Как стать автором
Обновить
129
0
Автушенко Игорь @GarryC

Разработчик аппаратуры и программист ее

Отправить сообщение

Изобретаем библиотеку vusb

Время на прочтение27 мин
Количество просмотров18K

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 →
Всего голосов 33: ↑33 и ↓0+33
Комментарии22

Научно-исследовательский кружок по ИИ в робототехнике для студентов и взрослых

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение5 мин
Количество просмотров2.8K

Мы открываем кружок, в котором вы можете заниматься современной робототехникой и искусственным интеллектом на самом передовом уровне и задачах. В статье поговорим о том, как это будет и о текущих результатах в обучении роботов хождению.

Посмотреть на то как роботы учаться ходить
Всего голосов 22: ↑22 и ↓0+27
Комментарии0

Конверторы интерфейсов на перекрестке эпох и технологий

Время на прочтение9 мин
Количество просмотров1.8K

Конверторы интерфейсов являются важнейшими элементами современной IT-инфраструктуры, обеспечивая интеграцию, повышая эффективность и безопасность действующих систем. Конверторы интерфейсов играют ключевую роль в интеграции и взаимодействии новых современных с уже установленными системами, позволяя организациям использовать существующие ресурсы и одновременно внедрять инновационные решения.

Давайте рассмотрим типичную устаревшую последовательную систему, функционирующую на интерфейсе RS232 или RS485. Такие системы часто встречаются в промышленных автоматизированных решениях и медицинских устройствах. Но вот незадача: последовательные интерфейсы, несмотря на их простоту и надёжность, не справляются с требованиями современных коммуникаций.

В мире информационных технологий, автоматизации и промышленного IoT, интеграция старых систем с новыми технологиями всегда была головной болью. Но что, если я скажу вам, что есть решение, которое сделает эту задачу не просто выполнимой, а лёгкой и даже увлекательной? Представьте себе мир, где старые и новые технологии живут в гармонии, без трений и конфликтов. Звучит как утопия? Не совсем. Конвертеры интерфейсов Tibbo DS делают это реальностью.

Архитектура конверторов интерфейсов

Архитектура конверторов интерфейсов включает в себя два основных компонента: аппаратную часть и программное обеспечение. Аппаратная часть состоит из микропроцессоров, контроллеров и различных портов для подключения устройств. Именно эти элементы обеспечивают физическое соединение и передачу данных между различными интерфейсами.

Читать далее
Всего голосов 3: ↑3 и ↓0+5
Комментарии14

Raccoon Flash Explorer | Необычный программатор Spi Flash и i2c Eeprom

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение2 мин
Количество просмотров6.5K

Недавно разработал вот такую игрушку для более простой, удобной, и кроссплатформенной работы с прошивками, в основном для мастеров по ремонту электроники.

Необычность заключается в том, что микросхема работает как простой файл на простой юсб флешке.

Можно скопировать или заменить прошивку обычным перетаскиванием, или напрямую открыть дамп в hex-редакторе или нужном софте.

Работает на практически любом устройстве с любой ос, которая понимает юсб-флешки.

8мб читает за 12 секунд, пишет за 36 секунд и выше, это везде зависит от самой микросхемы.
К тому же сам определяет микросхему и её питание (не нужен 1,8в адаптер), и подбирает частоту для Spi флешек от 1,7 до 22МГц (важно для внутрисхемной прошивки по прищепке).

Готовится усиленная поддержка прищепки, режим уже проходит тестирование и цепляет намного больше плат чем остальные.
Имеет защиту от дурака, и что-либо сжечь будет довольно трудно.

Работает на винде, линуксе, андроиде, пока частично (только чтение) и на маке.

Читать далее
Всего голосов 70: ↑67 и ↓3+79
Комментарии31

Неизвестный UART: теория

Время на прочтение12 мин
Количество просмотров32K

Можно с уверенностью сказать, что с момента публикации первой версии стандарта RS‑232 в мае 1960 года и по настоящее время, было написано приблизительно 109 независимых реализаций UART на всём, чём угодно. Однако, подобно «Hello world» в мире прикладного ПО, а также мигания светодиодом — «Hello world» в мире цифровой электроники (сигнализирующий об успешной настройке оборудования и среды разработки) — процесс написания UART способен проиллюстрировать особенности языка или платформы, демонстрируя применение тех или иных синтаксических конструкций для решения практических, насущных и понятных проблем.

