PIC12/16F Software delay その3

PIC12/16Fでのタイマをつかわないソフトウェアでの一定時間の時間稼ぎプログラムの時間計算方法について。
20MHz動作でも10秒以上を設定できる3段階のネストまで拡張。


○ネストが3段階のとき
3段階までのネストで、システムクロックfOSC=20MHzの場合でも、10秒以上のdelayを作成することができます。これ以上の時間を消費させるアプリケーションでは、sleep等も検討すべきでしょう。

さしあたって、汎用レジスタの確保。
        udata   H'20'
TMP     res     D'3'


コード本体
        movlw   x
        movwf   TMP
        movlw   y
        movwf   TMP+D'1'
        movlw   z
        movwf   TMP+D'2'
LOOP
        ;xのネスト
        decfsz  TMP,F
        goto    LOOP
        ;yのネスト
        decfsz  TMP+D'1',F
        goto    LOOP
        ;zのネスト
        decfsz  TMP+D'2',F
        goto    LOOP


(a) zとyのネストについて
ネストが2段階のときまでの考察より、それぞれ(3z-1)サイクルと{(3y-1)+767(z-1)}サイクルとなります。

(b) xのネストについて
最初の1順は、(3x-1)サイクル、それ以降は1順あたり(3*256-1)サイクルかかります。
yのネストは、z回実行され、そのうちの(z-1)回はxのネストを256回必要とします。残りの1回は、xのネストをy回必要とします。

よって、xのネストの実行回数は(z-1)*256回。前述のとおり、xのネストは最初の1回のみ(3x-1)サイクル、それ以降は(3*256-1)サイクルとなるので、xのネストの実行サイクルは

(3x-1)+(3*256-1)*{(z-1)*256+y-1}

x,y,zのネストと代入の6サイクルをあわせて

197122z+770y+3x-197883サイクル

となります。
スポンサーサイト



tag: PIC アセンブラ 

Pagetop

PIC12/16F Software delay その2

PIC12/16Fでのタイマをつかわないソフトウェアでの一定時間の時間稼ぎプログラムの時間計算方法について。
少し長い時間を設定できるネストを2段階まで拡張。


○ネストが2段階のとき
769cycleよりも長いディレイが必要な場合は、ソースのネストを深くして対応します。ネストひとつにつきひとつの汎用レジスタを消費します。

さしあたって、汎用レジスタの確保。
        udata   H'20'
TMP     res     D'2'


コード本体
        movlw   x
        movwf   TMP
        movlw   y
        movwf   TMP+D'1'
LOOP
        ;xのネスト
        decfsz  TMP,F
        goto    LOOP
        ;yのネスト
        decfsz  TMP+D'1',F
        goto    LOOP


ここで、LOOPに続く1回目のdecfszとgotoのペアを「xのネスト」と名づけます。同様にその次のdecfszとgotoのペアを「yのネスト」と呼ぶことにします。(ネストという言葉の使い方が一般的なものと少しずれていますが、気にしない方向で。)

(a) yのネストについて
PICの命令実行順序のとおりに考えると分かりにくいですが、yのネストに存在する2つの命令が実行される回数は、(xの値にかかわらず)yの値だけで決まります。yのネストの実行サイクル数は

(a-i) decfszは必ず1回だけスキップを実行 : 2 cycle
(a-ii) decfszは(a-i)以外は1cycle : y-1 cycle
(a-iii) gotoは(a-ii)と同じ回数×2cycle実行 : 2(y-1) cycle
(a-i)～(a-iii)を合計して : 3y-1 cycle

(b) xのネストについて
xのネストは最初の1順のみTMPにxが代入された状態から1周し、その後はTMPにD'0'が入った状態、すなわちx=256の状態からの実行となります。

(b-i) 最初の1順は、ネストが1段階のときの考察から : 3x-1 cycle
(b-ii) 2順目以降は(3*256-1)cycle、(y-1)繰り返すため : 767(y-1) cycle
(b-i)(b-ii)を合計して : 3x+767y-768 cycle

(a)(b)および代入部分の4cycleを合計して : 3x+770y-765 cycle

tag: PIC アセンブラ 

Pagetop

PIC12/16F Software delay その1

PIC12/16Fでのタイマをつかわないソフトウェアでの一定時間の時間稼ぎプログラムの時間計算方法について。
考え方の基本となる、ネストが1段階の場合まで。


○ネストが1段階のとき

さしあたって、汎用レジスタの確保。
        udata   H'20'
TMP     res     D'1'


コード本体
LOOP
        decfsz  TMP,F
        goto    LOOP


汎用レジスタTMPは8bitなので、符号なし整数でD'0'～D'255'まで扱えますが、ディレイが最大になるのは、最初にTMPにD'0'を代入したときです。それ以外では、D'255',D'254',・・・,D'1'の順にディレイが短くなります。D'0'のときはD'256'と考えると

