クランクの左右トルクデータをＸｂｅｅ無線通信で母艦NUCLEOF446REで受信しようとしたのですが左右を割り込みで受信しても、数msecから最悪20msecも処理がかかるため、Xbeeから4msec周期で送信されるデータを取りこぼしてしまうため。マイコンでのLoggingは、やめて、右用と左用でマイコンを２つ用意して、ＵＳＢシリアル２ポートでＰＣでLoggingできるか実験してみました。
●ＰＣのスレッドの切り替え速度を測定
マイコンから最高速度でＰＣへ転送した場合、ＰＣがどこまで
正確に、データをログできるか測定してみました。
■やり方：
10byteＡＳＣＩＩデータを460800bpsでＰＣへ転送、
ＰＣ側は、ＵＳＢシリアル２ポートをTeraTerm２個ｇ立ち上げてマルチタスクで受信
時間測定は、１万個データ転送に要した時間を１万で割って、１データ転送あたりのスループットを転送速度とします。
ＮＵＣＬＥＯＦ４４６ＲＥを２個使いました。coretexM4 180MHzです。
https://os.mbed.com/platforms/ST-Nucleo-F446RE/
mbed側のプログラムは、Ｆ４４６ＲＥ２個に同じものを書き込みます。
Tickerを使って周期を指定して送信します。
１万個データを送ったら、経過時間を送信します。１万回で平均してスループットを
求めると安定した通信か不安定か実力が見えます。
| #include “mbed.h” Serial pc(USBTX,USBRX); InterruptIn Lup(PB_3); //DigitalOut Rup(PB_3); Timer t; Ticker tick; int i=0; int mark=0; void douki(){ mark=1; } void ti(){ i++; pc.printf(“%d,%d\n\r”,i,mark); mark=0; if(i%10000==0){ pc.printf(“*************Time10K=%d\n\r”,t.read_us()); //t.reset(); } } int main() { pc.baud(115200); Lup.rise(&douki);//Lup EdgeRise do Up tick.attach_us(ti,1000);//100usec douki t.start(); while(1) {} } |
ＰＣは、愛用のThinkPad X230 Corei5-3230M 2.6GHz 8GMmeory SSD240GB
USB 3.0です。USB3.0のUSBハブでＰＣと接続しました。
●最高速度測定結果
460800bpsで10byteデータを転送した場合USBシリアル２ポートでTeraTerm２個で同時受信した場合、
結果１：460800bpsでは、250μsec周期が最高速度となる。
結果２：10-100μsecでスレッドの影響があるが100μsec周期以上なら、スレッド影響はでない。
結果３：115200bpsの場合は、1msec周期が最高速となる
●実際に使うモバイルＰＣでロギングを実験してみた。
１７１ｍｍｘ１５１ｍｍｘ３０ｍｍと小さいのでフロントバッグにすっぽり入ります。
バッテリは４時間近くもつので、５０－６０ｋｍ走行データログできます。
2009年製造のUMPC(UltraMobilePC)である
FMV BIBLO LOOX U/C 40Nを愛用してます。
WINDOWS XPフル ATOM A530 1.6GHz HDD60GB USB1 BT1 WIFI
https://www.itmedia.co.jp/pcuser/articles/0902/24/news051.html
https://www.fmworld.net/fmv/pcpm0904/biblo_loox/lu/method/index.html
これで、１時間半ほど連続してTeraTerm２個でのロギング実験した結果
1msec周期±10μsecで２ポート同時ロギング可能でした。
●ＵＭＰＣのロガーは高性能で誰でも簡単に使える
非力なマイコンで、苦労してデータを高速にロギングするのがバカバカしくなる結果です。要するにサイズと電池を犠牲にすれば、サンプリング周期1msec～250μsecまで
多ＣＨ同時長時間ロギングが可能なので、旧型ＵＭＰＣは、電子工作実験では、非常に有用な携帯ロガーになることが判りました。ＲＡＳＰＩなどで、データをロギングするより遥かに高性能なロガーがだれでも簡単に操作できるので、これからもＵＭＰＣでのロギングを普及させたいと感じてます。
●マイコン側
ＵＭＰＣに接続するマイコンは、ＵＡＲＴが２個以上ないといけませんので
coretex M4以上でないといけませんので、電池とスペースは食います。
小さくて使えそうなＭ４ マイコン探してみます。
●データの同期
左右クランクのデータ同期は、右用母艦から信号を送って左用マイコンでエッジ割り込みでデータのマーキングして、同期すればＯＫです。データの同期精度は、数十μsecですのでマイコンで、割り込みをいれても遅延をこのレベルに抑えられないと思いますのでＰＣロガーの圧勝だと思います。要するに電池とサイズで力ずくでデータを高速に
ロギングすればいいということでした。
※２日後
ＵＳＢって480Mbpsなのに、なんで数十kbps程度の通信で
苦労しなければいけないのか不思議だなと素朴な感想を
持ちました。折に触れてＵＳＢの転送速度とマイコンの
ＵＳＢシリアルについて、学習したいと思います。
こちらのページでＵＳＢの速度について解説がありますが
普段、空気のように使っているＵＳＢですが、奥が深いことが
判ります。ＵＳＢを利用する場合の基礎知識としてあったほうが
真実がわかっていいと思いました。
http://mcn.oops.jp/usb/spec/480mbps.htm
