分割とTIの質問へ

「見せないで、マリア・イワノフナ、そしてお気に入りの歌「ヴァレンキ」を聞いてください」

見出しにもかかわらず、プレゼンテーションの順序は逆になります-最初にテキサス・インスツルメンツについて（もちろん、会社自体についてではなく、私はまだエンジニアであり、 トレーナーではなく、ビジネス・アナリストです。したがって、会社によって製造された製品についてです）、それから分割についてのみです。



マレゾンバレエの最初の部分。



議論の対象は比較的新しいSS13xxファミリ（SS1310 / SS1350 / SS1352）ですが、組み込みシステムのプログラミング分野の状況を議論するための出発点にすぎません。 このMKは、さまざまなタイプのワイヤレスインターフェイスを備えたデバイスの設計での使用を目的としています（特に、このファミリを使用する可能性を使い果たすことはないため、IoTの新語はあまり好きではありません）。



MKはM3コアに基づいて構築されており、プログラムとデータの頻度とメモリサイズの記録破りのパラメーターではありませんが、インターフェイスの十分なセットがありますが、これらのパラメーターは決して興味深いものではありません。 この機能は、外部デバイスを操作したり、エーテルを介して相互作用したりするために、マイクロサーキットに3つのMKコア（中央に1つ、周辺に2つ）が含まれていることです。 この決定の理由は何ですか？



まず第一に、最小限のエネルギー消費を確保したいという願望。 実際、リソースを集中的に使用する計算を比較的短時間で実行し、クロック周波数を下げてスタンバイモードに切り替えることで消費を削減する従来の方法には自然な制限があり、高速コアはより低い周波数で比較的多く消費しますが、必要な反応時間を提供しません外部イベント。 この矛盾を解消するために、センサーコントローラーの2番目のコアが導入されました。これにより、低電力モードで外部とのやり取りが可能になり、リソースを大量に消費する計算が必要になると、メインコアがアクティブになります。



3番目のコントローラーは、消費を削減するという同じタスクを（非常に複雑な方法で）解決します。 実際のところ、無線交換プロトコルを維持するには、非常に厳しい時間制約を維持する必要があることが多く、それらを中央コアに（ターゲットプログラムの実行と同時に）実装しようとすると、コアクロック周波数、したがって、電源から消費される電力を増やす必要があります。 関数の分離により、この矛盾（TRIZスタイルの典型的な解決策）を取り除くことができます。



このような機能の分離が絶対に必要であり、必要なパラメーターをより単純なアーキテクチャソリューションでは達成できないことは絶対にわかりませんが、価格が合理的なフレームワーク内に維持され、必要な機能が実現される場合は、そうではありません。 さらに、この投稿はまだMKのハードウェアコンポーネントに関するものではなく、単に状況をカバーするためのものです。 このクラスのMK用のソフトウェアを作成するプロセスを検討します。



まず、メインコア、すべてがここで標準です-M3コア自体はよく知られ、ツールチェーンはgccであり、会社自体は2つのIDE（ccsとiar）を推奨しています。 私は最後のメンバーと多くの仕事をしたので、 悲観的なチュートンの天才 TIコレクティブマインドがどのような製品を生み出したのか試してみることにしました。 Code Composer Studioは会社の開発であり、Eclipseに基づいて（だれが考えていたでしょうか）この環境に固有のすべての長所と短所を持ち、制限なしで完全に無料です。



私が戸惑うことを一度だけ言いたいのは、会社がこのMKを操作するための追加のユーティリティを提供していることです（無線で起動可能なファームウェアイメージを作成し、MKに転送するため）。しかし、それらは何らかの理由で、Javaではなく、これは、プログラミング環境の基礎であり、インストールパッケージの一部であるランタイムシステム、およびPhyton上にあります。 後者を強く嫌ったわけではありません（1つはありますが、プログラム構造にインデントを設定することは受け入れませんが、最終的には「色と色が異なります」が、明らかに冗長なエンティティを引き付ける必要がある理由は明らかではありません。 さらに、ユーティリティ自体は複雑ではなく、特定のライブラリを使用せず、作成者によって非常に限られた時間だけJavaに転送されましたが、プログラムの長さを20％増加させることはわずかに困難でしたが、パフォーマンスの顕著な変化なしに、少し奇妙ですランタイムはファイルの読み取りに関連付けられていますが、これはそれほど驚くことではありません-Funtik Fによる最新のメモ...）。