В данном цикле статей будет рассказано про написание модуля UART на SystemVerilog, про синтез данного модуля на различных платформах и про некоторые другие аспекты применения UART в ПЛИС. Но прежде, чем писать код, поговорим про сам протокол и про особенности аппаратной части вне контекста ПЛИС.

СТАРТ_БИТ
Всего голосов 91: ↑91 и ↓0+91
Комментарии36

C++20 в bare-metal программировании, работа с регистрами микроконтроллеров Cortex-M

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение43 мин
Количество просмотров14K

Сегодня я хотел бы обсудить тему, с которой так или иначе сталкивался почти каждый программист встраиваемых устройств без использования настоящих операционных систем, а именно прямое управление периферийными узлами микроконтроллера. A конкретнее, я хотел бы обсудить повышение безопасности при управлении периферийными модулями без потери эффективности, гибкости и читаемости.

Статья предполагает, что читатель имеет базовые знания программирования bare-metal систем и языка С++, в том числе и современных стандартов. Это означает, что совсем базовые пояснения выходят за рамки этой статьи.

Читать далее
Всего голосов 65: ↑64 и ↓1+75
Комментарии29

Матричный шрифт с анимацией на микроконтроллере

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение5 мин
Количество просмотров8.5K

Однажды, смотря на матричное табло, я подумал, что было бы не плохо, если бы смена текста была анимированной. Как раз необходимо было заменить часы дома. Стало интересно попробовать сделать точечный матричный шрифт с анимацией.

Читать далее
Всего голосов 84: ↑84 и ↓0+104
Комментарии41

Compiler Explorer — уникальный проект для исследования компилируемого кода

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение7 мин
Количество просмотров13K
Этот пост посвящён замечательному инструменту, полезному для каждого, кто интересуется компиляторами или архитектурой компьютеров. Это Compiler Explorer, который я в дальнейшем будут называть CE.

CE — потрясающий инструмент. Если вы с ним не знакомы, то прервите чтение и перейдите на веб-сайт CE, где вы увидите примерно такой экран:

Предупреждение: вы забираетесь в «кроличью нору», на которую можете потратить несколько часов своего времени.


В основе CE лежит очень простая идея. Достаточно ввести исходный код в левую панель, и сайт мгновенно покажет вам на правой панели скомпилированный результат (обычно на языке ассемблера).

CE поддерживает 69 языков, более двух тысяч компиляторов и широкий спектр архитектур, включая x86, arm, risc-v, avr, mips, vax, tensa, 68k, PowerPC, SPARC и даже древний 6502.

То есть теперь для просмотра результата работы компилятора достаточно открыть godbolt.org и скопировать туда блок кода.

Это само по себе удивительно, но у CE есть гораздо больше возможностей. Это инструмент, который должны знать все интересующиеся компиляторами и архитектурами компьютеров. В статье мы сможем лишь поверхностно рассмотреть функции CE. Вам стоит самим перейти на сайт CE и попробовать всё самостоятельно.
Читать дальше →
Всего голосов 65: ↑63 и ↓2+80
Комментарии13

Как я разработал квадрокоптер на ESP32 с нуля (ушло 4 года)

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение12 мин
Количество просмотров55K

При сборке квадрокоптеров и других БПЛА обычно используют готовую плату полетного контроллера, содержащую все необходимые датчики и периферию, и готовую полетную прошивку, например, Betaflight, ArduPilot или PX4. Полетный контроллер управляет моторами квадрокоптера и обеспечивает стабильный полет.

Занимаясь БПЛА с 2016 года, я решил разобраться в устройстве полетных контроллеров максимально глубоко и создать квадрокоптер с нуля, не используя готовый полетный контроллер и готовый софт. Спустя долгое время разработки мне удалось это сделать. Я написал прошивку с максимально простым исходным кодом и выложил ее на GitHub. В этой статье я расскажу о теории и практике разработки полетного софта для квадрокоптера и проиллюстрирую это на примере своего дрона на базе микроконтроллера ESP32, который можно увидеть на картинке выше.

Читать далее
Всего голосов 312: ↑312 и ↓0+371
Комментарии132

Народный измеритель ёмкости батареек BatteryTest

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение6 мин
Количество просмотров30K
Я разработал дешёвый, точный и максимально простой в использовании прибор, с помощью которого можно измерить ёмкость практически любой батарейки (от микроскопических батареек для слуховых аппаратов до крупных батарей). Повторить мой прибор может любой желающий.