TMPの初期値がxであるとき、LOOPの実行サイクル数は

(i) decfszは必ず1回だけスキップを実行 : 2 cycle
(ii) decfszは(i)以外は1cycle : x-1 cycle
(iii) gotoは(ii)と同じ回数×2cycle実行 : 2(x-1) cycle
(i)～(iii)を合計して : 3x-1 cycle

        movlw   x                       ;1 cycle
        movwf   TMP                     ;1 cycle
LOOP
        decfsz  TMP,f
        goto    LOOP                    ;3x-1 cycle


合計すると'''3x+1 cycle'''となる。

1≦x≦256なので、
delay(max)= 3*256+1=769 cycle
delay(min)= 3*1+1=4 cycle

○cycle数と実時間の相互変換
PICの動作クロックをFOSC[Hz]とし、t[s]のソフトウェアディレイを作る場合の実行サイクル数nは以下のように求められる。

PICは、1cycleに4clockを要するので1cycleにかかる時間は

4/FOSC [s]

よって、t[s]のディレイに必要な実行サイクル数nは

n=t/(4/FOSC)=(t*FOSC)/4

4≦n≦769の条件を満たす場合、1段階のネストで実装できます。nからxをもとめるには、n=3x+1をxについてとけばよいので

x=(n-1)/3

端数はNOPで調整します。

tag: PIC アセンブラ 

Pagetop

PICマイコンのNOPとGOTOの消費電力

PIC12/16Fの小技として、NOPが2回分の時間稼ぎの代わりにGOTO $を使うとプログラム領域を節約できるというものがあります。
私はソースの可読性の観点からと、PAGEの概念があるPICで不必要なGOTOを行うことに抵抗があるという理由から、こういう場面ではNOPを使ってきました。
そんな折、２ちゃんねるの【初心者】PICでBEEP音を作りたい！！２【親切に】スレッドで以下のようなやり取りを見ました。

520 名前：技術奴隷[sage] 投稿日：2008/09/04(木) 05:38:55 ID:ECgj3Ptz
>>519
>あとさ、NOP、NOPはGOTO $+1にすると、容量が半分で済みます。

容量が有り余ってる時は大して意味が無いな。
逆にNOPで時間稼ぎした方が低消費電力になるメリットがある。
馬鹿の一つ覚えで凝り固まらず状況によって使い分ければヨロシ

536 名前：774ワット発電中さん[sage] 投稿日：2008/09/14(日) 15:47:50 ID:7tJFO2EZ
本当かどうか試しに 12F683 内蔵8MHz 5V で実験

LOOP　GOTO $+1 ×32
　GOTO LOOPで 851uA

LOOP　NOP ×64
　GOTO LOOPで 777uA

確かに1割位電流少なかった。
ただ最初 動作確認の為にGPIOをON/OFFさせてたら2mA位食ってたから
この程度 NOP/GOTO $+1の差なんてどうでもいい差だと思うが
重箱の隅が気になる方はどうぞってかんじ

重箱の隅が気になったので、追試してみました。条件は以下のとおり。
・PIC16F88使用
・内部クロック8MHz
・電源電圧は5V、電源は手持ちの安物スイッチング電源
・回路は以下のもの




◎ GOTO版

1.841mA




MAIN
        FILL    (GOTO $+D'1'),D'100'
        GOTO    MAIN


◎ NOP版

1.728mA




MAIN
        FILL    (NOP),D'200'
        GOTO    MAIN


私の行った追試の結果は、1.841mA(GOTO)/1.728mA(NOP)=1.065と１割とまではいかないながらもNOP版のほうが低消費電力ということでした。
二つの間で実験条件はほぼ変わらないので、定性的にNOP版のほうが低消費電力といっていいと思います。また、PIC16F88のデータシートによると、私の試験条件(VDD=5V,T=室温,Fosc=8MHz)での消費電流IDDは1.7mA(typ)ということなので、妥当な結果だと思います。




分かっていたことですが、この二つの消費電流の差はプルアップ抵抗一本分ぐらいの差なのであまり気にしても仕方ないかもしれません。ボタン電池駆動などの極省電力を目指すなら、SLEEPとWDTを使うのが常套手段でしょうし。

さらに追試をしたい方がいるかもしれないので、コードの全文を載せておきます。

goto.asm

        LIST    P=PIC16F88
        INCLUDE "P16F88.INC"
        __CONFIG _CONFIG1, _CP_OFF & _MCLR_OFF & _PWRTE_ON & _WDT_OFF & _INTRC_IO &_LVP_OFF         __CONFIG _CONFIG2, _FCMEN_OFF & _IESO_OFF

         ORG     H'0000'
INITIALIZE
        BANKSEL(OSCCON)
        MOVLW   B'01110000'     ;8MHz
        IORWF   OSCCON,F
        BANKSEL(TRISA)
        CLRF    TRISA
        CLRF    TRISB
        BANKSEL(ANSEL)
          ;A/D Converter OFF
        CLRF    ANSEL
        BANKSEL(CMCON)
          ;Comparator OFF
        MOVLW   B'00000111'
        MOVWF   CMCON
        BANKSEL(PORTB)