パズルの2番目の部分は、プラグインを簡単に埋め込むことができるため、Eclipse自体が人気があるという事実にあります。 この事実を考慮すると、プログラミング環境の開発者がユーザーにコマンドラインからハンドル付きのユーティリティを呼び出させ、以前は開発環境でハンドル付きの端末を切断し、ハンドル付きのMKでデータ受信プログラムを起動してから、ハンドル付きの端末を再び復元するという決定は非常に不思議です。 「ヒンズー教徒のプログラマ」にとっては、おそらくこのソリューションが唯一可能な方法であり、完全に正当化されているように見えますが、大企業はより有能な人材を引き付ける余裕があります。



さらに、Sensor Composer Studio製品を使用して、センサーコントローラー（名前はあまり成功していませんが、直接トレーシングペーパー）のプログラミングが実行されます。 すぐに別の質問-なぜ別の製品が必要なのか、ウィンドウを切り替えるのが非常に難しいということではなく、それでも...特に、作成されたコードが最終的にメインMKのコードの一部になるので（もちろん、実行されませんが、プログラムメモリの一般的なアドレス空間に含まれます）。



そして、もう1つの機能があります。このコア（アーキテクチャ）については何も語りませんが、16ビット、低消費、独自仕様である点は除きます。 一般に、それで問題ありません。うまく機能しますが、「堆積物は残ります」。 以下は、このカーネルのコマンドの説明です。サイクルを整理するためのコマンドなどの機能はありますが、これは430の修正であると想定できます。 汎用およびローカルアドレス空間での周辺レジスタの場所が指定され、その後、再び奇妙さが始まります-周辺レジスタを含む多くのレジスタには、「TIライブラリのみで使用されます」というフレーズが付随し、一部のレジスタについては、ビットフィールド割り当てがまだ指定されています。一部はそうではありません。 これらのレジスターの説明が気になることではありませんが、ユーザーがそれらを使用する予定がないのに、なぜそれらを提供するのか-私は個人的にはあまり理解していません。



また、特別なライブラリを使用してメインカーネルからこのカーネルの周辺にアクセスすることもできます。また、いくつかのプラグインを使用して、前述のプログラミング環境でコードを記述することもできます。 ここではすべて問題ありません。ドキュメントは十分で、設定は便利です。設定のグラフィカルな表現があり、特別なモードでの組み込みデバッグがあります（一般モードでは、デバッガーはメインカーネルでビジーです）。



次の部分は、M0に基づいて構築された無線で動作するためのカーネルで、独自のROMからプログラムを実行します（ほとんどの場合、不揮発性メモリの一部であり、現代のMKにはマスクメモリがありそうにありません）。ユーザーによるドキュメントではありません）。 無線パスの内部構造に関する情報は非常に少なく、実際にはモード設定コマンドの説明からのみ抽出できますが、通常の「組み込み」開発者には必要ありません。



メインコアと無線部分間の相互作用は、メッセージフローに基づいており、十分に詳細に文書化されています。 そして、このドキュメントは簡単なことを理解するのに十分です-通信プロトコルは言うまでもなく、カーネル間の相互作用のメカニズムを構築しません（まあ、私は間違いなくしません）が、それでも相互作用は非常に複雑なので、会社によって実装されたライブラリを使用します設計では、多数のさまざまな要因を考慮に入れる必要があります。そのため、独自のパッケージを作成する利点が、パッケージの作成コストを相殺することはありません。 したがって、再びライブラリサブレイヤーを使用して、メインコアと無線コアの相互作用を整理し、ほとんどの場合、チャネルパラメーター化のみを使用して既製のモジュールを使用して標準化された無線通信チャネルを整理するための既製のソリューションを使用します。



