Форт (Forth) и MSP430 для изучения, Программирование и исследование на Форт Опции

[Kopa]

Есть интересное направление -
например, в частности, использование Форт языка для быстрого и эффективного изучения возможностей контроллера MSP430 и внешней периферии.
4e4th

Код

4E4th on the LaunchPad - 8/16K
Recently we had a meeting in the Lower Rhine region dreaming about a small nice affordable board with a modern MCU and a compact Forth inside.

There it is!

The TI LaunchPad with 4E4th on it. 16K FLASH - 8K Forth and 8K for our own apps. The 4E4th is covered in a 20Pin DIL MSP430G2553.
Now our goal is to supply a TI LaunchPad ready with the MSP430G2553 and Forth inside - all for 4€ - plug in the USB, open the terminal, and there we go! CamelForth430 is the kernel of 4E4th.

I think these are exciting developments.

Michael

P.S. Возможно окажется полезным инструментарием проект немецкого Форт сообщества.
В репозитарии есть ещё некоторые Форт системы для MSP430.
Хотчется услышать мнение участников местного форума.

C MSP430 близко не работал, но "ностальгия" по системе команд PDP-11 осталась
И если приобрести launch pad ($4,6) то можно многое сделать используя Форт идеалогию.
Есть и другие Форт системы для MSP430, но наверное без "продвижителя" данного направления тема "заглохнет":)

Сообщение отредактировал Kopa - Sep 20 2012, 17:15

[Xenia]

Еще позволю себе запузырить камень в огород Форта . Обычно у микропроцессоров flash-памяти (ПЗУ) много, а SRAM (ОЗУ) на порядок меньше. А Форт, зараза , требует ОЗУ для размещения своих программ, поскольку большинство Форт-определений - это новые функции, прирастающие к основному ядру. А раз так, то не только Форт-программа строится в ОЗУ, и само ядро тоже в ОЗУ сидит.

Между тем, ОЗУ в МК дорого. Его и на массивы + стеки остро не хватает, а тут еще и Форт на эту память зарится, пытаясь разместить в ней код.

Перспективу использования Forth в микропроцессорах вижу там, где последним приходится выполнять терминальные (т.е. словесно-буквенные) команды с клавиатуры. Например, в роботехнике или станках с ЧПУ. И тут, чтобы не маяться, программируя интерпретатор, вполне можно соорудить простенькую Форт-систему. Причем, основные программы могут быть скомпилированы и залиты в ПЗУ, а ядро Форта их использует путем прямого вызова, как подпрограммы. Ну, а что сверх того, то пишется на самом Форте.

Когда-то я и сама писала нечто похожее на Форт-систему (правда на платформе x86), только не на языке Forth, а на C/C++ . Всё это компилируется в стандартный экзешник, при запуске которого сразу попадаешь в Форт-интерпретатор с уже предопределенным (!) набором команд. В том числе и те функции Форта, которые для этого языка являются стандартными и системо-образующими, тоже были вложены в него "от рождения", а не определены средствами самого Форта, как это обычно положено. Ну, а поверх всего этого уже можно было загружать чисто фортовский текстовый исходник, который достраивал ядро до полного приложения. Вот только ... я этого не делала , а всё, что мне было нужно, написала на Си и откомпилировала всё целиком. Т.е. от Форта там остались только рожки да ножки - тело каждого из определений содержало единственный вызов CALL, уходящий в ассеблерно-сишную часть программы. Однако всё это ничуть не мешало создавать новые определения на базе старых и в дальнейшем использовать такую Форт-систему обычным образом, как это в языке Форт водится.

Короче говоря, в моем исполнении Форт использовался укороченным образом - лишь в качестве интерпретатора и запуска функций, ранее скомпилированных без использования Форта. Однако это обстоятельство ничуть не мешало в реальном времени создавать новые макроопределения средствами Форта, а так же использовать Форт, как калькулятор или музыкальный плеер . Т.е. во всех моих применениях Форт использовался не для построения алгоритмов, а лишь для запуска готовых функций из заранее приготовленного списка.

