Pull to refresh
15
0
Гудин Владимир @Gudin

User

Send message

Пишем обобщённую хеш-таблицу с открытой адресацией на чистом C

Reading time 28 min
Views 16K

В программировании достаточно распространена задача хранения данных в ассоциативных контейнерах. В этом случае мы ставим в соответствие некоторым ключам некоторые значения. При этом мы бы хотели иметь возможность более-менее быстро запрашивать значение по ключу.

К решению этой задачи есть несколько подходов. Мы последовательно рассмотрим несколько существующих подходов и их достоинства и недостатки, а затем реализуем структуру данных на языке C и, наконец, устроим тест производительности написанного решения. А в качестве бонуса идёт небольшая библиотека включающая эту структуру данных и некоторые другие, которых так не хватает в стандартной библиотеке C.

К разработке этой библиотеки и написанию статьи меня натолкнуло отсутствие незаброшенной библиотеки эффективных хеш-таблицы для C.

Читать далее
Total votes 30: ↑26 and ↓4 +22
Comments 38

Изобретаем библиотеку vusb

Reading time 27 min
Views 17K

Введение


После прочтения названия может возникнуть закономерный вопрос: зачем в наше время изучать программную реализацию low-speed USB, когда существует куча дешевых контроллеров с аппаратным модулем? Дело в том, что аппаратный модуль, скрывая уровень обмена логическими уровнями, превращает протокол USB в своеобразную магию. Для того же, чтобы прочувствовать как эта «магия» работает, нет ничего лучше, чем воспроизвести ее с нуля, начиная с самого низкого уровня.


С этой целью попробуем изготовить на основе контроллера ATmega8 устройство, прикидывающееся USB-HID'ом. В отличие от распространенной литературы, мы пойдем не от теории к практике, от самого нижнего уровня к верхнему, от логических напряжений на выводах, и закончим «изобретением» той самой vusb, после каждого шага проверяя, работает ли код как ожидалось. Отдельно отмечу, что не изобретаю альтернативу этой библиотеке, а напротив, последовательно воспроизвожу ее исходный код, максимально сохраняя оригинальную структуру и названия, поясняя, для чего служит тот или иной участок. Впрочем, привычный для меня стиль написания кода отличается от стиля авторов vusb. Сразу же честно признаюсь, что помимо альтруистического интереса (рассказать другим сложную тему) имею и корыстный — изучить тему самостоятельно и через объяснение выловить для себя максимум тонких моментов. Отсюда же следует, что какой-то важный момент может быть упущен, или какая-то тема не до конца раскрыта.


Для лучшего восприятия кода я постарался выделить измененные участки комментариями и убрать оные из участков, рассмотренных ранее. Собственно, исходный код и будет основным источником информации, а текст — пояснением что и для чего делалось, а также какой результат ожидается.


Также отмечу, что рассматривается только low-speed USB, даже без упоминания, чем отличаются более скоростные разновидности.

Читать дальше →
Total votes 33: ↑33 and ↓0 +33
Comments 22

USB на регистрах: bulk endpoint на примере Mass Storage

Reading time 13 min
Views 9K


Еще более низкий уровень (avr-vusb)
USB на регистрах: STM32L1 / STM32F1
USB на регистрах: interrupt endpoint на примере HID
USB на регистрах: isochronous endpoint на примере Audio device

В прошлый раз мы познакомились с общими принципами организации USB и собрали простое устройство, иллюстрирующее работу конечной точки типа Control. Пришло время изучать следующий тип — Bulk. Конечные точки такого типа предназначены для обмена большими объемами информации, причем чувствительной к надежности, но не скорости обмена.

Классические примеры — запоминающие устройства и переходники вроде USB-COM. Но переходники требуют еще наличия конечной точки типа Interrupt, которую мы пока «не проходили», так что остановимся на эмуляции флешки. Точнее, двух флешек одновременно.
Читать дальше →
Total votes 19: ↑19 and ↓0 +19
Comments 37

USB на регистрах: виртуальная FAT16

Reading time 15 min
Views 11K

image
USB на регистрах: STM32L1 / STM32F1
USB на регистрах: bulk endpoint на примере Mass Storage


Уже довольно давно я пытался разобраться, как же устроена классическая файловая система FAT и вот наконец критическая масса обрывочных сведений в моей голове привела к качественному скачку и закономерному воплю "а что, все действительно настолько просто?!". Нет, разумеется, в FAT полно причудливых костылей, наросших за время ее эволюции, но сама идея и правда проста. Настолько, чтобы реализовать ее эмуляцию на контроллерах вроде stm32f103, stm32l151 в достаточном для ряда задач объеме. То есть наше устройство будет прикидываться флешкой смешного объема, запись и чтение которой будут не приводить к перезаписи памяти, а обрабатываться исключительно кодом.