このMKの本格的なプログラムを書くことは簡単な作業ではなく、上級のプロにとっても非常にアクセスしやすいことが読者に明らかになったと思いますが、「普通の」開発者はどうすればよいでしょうか（Oleg Artamonovが最近書いたように、職業？」）。 同社はこのケースを処理し、開発環境とともに、SimpleLinkと呼ばれるすべての機会にプログラムの大きなパッケージ（例のセット）を提供します。 さらに、ソリューションは2つのバージョンで提供されます-TI-RTOSリアルタイムオペレーティングシステムを使用する（私の意見では、これはより便利な方法です）、そしてスーパーサイクル（内蔵OSをあまり食べないほど嫌いな場合） 「）。 私はMKのRTOSについて落ち着いているので、最初のオプションを使用し、同じことを行うことをお勧めします。特に、OSアセンブリプロセスの構成を理解してタスクのクラスに適合させる場合、使いやすさが節約され、この利便性を維持するためのコストが大幅に削減されます。



このパッケージに対する私の個人的な態度は2つあります。一方では、MKの使用を劇的に簡素化する素晴らしい仕事です（したがって、私はそれを使用します）が、他方では、「ゴミ、火傷、ソドミー」、「良い建築のコストが悪いアーキテクチャのコストを考えてみてください。」（だから私は彼をscった。）これはモジュールによる機能の分配とそれらの間の関係だけではなく（ここではすべてがスムーズではないが）、ファイル、ファイル名、分配によるモジュールの分配についてでもある ディレクトリやその名前と構造などによるファイル。など。まあ、KISSとDRYの原則に違反することは、パッケージの開発者にとってはほとんどルールですが、パッケージのソースコードを把握できなければ（この愚かな習慣を取り除くことはできません）、 「そのまま」使用すると、すべてが正常に機能します。少なくとも特定のプロジェクトで問題を発見したことはありません（（辱された美的感覚と人類への信仰の喪失は別として）。



しかし、今では、この投稿の主要な仮定にスムーズに進むことができます（決して遅れるよりはましです）。 真の汎用性と高いパフォーマンスを兼ね備えたフレームワークを書くことは、非常に難しいといつも思っていました。 同社が提案する開発例は、汎用性に重点を置いたまさにそのようなフレームワークを表しており、アプリケーションカスタマイズツールはほとんど完全に存在せず、すべてがカードの調整レベルにあります。 私たちの多くの例の1つを取り、測定と分析（そしてもちろん送信）に関連する小さな部分を変更すれば、完了です。 もちろん、一般的な場合、結果のコードはかなり肥大化しますが、さまざまなアプリケーション条件のさまざまな例を提供します。タスクに最適なものを選択するだけです。 極端な場合、かなりの量のプログラムメモリがMKに組み込まれているため、このリソースの保存について考える必要はありません。 さらに、実行中のライブラリの大部分はすでにROM内に隠されているため、注意して呼び出す必要があります。



私はそのようなアプローチに反対したわけではなく、自転車の発明を断固として主張しました。コードの再利用は、カテゴリの必須事項であり、プログラマの高い生産性を保証しますが、次の条件があります。

使用されるルーチンのライブラリは次のとおりです。

1. 慎重に設計された
2. きちんとプログラムされた
3. 包括的な文書化
4. 普遍的な
5. 効果的。

そして、最後の2つのポイントのみが望ましい場合（非常に望ましいが、それでも...）、最初の3つが必要です。



また、同社が提供するSimpleLinkパッケージの要件についてはどうですか？ 以下は、パッケージを表面的に知っている順に得られた5段階の評価です。



1a）モジュール間の接続を考慮し、各モジュールの能力の境界を明確に概説する必要があります。機能の重複を除き、インターフェイスが機能しました-しっかりした4つ、全体として作業が完了しました。