Читать дальше →
Всего голосов 213: ↑213 и ↓0+232
Комментарии52

CG Charger BQ: как TP4056, только на стероидах (BQ25895)

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение16 мин
Количество просмотров15K


Сегодня на нашем операционном столе очередное гениальное изобретение компании ClimateGuard — девайс под не менее гениальным названием CG Charger BQ. Расшифровке того, что же всё-таки скрывается под этими загадочными буквами BQ (что означают буквы CG постоянные читатели моего блога уже знают) и посвящена эта статья.

Перед нами умная зарядка для аккумулятора и модуль питания для различных DIY устройств с возможностью микроконтроллерного управления по интерфейсу I2C. Это формальное определение назначения этого модуля, но после ознакомления с даташитом BQ25895 и экспериментов с самим модулем я могу сказать, что это невероятно продвинутая микросхема управления питанием, которая при соответствующем подходе сможет удовлетворить любые ваши прихоти по обеспечению питанием ваших гаджетов.

Правда для осмысленной работы с BQ25895 вам понадобятся пара высших образований в Computer Science (смайл) и… эта статья…
Читать дальше →
Всего голосов 42: ↑41 и ↓1+55
Комментарии41

Энциклопедия контроллеров и обучающий проект (на Хабре)

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение7 мин
Количество просмотров16K


Я давно занимаюсь микроконтроллерной тематикой и делюсь своими изысканиями (частью изысканий) в блоге на Хабре. Делаю я это довольно давно и количество статей уже перевалило за сотню, и, в полном соответствии с воззрениями (старины) Гегеля, количество явно переросло в качество.

Сам я уже пользуюсь своим блогом как справочником, когда мне нужно найти ту или иную информацию по контроллерам, но делать это не очень удобно, поскольку не так легко найти нужную статью среди десятков других.

Настало время как-то систематизировать эту информацию, прокомментировать и поделиться своими мыслями на эту тему. А в практическом плане этот каталог (мини-энциклопедию) можно использовать для выбора DIY контроллеров для своих проектов или, учитывая опубликованные примеры кода и переводы туториалов, как обучающее пособие по их программированию.

Итак…
Читать дальше →
Всего голосов 60: ↑60 и ↓0+61
Комментарии11

Расчет потерь в MOSFET транзисторах

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение6 мин
Количество просмотров8.9K

Приветствую!

В этой статье я расскажу, как рассчитываю потери на MOSFET транзисторах при разработке источника питания и поверхностно рассмотрю основные переходные процессы.

Читать далее
Всего голосов 39: ↑39 и ↓0+39
Комментарии19

Рецепт красивого бабаха. Три составляющих хорошего силового преобразователя. Часть 2

Время на прочтение11 мин
Количество просмотров16K

У вас есть симпатичная плата силового преобразователя? Тогда мы идём к вам! Давайте взорвём его! На картинке источник питания и «всё что осталось после нашей с ним работы». Приветствую. Это вторая часть статьи о трёх составляющих преобразователя. Сегодня доберёмся до некоторых хитростей, до пока ещё живых примеров и до салюта. Интересно? Тогда пристёгивайтесь и поехали!
Читать дальше →
Всего голосов 41: ↑39 и ↓2+49
Комментарии15

Устройство GPIO-драйверов в Linux

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение26 мин
Количество просмотров7.6K

Рассмотрим, как устроены GPIO-драйверы в Linux, и почему это сделано именно так. Поймем, почему для простого мигания светодиодом в этой операционной системе надо пройти через N слоев абстракции.

Читать далее
Всего голосов 8: ↑8 и ↓0+8
Комментарии18

Универсальная плата для E-Ink экранов. Ч1. Разработка системы питания

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение13 мин
Количество просмотров7.8K

Однажды мне попался один весьма интересный проект платы, поддерживающей большое количество разнообразных E-Ink экранов. Проект довольно быстро заинтересовал, появилось желание несколько переработать плату, внести улучшения, узнать и попробовать что-нибудь новое. Больше всего изменений претерпела система питания: она была разработана практически с нуля. Процесс оказался очень познавательным и увлекательным, а отладка прототипа преподнесла много поучительных и забавных сюрпризов. Это жизненный рассказ о разработке как есть.
Читать дальше →
Всего голосов 70: ↑70 и ↓0+70
Комментарии30

Создаем I2C Master Controller на Verilog. Проверим работу на реальном железе

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение22 мин
Количество просмотров6.4K
После того, как Я реализовал битовый контроллер I2C Master — уж очень чесались руки опробовать его в реальной задаче. Теперь можно начинать строить уровни абстракции от манипуляции отдельными битами и уже формировать полноценные транзакции, которые приводят к какому-либо действию с подчиненным устройством. Я подумал, что было бы классно сделать такую проверку своего автомата во взаимодействии с простейшей I2C 2K-bit EEPROM.