Читать дальше →
Total votes 40: ↑40 and ↓0 +40
Comments 5

Виртуальный COM-порт на STM32 или как управлять контроллером через USB не привлекая внимания санитаров

Reading time 24 min
Views 24K

Написать эту статью меня сподвигли те сложности, которые пришлось пройти в попытке разобраться, как же именно ядро контроллера STM32F103 работает с драйвером USB, который находится на борту. Имеющиеся туториалы по созданию устройств, в том числе и композитных, в основном сфокусированы на особенностях использования библиотек. Но когда оставшегося места в памяти контроллера мало а парамеры его работы полностью предсказуемы, лучшим решением становится написать собственный обработчик прерываний. А для этого нужно понять,

как же оно всё-таки работает
Total votes 38: ↑36 and ↓2 +34
Comments 9

Отладка микроконтроллера через Type-C кабель

Reading time 4 min
Views 7.3K

Как избавиться от дополнительных разъемов на печатной плате IoT-устройств при наличии разъема Type-C?

Этим вопросом мы задались, когда в своих разработках начали переход с micro-USB на 24pin Type-C. В этой статье я постараюсь описать наш опыт использования Type-C, расскажу о распиновке разъемов Type-C для устройств с ESP32, STM32, Миландра, RISC-V или ARM, а также о том, что внутри кабеля Type-C и как его выбрать.

Читать далее
Total votes 32: ↑31 and ↓1 +30
Comments 14

Бюджет потерь USB 3.2

Reading time 17 min
Views 29K

Откуда столько названий стандартов USB? Какие допустимые потери сигнала в кабеле по спецификации, и почему почти никто ей не следует? Как измерить потери в дифференциальной линии и не продать почку?

Статья будет наиболее полезна для hardware-инженеров, разрабатывающих системы с высокоскоростными интерфейсами, но рассчитана на базовый уровень знаний в электронике. Узнаем о истории стандарта, понятии потерь, способах оценки и измерений.

Страх и ненависть в спецификации USB
Total votes 156: ↑155 and ↓1 +154
Comments 60

Оболочка и терминал Unix — это одно и то же?

Reading time 18 min
Views 19K

Сегодня любой уважающий себя разработчик не только программирует, но и так или иначе эксплуатирует свой код. А значит, с вероятностью 99,99% сталкивается с такой штукой, как «терминал». Хотя чаще это называют «консолью» или «командной строкой». 

А как же правильно? И почему эта штука местами такая странная? Без исследования древних машин, принципов общения с ними и легаси ПО тут никак не разобраться.

Осторожно: very long read!
Total votes 76: ↑75 and ↓1 +74
Comments 20

Магия ssh

Reading time 12 min
Views 62K

Разве что ленивый не писал про ssh и несмотря на это, данный протокол и его возможности не перестают меня восхищать. Здесь я хочу поделиться исключительно своим опытом использования сего замечательного инструмента в своих задачах (При этом активно применяю его даже при разработке на Windows).

Поскольку я программист, то инструментарий ssh часто нужен мне в разработке и для личных нужд. Самые частые задачи, которые я выполняю с его помощью (по частоте использования):

  • Удалённый доступ — логично, ведь для этого он и предназначался.
  • Монтирование папок по сети — очень удобно для работы с кодом на удалённой машине.
  • Удалённое выполнение команд — нечастая, но используемая мной операция. Удобно получать выхлоп команды в канал другой команды на текущей машине.
  • Запуск графических приложений на удалённой машине.
  • Проксирование трафика — способ перенаправления трафика. Этакий быстрый и простой аналог VPN.
  • Обратный ssh — использую для проброса портов к системам, находящимися за NAT, когда лень настраивать firewall.