1b）よく考えられたディレクトリ構造を持つファイルへのモジュールの配布は、おそらく3つのプラスであり、異なるファイルのプログラムモジュールのテキストを繰り返すだけの価値があります。



2.パッケージには、まれにしか検出されないエラーを検出できないようにする必要があります（常にエラーが表示されるべきではないという事実は明らかです）。 ここで見積もりをすることは困難です、私は1つの不快な状況に注意します-ほとんどの関数は通常のプログラムメモリと読み取り専用メモリの両方から呼び出すことができ、最初のオプションのソースがアクセス可能で有効な場合、2番目のものははるかに悪いです-指示は与えられませんそのソースも、最初のオプションとの同一性についても、検証の問題はありません。



3.ソリッド4のドキュメンテーションは、作成者がドキュメンテーションの観点からDoxygenの「力と表現力」に頼らず、少なくとも1ポイントを与え、コンテキストリンクのシステムがあり、機能の原則の説明があるという事実です-私はドキュメンテーションの観点だけでトップ5を入れません自分でも設定しません。



4.構成が開発されていないため、4つ以下ですが、これについては既に説明しました。



5.言うのは難しいですが、私は通常SPIの実装を見ます-それは一方では標準的なレーキの欠如を理解するのに十分単純であり、他方ではそれらを詰め込む場所を持つのに十分複雑です。 したがって、このパッケージには、バイトの書き込み/読み取りのためのベンチマーク的に非効率的な手順がありますが、深みに飛び込むと、MPDを使用して実際に使用されるオプションを見つけることができます、それらについてはまだ何も言えません。



深さについてのメモ-それらは非常に深く（4-5個の入れ子関数を使用）、パッケージの1つの機能に言及するしかありません-Cで書かれています。文字の後に2つのプラスを追加することを忘れませんでした。 このトピックの人たちにとっては、多くのことが明らかになります。重要なオブジェクトを実装するときに、ハードウェアレベルで実行される一連の機能を決定するために、他のすべての人に刺激的な探求を行うことをお勧めします。 もちろん、クラスを使用する場合、このようなタスクは簡単になりますが、これはTIのJediのやり方ではありません。 これは、プラスを無視するユーザーにとって必要な懸念事項であるが、なぜそこで停止するのか、しかし彼らが気分を害した不幸なアセンブラーのユーザーについてはどうなのかを理解しています。



結論として、「トップで正しく理解できるように」、MKファミリー、開発環境、またはソフトウェアパッケージをscらないで、ユーザーにとってより良く、より便利で、魅力的なものにしたいことを強調したいと思います。 。 TIには自分のアカウントがあり、Nationalの買収や、その後の興味深いMKラインの殺害（後者の場合、彼らは自分自身を罰しますが）の買収や、2014年に返されたものを決して許しません注文したクリスタルのお金（私はクリミアには触れませんでしたが）ですが、この深い感情は客観的であることを妨げるものではありません-彼らは良い仕事をしました。 会社によって提案された、エピグラフに記載されている概念は、私にはあまり近すぎませんが、おそらく正しいので、複雑な結晶の他の方法はありません。 これはトレンドであり、それと戦う意味はありません。



そして、これがトレンドであるという事実は、新しいVicor電源管理クリスタルの状況を裏付けています。 水晶自体は優れており（評判の良い会社にとっては逆のことは驚くべきことです）、パラメーターは非常に優れており、外部コンポーネント、特にインダクタンスの選択に関するセクションでのみ言及しました。 ドキュメンテーションでは、このセクションは1つのパラグラフにすぎず、特定のメーカーの特定のインダクタンスモデルを示し、他のオプションは考慮されないことを明示しています。 水晶の開発者の理由を完全に理解しています（スイッチング周波数が高く、電流が大きく、そのような条件でのインダクタンスの設計は簡単な作業ではありません）、それでも、今のところ、この設計のアプローチは私にとっては珍しいことですが、「ここで重要なのは」 これら2つのコンポーネントをまとめて販売する必要がある場合は、質問はありません。