Идея простая — читаем и записываем данные по нажатию клавиш на одной из отладок с Cyclone IV, которые я рассматривал в одном из своих обзоров.

Если материал вам кажется интересным — добро пожаловать, с удовольствием и в свойственной мне манере расскажу, чего мне удалось добиться, а чего не удалось. 🙂

image


Читать дальше →
Всего голосов 53: ↑52 и ↓1+59
Комментарии10

Ускоряем программу для 50-летнего процессора на 180000%

Уровень сложностиСложный
Время на прочтение36 мин
Количество просмотров46K

В прошлом году я написал программу, вычисляющую 255 цифр числа π на самом первом микропроцессоре от Intel - 4004. В той статье я упоминал рекорд ENIAC'a - 2035 цифр [^1], но побить его не смог. Настало время закрыть гештальт. В этот раз возьмём одного из преемников от Intel - 4040.

Читать далее
Всего голосов 225: ↑223 и ↓2+285
Комментарии41

Сборка мусора: как это делается в системном программировании

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение9 мин
Количество просмотров9K
image

Давайте поговорим об одной из наиболее критичных по производительности программ, которой вы пользуетесь ежедневно: о вашей операционной системе. Поскольку при каждом разгоне железа вы получаете дополнительную вычислительную мощность, операционная система никогда за этим не поспевает. Поэтому постоянно доводится читать о том, как разработчики ядра и драйверов выжимают последнее из своего кода.

Кроме того, операционные системы должны быть рассчитаны на массовую конкурентность. Дело не только в том, что наша операционная система отвечает за планирование всех процессов и потоков пользовательского пространства, но и в том, что в ядре хватает собственных потоков, а также обработчиков прерываний, нужных для взаимодействия с железом. Требуется минимизировать время, которое тратится на ожидание, так как, опять же, при любой задержке вы воруете время ваших пользователей.

Объединим две эти цели – и обнаружим, сколько же существует странных и магических методов для неблокирующего совместного использования данных в разных потоках. Давайте поговорим об одном из этих методов – «чтение-копирование-запись» (RCU).
Читать дальше →
Всего голосов 25: ↑22 и ↓3+32
Комментарии10

Можно ли доверить компилятору оптимизацию вашего кода?

Уровень сложностиСложный
Время на прочтение9 мин
Количество просмотров6.6K
image

Существует три уровня понимания того, как работает SIMD (ну, по крайней мере, на данный момент я нахожусь на 3-м уровне):

  1. Компиляторы умны! Они автоматически векторизуют весь код!
  2. Компиляторы тупы, автоматическая векторизация хрупка, ее очень легко нарушить несвязанными изменениями в коде. Всегда лучше вручную написать конкретные инструкции SIMD.
  3. Написать SIMD вручную действительно сложно — для каждой архитектуры процессора придется писать разный код. Кроме того, вы, вероятно, понимаете, что компилятор напишет на ассемблере скалярный код лучше вас. Что заставляет вас думать, что вы превзойдете компилятор в SIMD, где еще больше странных инструкций и запретов? Компиляторы — это инструменты. Они могут надежно векторизовать код, если он написан в форме, поддающейся векторизации.

Недавно я перешел со второго уровня на третий, и я заметил, как модель, используемая компилятором, щелкнула у меня в голове. В этом посте я хочу объяснить общую структуру компиляторов, пригодную для оптимизации статических языков, таких как Rust или C++. После этого я применю эту структуру к автоматической векторизации.
Читать дальше →
Всего голосов 31: ↑26 и ↓5+31
Комментарии11
1
23 ...

Информация

В рейтинге
Не участвует
Откуда
Зеленоград, Москва и Московская обл., Россия
Дата рождения
Зарегистрирован
Активность