Можно сказать, что в этом качестве Форт выполнял роль продавца-раздатчика уже готовой продукции. И вот эта роль, несмотря свою непрестижность, вполне может востребована при работе с МК. При этом ОЗУ расходуется минимально, а ПЗУ на всю катушку. Да и сам код программист пишет на любимом ему языке, не связываясь с Фортом , и скомпилированную прошивку во флешь тоже заливает обычным образом. Особенность же здесь только та, что подключив к такому МК терминал (клавиатура+экран) через UART или USB канал, обнаруживаем, что с таким МК можно разговаривать на человеческом языке . Односложно, правда, но это не такая уж большая беда. Более того - не изменяя прошивку, можно "доучить" МК, послав ему с консоли Форт-программу (send file). Одно только плохо - при отключении питания такой МК напрочь забудет, чему он учился на Форт-языке, но свои прошитые во флеш умения, несомненно, сохранит. И, тем не менее, такой механизм дает возможность для проведения испытаний новых идей "на лету", прежде чем внести их в следующий вариант прошивки. Например, (хотя бы для отладочных целей) целесообразно предопределить в том Форте команды чтения и записи в порты. Причем не просто записи, но и изменения отдельных битов порта. От этого уже будет большое подспорье при наладке, когда с клавиатуры можно изменять и выставлять уровень на любой ноге (из тех, что на это способны).

[chu]

Да и сам код программист пишет на любимом ему языке, не связываясь с Фортом , и скомпилированную прошивку во флешь тоже заливает обычным образом.

А программисты, для которых любимый язык - Forth, если есть такая возможность, пишут прямо на нем, не заморачиваясь с компиляцией и заливкой прошивок "обычным способом".

[SBE]

А программисты, для которых любимый язык - Forth, если есть такая возможность, пишут прямо на нем, не заморачиваясь с компиляцией и заливкой прошивок "обычным способом".

Не могу сказать, что форт мой любимый язык, но несколько не мелких проектов я на нем сделал для микроконтроллеров. По опыту могу сказать, что на деле с ним, увы, приходится заморачиватся и с кросс-компиляцией и с заливкой прошивок.
"Сразу на нем" может быть удобно и легко, но ИМХО когда малюсенькая программка, нет ограничений по памяти и быстродействию, и есть полностью подходящая форт-система. Для микроконтроллеров это не очень типично. Как правило такое бывает либо когда освоение/обучение, либо "пробы пера".

[zhevak]

"Сразу на нем" может быть удобно и легко, но ИМХО когда малюсенькая программка, нет ограничений по памяти и быстродействию, и есть полностью подходящая форт-система. Для микроконтроллеров это не очень типично. Как правило такое бывает либо когда освоение/обучение, либо "пробы пера".

+1
Форт идеально подходит либо только под надуманные задачи, либо только тогда, когда для его применения созданы идеальные условия. А много ли их?

Немного не в тему.
Когда я освоил 51-е ядро я думал, что это еще один пунктик в моей Си-Ви (резюме) к архитектуре i8080, i8086/88, Z80. Это было хорошо! Это было нужно.
Потом пришла очередь изучать AVR. Еще один плюс в си-ви. Я стал еще чуть-чуть круче. Через несколько лет жизнь заставила освоить MSP430. Я стал еще "умнее", еще прокаченнее. Не предела совершенству! Потом настала очередь за ARM7 от ATMEL и от NXP. Сейчас мода пошла на Кортексы. Не отставать же!

И вот тут я понял, точнее -- прочувствовал на себе принцип "бритвы Оккама". А я только затронул STM32 и немножечко вкусил LPC1114. У меня в голове уже начинают путаться регистры преиферийных устройств, опции компиляторов. Я уже начал забывать, что у ATMEL-овских процов отсустсвует поддтяжка к земле, но присутствует функция подавления дребезга. Я уже не могу вспомнить опорные напряжения для компараторов и АЦП для разных процов. Это какой-то кошмар из многократно дублированных сущностей. Знать их (и соответственно так же и использовать) на поверхностном уровне уже не поучится, приходится копать глубоко. Но у каждого проца своя специфика... Зная тот или иной проц, его ядро, уже не получается пропускать мимо ушей новости, связанные с ним. Объемы перерабатываемой информации стали колоссальными, и я не побоюсь этого слова -- неподъемными для меня. В общем, у меня случилось обжорство.

Добавьте сюда еще и то, что количество компиляторов и других рабочих инструментов резко возросло из-за того, что я задвинул на Шindows и переехал на ПМЖ на Линух. (К стати, прошло уже много лет, и я не жалею ни капли!)

Я не плачусь, я не жалуюсь на свою судьбу. В конце концов, я этого сам хотел. Но я утверждаю, что возможности мозга не безграничны, как нам это втирали в школе. Кроме того, в сутках не 48 часов. Иначе говоря, поддерживать актуальность такой масса знаний становится невмоготу. (Не поверхностных знаний, а реально глубоких!) Знания морально стареют и их надо периодически подновлять. При этом, эти знания (собаки!) -- их невозможно вытереть из мозга. Они тма сидят, они мешаются, они дают ложные ассоциации. Они путаются под ногами...