マルレゾンバレエの第二部。



さて、部門の使用についてはTIのライブラリの1つで発見されましたが、この会社には直接適用されませんが、gccコンパイラの機能です。 したがって、アドレス算術のフィールドから問題を定式化します-配列の2つの要素（または単純に同じタイプの連続したデータ）へのポインターによって指定されたインデックス（つまり、バイトではなくインデックス）の差を計算する必要があります。 原則として、要素の1つは配列の最初の要素ですが、これは重要ではありません。



タスク自体はシンプルで、Cでは、ソリューションは明白で、次のようになります。

$$

$$(pointer1-pointer0)/sizeof(type)$$

。悪魔は実装に隠れています-部門チームは一般的なMKアーキテクチャに標準的に実装されていないため、高速ではありません。除数が変数の場合、単語からの良い解はまったくありませんが、定数値には乗算に基づくオプションがあります。乗算の素晴らしい特性のおかげで

$$

$$(a+b)*(c+d)=a*c+a*d+b*c+b*d$$

（加算は加算的、感謝、キャプテン）乗算のハードウェア実装は実装でより一般的であり、非常に高速です（ハードウェア乗算器のトピック自体は興味深いですが、それについては今ではありません）。残念ながら、除算に同様のプロパティはありません。そのため、ハードウェアの実装という点では珍しいゲストです。



したがって、除算（一定で、これは重要です）の代わりに、乗算を適用して、手を見てください

$$

$$a/c=a*(1/c)=a*(N/(N*c))=a*(N/c)/N$$

ここで、Nは追加の定数です。論理的な疑問が生じます-どんな種類のごみです。今では、1つではなく2つの除算演算があり、さらには乗算もあります。 2の累乗の場合、答えは正しく選択されますが、除算は数値の右へのシフトになり、これははるかに安価です。また、指数が8の倍数である場合、除算は数値のバイトの再番号付けになり、コストはまったくかかりません。 N / c因子は一定であるため、事前に計算します。詳細が1つでない場合は、すべてがうまくいくようです-この因子の表現の精度。



数値を2進数から10進数に変換するときに発生する10で除算する特定のケースを考慮し、H = 256を取得して、乗算の定数256/10 = 25.6を計算し、整数25（-2.3％）または26（+1.6 ％）。次に、たとえば、100 * 26 = 2600 = 256 * 10 + 40で、結果の最高部分は10で、これは予想される100/10 = 10に対応します。配当のどの値で結果が正しい値から1つ以上逸脱するかを計算できますが、このためには次の形式の方程式を解かなければなりません。

$$

$$[n/10]=[n*k/N]+1$$

（括弧は切り捨てられた整数部分を意味します）、これはあまり明確な手順ではありませんが、数値シミュレーションを実行し、特定のnに対して結果が正しいことを確認する方が簡単です。補正添加剤を入力し、式によって精度の低下を補正できます

$$

$$(*26-/2+1)/256$$

配当値の許容範囲を大幅に拡張します（最大256、つまり8ビットの符号なし整数で間違いを犯すことはありません）が、この方法の根本的な欠点を排除することはできません-エラーの存在に加えて、残りのプライベート計算のみが得られます（必要ですが、これは私たちの場合ではありません）作業の速度に悪影響を与える個別の操作のみを行うことは可能です。一般に、この方法は非常に機能していますが、範囲が限られています。



したがって、コンパイルされたコードで（機会のためのゴッドボルトのおかげで）いつものように、定数（非常に小さい）で除算するのではなく、特定の（十分に大きい）定数によるアドレス算術乗算を見ました。別の質問は、定数が上記の方法で計算された定数とまったく似ていないということでした。そして最後に、結果は作品の上位半分ではなく、最年少の部分です。一般的に、少し奇妙な方法、いくつかのゴミですが、計算はそれが動作することを示しています。簡単な考えで秘密が明らかになり、その方法は完全に正しいことが判明しますが、...（もちろん、一般的なケースでは除算を乗算で置き換えることは不可能なので、読者は「しかし...」と期待していました）。