MAIN
        FILL    (GOTO $+D'1'),D'100'
        GOTO    MAIN
        END


nop.asm

        LIST    P=PIC16F88
        INCLUDE "P16F88.INC"
        __CONFIG _CONFIG1, _CP_OFF & _MCLR_OFF & _PWRTE_ON & _WDT_OFF & _INTRC_IO &_LVP_OFF
         __CONFIG _CONFIG2, _FCMEN_OFF & _IESO_OFF

         ORG     H'0000'
INITIALIZE
        BANKSEL(OSCCON)
        MOVLW   B'01110000'     ;8MHz
        IORWF   OSCCON,F
        BANKSEL(TRISA)
        CLRF    TRISA
        CLRF    TRISB
        BANKSEL(ANSEL)          ;A/D Converter OFF
        CLRF    ANSEL
        BANKSEL(CMCON)          ;Comparator OFF
        MOVLW   B'00000111'
        MOVWF   CMCON
        BANKSEL(PORTB)

MAIN
        FILL    (NOP),D'200'
        GOTO    MAIN
        END

tag: PIC アセンブラ 

Pagetop
home
Pagetop
FC2カウンター
カテゴリ
ユーザータグ

LTspice AkaiKKR machikaneyama Scilab KKR PSoC 強磁性 CPA PIC OPアンプ ecalj 状態密度 常微分方程式 モンテカルロ解析 トランジスタ ode DOS インターフェース スイッチング回路 定電流 PDS5022 分散関係 半導体 シェルスクリプト 乱数 レベルシフト HP6632A 温度解析 ブレッドボード 可変抵抗 I2C トランジスタ技術 R6452A 確率論 バンド構造 セミナー バンドギャップ 反強磁性 数値積分 熱設計 絶縁 非線形方程式ソルバ 偏微分方程式 PWscf A/Dコンバータ マフィンティン半径 フォトカプラ カオス ISO-I2C GW近似 LM358 LED シュミットトリガ 三端子レギュレータ 74HC4053 アナログスイッチ USB サーボ 数値微分 直流動作点解析 補間 カレントミラー TL431 PC817C 発振回路 FFT 電子負荷 VESTA 開発環境 量子力学 単振り子 bzqlty 基本並進ベクトル ２ちゃんねる チョッパアンプ 標準ロジック パラメトリック解析 アセンブラ ブラべ格子 BSch QuantumESPRESSO イジング模型 LDA 状態方程式 GGA 仮想結晶近似 VCA 熱伝導 SMP スイッチト・キャパシタ キュリー温度 Quantum_ESPRESSO スーパーリーグ TLP621 トレーナーバトル ewidth 最適化 Maxima 抵抗 失敗談 相対論 コバルト 繰り返し 位相図 六方最密充填構造 ポケモンGO スピン軌道相互作用 gfortran ランダムウォーク FET スレーターポーリング曲線 cygwin QSGW 不規則合金 ラプラス方程式 MCU 条件分岐 核 データロガー マントル UPS 固有値問題 格子比熱 シュレディンガー方程式 熱力学 詰め回路 ガイガー管 QNAP 井戸型ポテンシャル ダイヤモンド OpenMP TLP521 ハーフメタル LM555 ubuntu 平均場近似 ブラウン運動 フェルミ面 NE555 ZnO ゼーベック係数 TLP552 xcrysden CIF 最小値 最大値 awk fsolve テスタ 第一原理計算 Ubuntu 差し込みグラフ FXA-7020ZR 三角波 過渡解析 Writer509 自動計測 スーパーセル 起電力 トランス CK1026 MAS830L フィルタ PGA P-10 MBE OPA2277 ナイキスト線図 ノコギリ波 AACircuit EAGLE 2SC1815 PIC16F785 LMC662 CapSense 負帰還安定性 入出力 固定スピンモーメント FSM TeX 結晶磁気異方性 全エネルギー c/a 合金 multiplot gnuplot 非線型方程式ソルバ L10構造 正規分布 等高線 ジバニャン方程式 初期値 interp1 fcc 面心立方構造 ウィグナーザイツ胞 半金属 デバイ模型 磁気モーメント 電荷密度 重積分 SIC 不純物問題 擬ポテンシャル 状態図 cif2cell PWgui 二相共存 ウルツ鉱構造 edelt quantumESPRESSO フォノン リジッドバンド模型 スワップ領域 BaO 岩塩構造 ルチル構造 ヒストグラム確率論 マテリアルデザイン フラクタル マンデルブロ集合 キーボード Realforce クーロン散乱 三次元 疎行列 縮退 化学反応 関数フィッティング 最小二乗法 Excel 直流解析 PC TS-110 TS-112 日本語 パラメータ・モデル 等価回路モデル 文字列 不規則局所モーメント 陰解法 熱拡散方程式 HiLAPW Crank-Nicolson法 連立一次方程式 specx.f ifort 境界条件 両対数グラフ 片対数グラフ Gimp 円周率 ヒストグラム シンボル 線種 グラフの分割 軸ラベル 凡例 トラックボール 

最新コメント
リンク

にほんブログ村 その他趣味ブログ 電子工作へ