Поэтому я призываю -- не отвлекайтесь на посторонние незначительные финтифлюшки, бантики и бубенчики. У вас не так много времени и возможности ваши небеспредельны. Работайте на одну глобальную цель, а не распыляйтесь на множество мелких.

Да, прибудет с вами мудрость!

Парадокс старости в том, что ты получил богатый опыт, а применить его времени уже не осталось. (с) Станислав Лэм (цитату написал не точно, по памяти)

[Kopa]

+1
Форт идеально подходит либо только под надуманные задачи, либо только тогда, когда для его применения созданы идеальные условия. А много ли их?

Это только привычки (мозга) уже приобретённого опыта. Например, скажите китайцам, что их язык полное "г.." и цивилизацию, вообще с ним
не построишь (да качественного свободного инструментария может не хватать, но для Форта это не такая "глобальная" проблема, а профессионалы,при необходимости, могут и купить себе коммерческие средства разработки)
Из своих "пристрастий" долго "подлавливаю" себя на том, что ассемблерные команды для меня привычнее в "классической" записи, а не Фортовском стиле, но при этом есть понимание, что идёт потеря в гибкости и возможностях. (потеря небольшая т.к. ассемблерная команда достаточно
"мелкое" понятие). Поэтому использую, хоть и классического вида ассемблерные команды, но с расширенными возможностями по повышению уровня асемблера в Фортовском стиле и управлении Фортом всей дополнительной макро структурой.
В терминале для повышения эффективности работы, желательно иметь функционал текстового редактора.

P.S. Ваш пост на "изиэлектронике" очень большой, пространный, но "абсолютно" пустой. (с моей точки зрения). Кто осознанно использует
Форт и решает на нём мелкие и не очень задачи, предположу что, наверное имеют какие то критерии выбора для используемых иструментов?
Остальной "оффтопик" поcта мне понятен и близок. Все мы "заложники" искусственно выстроенных и принятых на веру "принципов", но хорошо бы эти принципы понять и объяснить и подумать что действительно важно, а что наносное.
Форт уже (или ещё) не Ваш путь, то это не повод притягивания своего опыта, для обоснования "единственно" правильного и беспорочнего.
Прочитал недавно, что на советских Агатах, в отладчик кода, Форт "внедряли" в виде sys драйвера и узнал о том, что такие компьютеры были

И вот тут я понял, точнее -- прочувствовал на себе принцип "бритвы Оккама". А я только затронул STM32 и немножечко вкусил LPC1114. У меня в голове уже начинают путаться регистры преиферийных устройств, опции компиляторов. Я уже начал забывать, что ...

Истинные Форт джедаи следуют своему пути и занимают призовые места на конкурсе производителя. (не считайте рекламным ходом)
PbjTech.com (ссылку вроде уже приводил)

Еще позволю себе запузырить камень в огород Форта . Обычно у микропроцессоров flash-памяти (ПЗУ) много, а SRAM (ОЗУ) на порядок меньше. А Форт, зараза , требует ОЗУ для размещения своих программ, поскольку большинство Форт-определений - это новые функции, прирастающие к основному ядру. А раз так, то не только Форт-программа строится в ОЗУ, и само ядро тоже в ОЗУ сидит.

Между тем, ОЗУ в МК дорого. Его и на массивы + стеки остро не хватает, а тут еще и Форт на эту память зарится, пытаясь разместить в ней код.

Заблуждениям не счесть числа
Форт системе, как языковому средству, "глубоко индеферентно" где и как будут строить выполняемый код. Эти моменты интересны
разработчику конкретной Форт системы (в применении к контроллерам) для улучшения эргонометрических характеристик. На этапе отладки небольших слов, наверное удобно использовать ОЗУ для их размещения, а если программа при старте грузится из флеш в озу и работает, то зачем тогда использовать флеш для разработки, а не для заливки окончательной версии. Сама же программа на Форт, как это может показаться не парадоксальным, расходует ОЗУ в очень небольших размерах. (количество же глобальных переменных "катастрофически" мало приходится использовать, только в силу "непреодолимых" обcтоятельств)

Одно только плохо - при отключении питания такой МК напрочь забудет, чему он учился на Форт-языке, но свои прошитые во флеш умения, несомненно, сохранит. И, тем не менее, такой механизм дает возможность для проведения испытаний новых идей "на лету", прежде чем внести их в следующий вариант прошивки. Например, (хотя бы для отладочных целей) целесообразно предопределить в том Форте команды чтения и записи в порты. Причем не просто записи, но и изменения отдельных битов порта. От этого уже будет большое подспорье при наладке, когда с клавиатуры можно изменять и выставлять уровень на любой ноге (из тех, что на это способны).

