本の地球シミュレータがＦＦＴの計算でスパコンの
ナンバーワンに返り咲き…とのこと。

単にＦＬＯＰＳ値争いってことではなく、ＦＦＴの
ような複雑な（実利的な？）計算で返り咲きって
言うのはなかなか…。

ＦＬＯＰＳ値で54位のコンピュータでもＦＦＴなら
1位っていうのは、処理ロジックの勝利なのかな？

まぁ、この件もそうだし、はやぶさの件もそうだし、
なにやらおめでたい…。

続：MsTimer2の件

（続きです）

MsTimer2を使ったスケッチのアセンブリ言語展開リスト
を眺めないと正確なことは言えないんですが、多分
レジスタ類の退避（push処理）と、割り込みベクタの
ジャンプ処理などモロモロ合わせると64クロック以内
にTCNT2がクリアされている可能性は低いと思います。
（少なくとも将来にわたってあらゆる使い方には無担保）

一方、タイマー2関係のレジスタは、TCNT2も含めると
破壊されています。破壊されるということは、コアの
標準機能含めあらゆるタイマー2関係の処理とは
排他的に利用されることになります。

まぁ、ソースコード上は入出力ピン関係のレジスタ・
ビットを変化させてないのでアナログ出力（PWM）
を使用中にMsTimer2を使い始めた場合もPWM出力は
引き続き動作するコードになっているみたいですが、
動作中にTCNT2の値を弄り回しているので、PWMのピン
に出力される波形は期待とは異なるものになる
はずです。


さて、まぁ大体予想したとおりといえば予想したとおり
ですが、これらを踏まえてMsTimer2をどのように変更
すればいいか？
ikkeiさんやarms22さんからのご指摘を踏まえると
以下のようになるのかなぁ？と。


タイマー0を使ったmillis() 関数のように誤差を途中
途中で補正すればよいのか？（誤差が累積した際に2連発
で指定関数の呼び出しを行うなど）
　　→多分ノーでしょう。

これだと、一定の時間間隔ごとに処理をしたいっていう
場合に、途中途中で意図しない極小間隔で処理を連発
されてしまう恐れがあるため。
たとえばステッピングモーターをドライブすることを
想像すると、ほぼ一瞬で2ステップ分進むことになり、
モーターが追従できなくなる（→誤動作の元）

また、既存のタイマー2関係の処理とは完全に切り離した
世界で動かす前提になっているので、MsTimer2単体だけの
ことを考えてモディファイしても他機能に影響は無い。

加えて、タイマー2はmega48系のチップだけでなく、
mega8、mega128でもCTCモードで動作することが可能。
（c.f.mega8のタイマー0はCTCが使えない）
つまり、機種依存性は無い。


というわけで、やはりikkeiさんのおっしゃるように
CTCモードを使用する様に修正してしまうのがよさそう
です。

私がざーーーーっと調べてみたところではそんな感じ
なのですが、間違えがありましたらご指摘いただければ
ありがたく…。


まぁ、あとは実際にMsTimer2ライブラリをモディファイ
してみてから、作者の方にそれで問題ないか聞いてみる
って作業があるんだな。まぁ、できるだけ早めに…。

MsTimer2の件

まじめにコードを追ってみる事に。arduinoの
MsTimer2の件。

まずはarduinoコアの元々のタイマー関係処理について
どうなっているのかを整理。コードを追ってみた結果
はこんな感じです。


［TIMER0関係の処理］

・初期化処理にて、高速PWMに設定（ここ注意）
・オーバーフロー割り込み処理は1024us（16Mhz時）もしくは
　2048us（8Mhz時）ごとに1回発生に設定
・オーバーフロー割り込みをオン
とした上で、

16MHZの場合
・割り込み発生ごとに「ミリ秒」を１カウントアップ…（ａ）
・併せて、24usの誤差を蓄積
・誤差がミリ秒単位に達している場合、（ａ）に加えて
　1カウントアップ

　→1ミリ秒より少し長い時間ごとに「ミリ秒」がカウント
　　アップされていくが、蓄積誤差が1ミリ秒に達した時
　　にはいっぺんに2ミリ秒カウントされる
　　（およそ41～42回のオーバーフロー割り込みごとに
　　　2ミリ秒カウントされるケースが発生する）

8MHZの場合
・オーバーフロー割り込み処理自体は2048usごとに1回発生
・割り込み発生ごとに「ミリ秒」を２カウントアップ…（ｂ）
・併せて48usの誤差を蓄積
・誤差がミリ秒単位に達している場合、（ｂ）に加えて
　1カウントアップ

　→2ミリ秒より少し長い時間ごとに「ミリ秒」がカウント
　　アップされていくが、蓄積誤差が1ミリ秒に達したとき
　　はいっぺんに3ミリ秒カウントされる
　　（およそ20～21回のオーバーフロー割り込み毎に3ミリ秒
　　　カウントされるケースが発生する）

16MHZ、8MHZどちらも、長時間に渡って誤差は1クロック
単位で累積しないまた、PWM（アナログ出力）とタイマー
割り込みが両立する様に設定されている


［TIMER1関係の処理］

・位相補償PWMを使用（ここ注意）
・割り込みは使用しない
・プリスケーラ値64でフリーラン
・入出力ピンはノーマル動作状態（PWMの出力が未接続）

（注）TCCRｘAの値はイニシャル値=0のため、初期化の
　　　直後は入出力ピンにはPWMの出力が取り出されて
　　　おらず、普通のデジタルI/Oになっている


ということで、タイマー0についてはアナログ出力用の
設定を行いつつミリ秒ごとに経過時間を計測している
けど、瞬間的には最大で1ミリ秒（8Mhz機の場合2ミリ秒）
ほどの誤差が生じている可能性がある…ということに
なります。ただ、誤差は蓄積していかず、こまめに補正
されています。

仮にタイマー０のミリ秒計測…millis() 関数…を使って
時計を作るとしたら、理論上は1ミリ秒の誤差が瞬間的
に生じるけど、蓄積誤差は水晶発振の1クロック単位で
ゼロということになります。

なお、タイマー2も初期化時にPWM（アナログ出力）の設定を
行いつつ、I/Oは通常のデジタルI/Oのままとなっています。


さてこれらを踏まえ、MsTimer2ライブラリを取り込むと
どういうことになるのか…

［MsTimer2の処理］

・プリスケーラは16Mhz時8Mhz時とも64に設定（変化無し）
・位相補償PWMに設定（変化無し）

としてから、MsTimer2::start()　にて

・オーバーフロー割り込みを許可
・割り込の都度TCNT2をプログラム上でクリア（※要注意）
・指定したミリ秒経ったか判断して、経過していれば
　指定の関数を呼び出し

という感じです。オーバーフロー割り込みが発生してから
TCNT2のクリア処理を行うまでに64クロック以上経過
している場合、やはり遅延を生じることとなり、この
遅延は時間経過にしたがって蓄積していきます。

（長くなってきたので次の記事に続きます）

（追記：MsTimer2は位相補償PWMじゃなくて、ノーマル
　タイマーですね…訂正してお詫びします）