マジックナンバー143を検討し、その面白いプロパティ77 * 143 = 11011、最も若い部分011 = 1 = 77/7を調べます。 999 * 7 = 6993を超えないすべての数値について、784 * 143 = 112112、最も若い部分が112 = 784/7などであることが簡単にわかります。ここでは、メソッドの自然な制限ですが、別のマジック番号7143を使用して、可能性の範囲を9999 * 7 = 69993に拡張します。同様の魔法特性を持つ他の魔法の数字を見つけることは難しくありません。



これらの数字を取得する方法-配当を乗算すると、最も若い部分の除算の結果、この場合は7を含む結果を取得できます。これは、簡単に聞こえますが、入力番号7については非常に簡単ですxxx001を取得し、xxx = 001とし、ここでは単純なストリートマジック1001/7 = 143とします。明らかに、143 * 7 = 1001、その後、任意の数= n * 7、（n * 7）* 143 = n *（7 * 143）= n * 1001が真であり、結果の下の部分がnとなります。



今、この方法の根本的な欠点がわかります-それは除数の倍数である数字に対してのみ機能し、他のすべての場合には完全に予測不可能な（除算に対応する意味ではない）乗算結果を与えます。しかし、この特定のアプリケーションでは、配列要素のアドレスを減算すると、結果は配列要素のサイズの正確な倍数になり、このメソッドを使用するすべての権利が得られます。間違った数字を使用した場合、分割の結果は「機械は製粉機であり、石を投げると小麦粉は機能しません」という興味も持たないはずです。



7以外の除数のマジックナンバーとその存在の証明を見つけるには、興味津々の読者にお任せします。除数に応じて因子をプロットし、その上にディップとピークを見るのも興味深いです。おそらくそれらの存在は数論と何らかの相関関係があります。たとえば、コンポジット21 = 3 * 7の場合、この数= 381（もちろん、最小数、残りは私たちにとって興味のないものです）は製品667 * 143 = 95381よりも明らかに小さく、私が単純に考えたように、381 = 381でも複数ではありません。



もう1つの興味深い事実は、マジックナンバーは番号システムによって異なるということです。たとえば、10進法では、x ... 1の形式の数値はいずれも除数として5を使用できず、この方法は機能しないため、5で除算する定数はありません。しかし、同時に、バイナリ（16進数）システムでは、1024 + 1 = 1025 = 0x401が結果205 = 0xCDで素晴らしく分割され、アルゴリズムが再び機能するため、この問題は解決されます。たとえば、130 * 205 = 0x82 * 0xCD = 0xFAFA => FA = 26 = 130/5。さらに、因子を見つける問題が奇数の約数で解決され、偶数の任意の数が有限のシフトを持つ奇数の数に変わることを証明することができます（私はそう思う）。バイナリ表現が便利で便利である限り、幸運でした。



PS。私の常連の読者（私はそのような存在があることを願ってうらやましい）は困惑している-投稿は終わり、「ヤロスラヴナの叫び」はどこにあるのか。心配しないでください、彼がそこにいます。



CC1350およびCC1352のデバッグボードでは、アンテナスイッチの1つの水晶が使用されます（異なる方法で使用されますが、問題ではありません）、つまりXMSSJE3G0PA（ロシア語の転写でこれを読もうとしないでください。したがって、控えめな特性を持つスイッチ-最大2.7 GHzの周波数帯域、パススルー減衰-0.28 dB、絶縁減衰-33 dB、スイッチング電力-20 dB。しかし、このすべては、「絶縁体上のシリコン」と「ヒ化ガリウム」という応用技術にもかかわらず、寸法1.5 * 1.5mmとコスト-0.9ドルという2つのパラメーターによって補正されます。



彼らがそれをどのように行うのか-私は主に価格について話している、そして次に-私たちがそれをしない理由-質問は修辞的です