Добавьте в уровень ядра возможность дописывать и "хакать" флеш программу и станет значительно лучше, но не говорите об этом
пользователю данного устройства или закрывайте канал на всякий случай. (что бы чего не вышло, и был контроль над действиями пользователя), а "ключевые" процедуры определите с возможностью менять вектор расположения выполняемого ими кода.

Отладка обычно так и шла, пословно, иногда помодульно (ОЗУ часто очень немного, модуль может не влезть, плюс не быстрая пересылка текста модуля и компиляция на микроконтроллере) с периодической перекомпиляцией целевой платформы. Есть свои серьезные плюсы за счет интерпретатора, но в целом я бы не сказал, что получается эффективнее и удобнее, чем с компилятором и внутрисхемным отладчиком.

Возможно я "мамонт", но мне никогда не нравился цикл ("ввод текста -> "длительная" компиляция -> возможнсть пошаговой отладки " кода функции-> в начало) сверясь с отладчиком в правильности использования возможностей конкретного языкового средства.

Если правильно понимаю, он не умеет делать кросс-компиляцию с форта.

Наверное, всё таки умеет делать "классическую" форт компиляцию.
Для данного "осязаемого" использования - этого достаточно, но можно использовать и другие варианты.

Такое ощущение, что придумываем технологию, а потом под эту технологию ищем задачи -- подойдет/не подойдет? А, фигня, натянем!

Всё это уже придумано за нас. Мы только можем развивать или нет это направление и использовать или нет "придуманные" подходы.

А программисты, для которых любимый язык - Forth, если есть такая возможность, пишут прямо на нем, не заморачиваясь с компиляцией и заливкой прошивок "обычным способом".

+1
Мне это подходит лишь бы была возможность "простой" заливки кода без необходимости покупать отладчик.

Сообщение отредактировал Kopa - Nov 10 2012, 06:32

[zhevak]

Это только привычки (мозга) уже приобретённого опыта. Например, скажите китайцам, что их язык полное "г.." и цивилизацию, вообще с ним
не построишь

Это-то здесь причем? Язык сам посебе не может быть ни плохим, ни хорошим с бытовой точки зрения. Иное дело -- применение этого языка. Оно может быть удачным или неудачным. На том или ином языке можно более или менее эффективно выражать свои мысли. Ну и какой-нибудь экзотический язык в принципе не может быть использован для написания стихов. (Стихов -- в привычном нам понимании.) Так вот, Форт, по моему мнению, именно такой весьма экзотический язык и есть. Ведь то обстоятельство, что он занимает очень малую часть среди других языков программирования, по Форту написано значительно меньше литературы, интсрументальных средств на него несоизмеримо меньше -- о чем это говорит? Чем-то должно объясняться такое положение дел? Почему бы людям не сократить использование С/С++ и не увеличить использование Форта? Что мешает? Только не говорите, что это из-за отсутствия знаний по Форту. При ясной цели и сильной необходимости знания быстро набирают вес. Однако, Форту нужны инъекции, без получения которых он снова сдувается до нормального состояния -- процент (или сколько он там занимает места в жизни?)

Так что, дело не в языке -- плохой он или хороший, а в том -- насколько эффективно можно решать с его помощью практические задачи. Под эффективностью следует понимать традиционное отношение совокупности характеристик полученного результата к совокупности затрат на решение задачи.

(да качественного свободного инструментария может не хватать, но для Форта это не такая "глобальная" проблема, а профессионалы,при необходимости, могут и купить себе коммерческие средства разработки)

Вы ниже по тексту что-то там про программатор говорили... Прокомментируйте, пожалуйста, а то не совсем понятно, что вы имеете в виду.

В терминале для повышения эффективности работы, желательно иметь функционал текстового редактора.

Ну я бы предложил в качестве терминала использовать компьютеры (ноутбуки). Но это с одной стороны банально, так как это и так есть. А с другой -- непонятно. Если у тебя уже есть комп, то зачем переносить функциональность с мощного процессора (который к компе) на крошечный и маломощный процик (который является МК в устройстве). Я считаю, это извращенным пониманием природы вещей. Точно такой же извращенностью как польская обратная запись. Точно такой изврат происходит тогда, когда какую-то технологию натягивают на не свойственное ей применение. Поэтому говорю -- что Форт накладывает свой отпечаток на образ мышления.