Далее вкратце разберу каждый пункт, и особенно пути эффективного и простого использования под Windows.
Читать дальше →
Total votes 105: ↑97 and ↓8 +89
Comments 131

Разработка драйвера сетевого адаптера для Linux. Часть 1

Reading time 25 min
Views 24K

В этой статье мы рассмотрим как устроен драйвер сетевого адаптера для Linux.

Cтатью разделим на две части.

В первой части рассмотрим общую структуру сетевого адаптера, узнаем какие компоненты входят в его состав, что такое MAC и PHY, разберемся как подготовить адаптер к работе, сконфигурировать, и как в итоге получать сетевые пакеты.

Хотя при разработке драйверов необходимо использовать стандартные ядерные фреймворки, такие как clock, reset, libphy и пр., поначалу мы будем работать с адаптером напрямую через регистры состояния и управления. Это позволит нам детально разобраться с аппаратной частью.

Во второй части статьи приведем драйвер к нормальному виду, с использованием стандартных фреймворков и описанием того, что надо указать в Device Tree, и рассмотрим как передавать сетевые пакеты.

Нам нужна макетная плата с сетевым адаптером, на которую можно поставить Linux. Возьмем Orange Pi Zero на платформе Allwinner H2+. В состав платформы входят четыре процессорных ядра Cortex-A7, поддерживается ОЗУ стандартов LPDDR2, LPDDR3, DDR3, широкий спектр соединений и интерфейсов, в том числе сетевой адаптер, для которого мы будем разрабатывать драйвер. Подробное описание платформы тут, документация на платформу Allwinner H3 Datasheet.

Читать далее
Total votes 71: ↑71 and ↓0 +71
Comments 19

FizzBuzz по-сениорски

Reading time 7 min
Views 115K

- Добрый день, я на интервью на позицию старшего разработчика.

- Здравствуйте, давайте начнем с небольшого теста, пока я ваше CV смотрю. Напишите программу, которая выводила бы числа от 1 до, скажем, миллиарда, притом если число кратно трем, то вместо числа выводится Fizz, если кратно пяти, то Buzz, а если и трем, и пяти, то FizzBuzz.

Серьезно, FizzBuzz? Задачка для начальной школы, на сениорскую позицию? Ну ладно.

Читать далее
Total votes 383: ↑376 and ↓7 +369
Comments 306

Элементы языка С, которые являются неподдерживаемыми в языке С++

Reading time 7 min
Views 32K

Нижеприведенный список является моей небольшой коллекцией примеров кода на языке С, которые не являются корректными с точки зрения языка С++ или имеют какое-то специфичное именно для языка С поведение. (Именно в эту сторону: С код, являющийся некорректным с точки зрения С++.)

Этот материал я уже публиковал на другом ресурсе в менее причесанном виде, Я бы, наверное, поддался прокрастинации и никогда не собрался опубликовать эту коллекцию здесь, но из-за горизонта уже доносится стук копыт неумолимо приближающегося С23, который безжалостно принесет некоторые жемчужины моей коллекции в жертву богам С-С++ совместимости. Поэтому мне и пришлось встать с печи, пока они еще актуальны...

Разумеется, язык С имеет много существенных отличий от языка С++, т.е. не составит никакого труда привести примеры несовместимостей, основанные, скажем, на ключевых словах или других очевидных эксклюзивных свойствах С99. Таких примеров вы не найдете в списке ниже. Мой основной критерий для включения примеров в этот список заключался именно в том, что пример кода должен выглядеть на первый взгляд достаточно "невинно" для С++-наблюдателя, т.е. не содержать бросающихся в глаза С-эксклюзивов, но тем не менее являться специфичным именно для языка С.

Читать далее
Total votes 140: ↑139 and ↓1 +138
Comments 80

Оптимизация энергопотребления STM32: практическое руководство

Reading time 19 min
Views 53K
Привет, Хабр!

В сети довольно много статей про работу микроконтроллеров STM32 в энергоэффективных устройствах — как правило, это устройства на батарейном питании — однако среди них прискорбно мало разбирающих эту тему за пределами перечисления энергосберегающих режимов и команд SPL/HAL, их включающих (впрочем, та же претензия относится к подавляющему большинству статей про работу с STM32).