Возможно, в обществе, где 99% граждан говорят на китайском языке (аналог -- 99% программистов используют Форт), и только 1% говорят на русском (используют другие языки программирования), такое положение дел будет считаться нормой. А разговор на русском и написание программ для МК на С/С++ -- однозначно будет толковаться как извращенное понимание. Но мы то живем не в Китае... И насаждать китайский язык на некитайской территории -- это по меньшей мере волбтнаристично и не обдумано. Кому надо, тот сам найдет курсы китайского и курсы по Форту. Но таких граждан, извините, -- очень и очень немного.

Ниша Форта мала и бесперспективна. Поэтому -- не интересно. Но, пожалуйста, не передергивайте -- я не говорю, что Форт совсем не нужен. В каких-то очень экзотических случая его использование, возможно, и будет оправдано. Но держать в своем инструментальном ящике специнструмент для таких экзотических случаев... да еще при условии, что традиционными инструментами эту экзотическую задачу тоже можно решить. Ну я не знаю... Мне нечего сказать. История нас рассудит.

P.S. Ваш пост на "изиэлектронике" очень большой, пространный, но "абсолютно" пустой. (с моей точки зрения).

Да, согласен. Пустые разговоры ни о чем. Мы говорим на разных языках, у нас разные ценности, у нас разные понятия. Надо прекращать это словоблудие.

Прочитал недавно, что на советских Агатах, в отладчик кода, Форт "внедряли" в виде sys драйвера и узнал о том, что такие компьютеры были

Замечательно! Я тоже довелось иметь дело с Агатами. Однако вопрос. Агат -- это, конечно, хорошо, но где сейчас эти Агаты? Почему они там и не имеют продолжения развития? Почему так мало драйверов, написанных Форте? Такое ощущение, что писали их случайные люди, которые кроме Форта не знают ничего другого.

Из моей практики, я работал с одним товарищем, который написал драйвер руссификации принтера на Фортране. По тем временам Винды еще не было, драйвер был написан для среды ДОС в виде TSR-программы. Вспоминайте, кому много лет, -- TST == Terminate and Stay Resident. Прога оставалась в памяти: 350 кбайт (или около того) было не хилой потерей из 640 кило. Но работало! Суть истории же в том, что хотя драйвер и был написан писан и даже вроде как выполнял свою функции, но задача была выполнена крайне непрофессионально. Где сейчас этот драйвер? Почему он не получил своего развития и ушел в небытие как толко появились аналогичные драйверы, написанные на ассеблере и на С? Какой опыт получил программист-математик создавая этого монстра? Я подскажу -- извращенный опыт создания программ. А зачем оно это надо? Зачем учиться изврату? Зачем мне изучать китайский, когда я отлично владею русским и никаких китайских "соприкосновений" в ближайшем будущем не предвижу?

Истинные Форт джедаи следуют своему пути и занимают призовые места на конкурсе производителя. (не считайте рекламным ходом)

Дак замечательно! И я рад за них! Но ведь дело кончается только этим. Продолжения-то нет.
Выигрывает не тот, кто одерживает тактическую победу, а тот, кто мыслит стратегически. У кого цепочка продуманных действий более длинная. В жизни, как в шахматах -- чем больше видишь в будущее, тем меньше совершаешь ошибок. Тем больше шанс на успешность всей партии.


Однако. Пора и делами заняться. Я не вижу смысла продолжать нашу беседу, хотя для меня она приятна (без сарказма -- приятна!) Реально, вы помогаете мне сориентироваться в море соблазнов и достойных целей. Спасибо Вам за уделенное время. Вы и MrYuran -- хорошие собеседники. Я уверен, что мы еще не раз пообщаемся и, возможно, даже на территории Форта.

[Kopa]

Дак замечательно! И я рад за них! Но ведь дело кончается только этим. Продолжения-то нет.
Выигрывает не тот, кто одерживает тактическую победу, а тот, кто мыслит стратегически. У кого цепочка продуманных действий более длинная. В жизни, как в шахматах -- чем больше видишь в будущее, тем меньше совершаешь ошибок. Тем больше шанс на успешность всей партии.

Ага, уже выиграли и Windows и Linuх (не в упрёк этим системам), но мой текущий выбор ось Haiku (почему даже самому не понятно)
но в тырнет и на форумы я захожу из неё, как это ни извращённо может выглядеть и запускаю её с флеш носителя или Live CD.
Потихоньку пытаюсь "обжится" в ней и использовать необходимые мне вещи.