Тем временем, в связи с бурным развитием умных домов и всевозможного IoT тема становится всё более актуальной — в таких системах многие компоненты имеют батарейное питание, и при этом от них ожидаются годы непрерывной работы.

Восполнять данный пробел мы будем на примере STM32L1 — контроллера весьма популярного, достаточно экономичного и при этом имеющего некоторые специфические именно для этой серии проблемы. Практически всё сказанное будет также относиться к STM32L0 и STM32L4, ну и в части общих проблем и подходов — к другим контроллерам на ядрах Cortex-M.



Практический результат должен выглядеть примерно так, как на фотографии выше (и да, о применимости мультиметров и других средств измерения к подобным задачам тоже поговорим).
Читать дальше →
Total votes 95: ↑92 and ↓3 +89
Comments 95

CAN-USB адаптер из stm32vldiscovery

Reading time 15 min
Views 140K


При разработке устройств с CAN-интерфейсом желательно иметь удобный инструмент для отслеживания сообщений в сети. Для RS232/485 существует множество бюджетных USB адаптеров и куча разнообразного софта, а вот для CAN мне не удалось найти недорогое готовое решение.

В то же самое время на сайтах автолюбителей находились самодельные устройства для подключения к CAN шине автомобиля. Одними из готовых проектов были USB<>CAN Bus Interface (CAN Hacker), реализованный на Atmega+SJA1000 и проект STM32-CAN-Busadapter, реализованный на STM32F105. Работают они с программой CAN Hacker, которая выглядит достаточно удобной для работы. Беглый анализ протокола команд по USB показал, что эти устройства представляются COM портом, и дальнейшее общение происходит в виде передачи команд из ASCII символов.

В закромах была найдена плата STM32VLDiscovery, которая и стала объектом испытаний. На ней мы будем повторять «STM32-CAN-Busadapter».
Что из этого получилось
Total votes 27: ↑26 and ↓1 +25
Comments 9

Издеваемся над USB

Reading time 3 min
Views 107K

В очередной раз втыкая скоростную USB флешку в порт USB 3.0, я увидел надпись "Это устройство может работать быстрее...". Но подождите, я и так его воткнул в порт 3.0! Неужели контакт барахлит? И если так, то как флешка определяет, на какой скорости ей работать? Ведь современные ПК поддерживают целых три стандарта соединения — USB 1.1, 2.0 и 3.0. Можно ли «понизить» стандарт USB, насильно заставив устройство работать, к примеру, на USB 1.1? Не на все эти вопросы в сети удалось найти ответ, и я решил разобраться сам, по ходу столкнувшись с довольно неочевидными ситуациями.
Читать дальше →
Total votes 190: ↑190 and ↓0 +190
Comments 127

STM32 USB Mass Storage Bootloader

Reading time 12 min
Views 73K
Известно, что софт можно дописывать вечно, а всякого рода недочёты на плате полностью исправляются ревизии так к третьей. И если с железом уже ничего не поделаешь, то для обновления микропрограмм придумали неплохой способ обхода ограничений пространства и времени — Bootloader.

Загрузчик — это удобно и полезно, не правда ли? А если загрузчик собственной реализации, то это еще более удобно, полезно и гибко и не стабильно. Ну и конечно же, очень круто!

Так же, это прекрасная возможность углубиться и изучить особенности используемой вычислительной машины — в нашем случае микроконтроллера STM32 с ядром ARM Cortex-M3.

На самом деле, загрузчик — это проще, чем кажется на первый взгляд. В доказательство, под cut'ом соберём свой собственный USB Mass Storage Bootloader!

image
Читать дальше →
Total votes 37: ↑36 and ↓1 +35
Comments 34

Корректная реализация разностной схемы ПИД регулятора

Reading time 7 min
Views 85K
ПИД-регулятор является простейшим регулятором, имеющим эффективные аппаратные аналоговые реализации, и потому применяемый наиболее широко. Для своей работы требует настройки 3х коэффициентов под конкретный объект, позволяющие подобрать процесс регулирования согласно требованиям. Обладая простым физическим смыслом и простой математической записью, применяется широко и часто в регуляторах температуры, регуляторах расхода газа и других системах, где требуется поддерживать некий параметр на заданном уровне, с возможными переходами между разными заданными уровнями. Разумеется, существуют более сложные регуляторы, позволяющие более точно и быстро и с меньшими перерегулированиями выходить на заданные параметры, а так же учитывающие нелинейность или гистерезис регулируемого объекта, однако они обладают большей вычислительной сложностью и сложнее в настройке.

Несмотря на свою простоту как физического смысла, так и математической записи:

при програмной реализаци ПИД регулятора очень часто допускают ошибки, которые встречаются даже в поверенных приборах автоматики.

Причем проверить качество реализации ПИД регулятора крайне легко.
Читать дальше →
Total votes 43: ↑43 and ↓0 +43
Comments 27

Векторное управление электродвигателем «на пальцах»

Reading time 17 min
Views 311K
— Что такое векторное управление?
— Держать ток под 90 градусов.


Термин «векторное управление» электродвигателями знаком всем, кто хоть как-то интересовался вопросом, как с помощью микроконтроллера управлять двигателем переменного тока. Однако обычно в любой книге по электроприводу глава про векторное управление находится где-нибудь ближе к концу, состоит из кучи волосатых формул с отсылками ко всем остальным главам книги. Отчего разбираться в этом вопросе совсем не хочется. И даже самые простые объяснения всё равно держат путь через дифференциальные уравнения равновесия, векторные диаграммы и кучу другой математики. Из-за чего появляются примерно вот такие вот попытки как-то закрутить двигатель без использования мат.части. Но на самом деле векторное управление – это очень просто, если понимать принцип его работы «на пальцах». А там уже и с формулами разбираться в случае надобности будет веселее.
Читать дальше →
Total votes 46: ↑46 and ↓0 +46
Comments 48

Игровая консоль stm32

Reading time 6 min
Views 16K
Немного шутеров для stm32; как, зачем, что получилось.



Предисловие


Будучи поклонником «старой» школы шутеров с одной стороны и embedded-разработчиком с другой, я всегда испытывал интерес, как и почему авторам той эпохи удавалось воплощать новый жанр, требующий совершенно новых подходов на весьма «скромном» железе. И я решил попробовать запустить нечто подобное используя решения на основе современных МК — тут и bare-metal и «скромные» ресурсы и довольно мощный инструмент отладки (stm32, имхо). И так, мой выбор пал на плату разработчика stm32f769i discovery.

Примечания


На текущий момент сборка возможна только из среды Keil MDK (загрузчик, игры) или же с помощью arm-gcc + make (только загрузчик). На данный момент доступны порты для — Quake I (+mods), Doom (+mods), Duke Nukem (+mods), Hexen, Heretic. С учетом всех модификаций, список может быть значительно расширен.

Начнем


В настоящей статье я постараюсь коротко изложить основные идеи и принципы их реализации на пути к созданию игровой консоли в частности для stm32f769i discovery. Так же, я постараюсь избегать развернутых технических подробностей, я скорее преследую цель познакомить читателя с еще одним вариантом использования современных МК. Под «игровой консолью» — я подразумеваю самостоятельное устройство с возможностью запуска «пользовательских» приложений без обновления основного ПО.
Total votes 29: ↑29 and ↓0 +29
Comments 11

Как начать использовать USB Type-C в своих разработках

Reading time 13 min
Views 43K

В современных embedded-устройствах используется огромное количество различных разъемов, таких как USB Type-B, miniUSB, microUSB и так далее. Все они отличаются форм-фактором, максимальной пропускной способностью и другими различными характеристиками. Самым верным решением в данной ситуации было бы минимизировать количество используемых разъемов и остановиться на каком-то одном, «едином» для большинства разработок. Наиболее перспективным выглядит использование разъема Type-C. В нем объединены невероятная пропускная способность с высокой мощностью питания. Такие производители, как Apple, Huawei, Sony уже внедряют разъем Type-C в свои разработки, постепенно отказываясь от использования «старых» разъемов. А чем embedded-разработчики хуже?


В данной статье мы приведем общую информацию, необходимую для практического применения Type-C. Наиболее полезной она будет для новичков в сфере embedded, но надеемся, что каждый найдет в ней что-то интересное.

Читать дальше →
Total votes 52: ↑52 and ↓0 +52
Comments 57

Information

Rating
Does not participate
Location
Москва, Москва и Московская обл., Россия
Registered
Activity