Первые шаги с AVR, Есть идея и желание, но нет опыта Опции

[namelos]

Всем доброе время суток. Есть идея разработать девайс на базе контроллера AVR, который снимает данные 8 (и более) температурных датчиков. Программировать умею, но с контроллерами еще дело не имел. С чего начать? Стоит ли покупать Starter-Kit AVR STK 500 для лучшего понятия? Что надо покупать для начала?
С выбором контроллера еще не опредилился. Может что подскажете. 3aранее спасибо.

[GDI]

RS232, I2C, SPI

Вот по скорости они так и располагаются, а по надежности, имхо зависит от условий, помех, разводки, мне кажется что тут они примерно равны, только не RS232, а UART с уровнями сигналов 5в.
UART в принципе не рассчитан на много точечное соединение
I2C - топология типа шина, с передачей адреса устройства
SPI - все включаются параллельно на шину, но выбор устройства производится сигналом CS и потом обмен идет как будто никого больше на шине нет.
Последний мне кажется наиболее прост в реализации, особенно с использованием аппаратных SPI.

[defunct]

RS232, I2C, SPI
Вот по скорости они так и располагаются,

В контексте AVR насчет "по скорости они так и располагаются" требует поправки:

SPI в силу своей простоты и синхронности - самый скоростной (до 8Mbod/s на 16Mhz)
UART - ограничен цифрой 16, в скоростном режиме цифрой 8. (тобиш максимум можно выжать 2Mbod/s)
I2C - не более 400Kbod/s.

Но в силу того, что I2C аппаратно поддерживает адресацию устройств, и использует шину всего из 2-х проводков, эффективность системы построенная на этом интерфейсе будет наиболее высокая, по следующим критериям:
1. Гибкость масштабирования системы (легко можно добавить новый модуль(и)).
2. Простота разводки интерфейса на плате (всего два провода)
3. Минимальные затраты процессорного времени на обслуживание протокола связи.

[=GM=]

1. Гибкость масштабирования системы (легко можно добавить новый модуль(и)).
2. Простота разводки интерфейса на плате (всего два провода)

Насчёт гибкости. И к SPI точно также можно подключить хоть 150 устройств. Да и 3 провода вместо двух не столь принципиально.

[defunct]

Насчёт гибкости. И к SPI точно также можно подключить хоть 150 устройств.

Да? И можно полюбопытствовать как?

[IgorKossak]

Да? И можно полюбопытствовать как?

Применив 150 линий chip select.

[defunct]

Применив 150 линий chip select.

Если постараться , может хватить 8.

Ключевое слово "постараться" ;>
Вот вот.. И вся "гибкость" масштабирования летит в тар-тарары.

Может GM что-то другое имел в виду.. С интересом жду что он скажет.

[=GM=]

Может GM что-то другое имел в виду.. С интересом жду что он скажет.

Ого, сколько понаписали, сегодня целый день в разъездах был, не было возможности ответить.

Well to the question. Для начала, например, можно соединить SPI выход первого слейва со входом второго, а его выход с входом третьего, ну и так далее...Очень просто, как говорит мой босс, но проблемо(:-).

[defunct]

Для начала, например, можно соединить SPI выход первого слейва со входом второго, а его выход с входом третьего, ну и так далее...Очень просто, как говорит мой босс, но проблемо(:-).

Как всегда очень оригинально ;> но действительно проблемно..
Клок как передавать? CS?
И проводов не три а хм.. 150 + 1 (это если клок "расшарить").

[=GM=]

Как всегда очень оригинально ;> но действительно проблемно.. Клок как передавать? CS? И проводов не три а хм.. 150 + 1 (это если клок "расшарить").

Ну, не очень это и оригинально, всё до меня уже сделали и все пользуются, в частности, вы, только не задумываетесь об этом. Грубо говоря, у многих коллег шоры на глазах, находятся в плену, так сказать, имбеддерских предрассудков(:-)...

Клок надо передавать всем одновременно, т.е. параллельное подключение. А CS вообще не нужен по большому счёту.

И, если только передавать, то нужно всего два провода.

Что касается "проблемно" - сможете подключить 150 иис устройств к одной шине? Получите ба-а-а-льшую проблему...

[defunct]

И, если только передавать, то нужно всего два провода.

Давайте не будем урезать функциональность, ок?
Вы ж решили оспорить простоту масштабирования I2C, а значит ваше решение должно быть не хуже по функциональности.

Для полноценного обмена вашим методом надо построить кольцо.
1->2->3->4 ..... ->N -> 1
Это накладно как с т.з. железа так и т.з. протокола.

Что касается "проблемно" - сможете подключить 150 иис устройств к одной шине?

К I2C 150-нет, а 128 запросто, она для этого и создана.

Получите ба-а-а-льшую проблему...

Если добавить еще одну шину и мост - 254 устройства к вашим услугам.
Проблем с обменом - никаких. Арбитраж выполняется аппаратно.

[=GM=]

Для полноценного обмена вашим методом надо построить кольцо. 1->2->3->4 ..... ->N -> 1 Это накладно как с т.з. железа так и т.з. протокола

Не смешите меня, лишний провод это накладно? Не хотите кольцо, сделайте параллельное подсоединение или смешанное.

К I2C 150-нет, а 128 запросто, она для этого и создана.

Если точнее, то для 127, т.к. 0 адрес предназначен для широковещания.

[defunct]

Не смешите меня, лишний провод это накладно? Не хотите кольцо, сделайте параллельное подсоединение или смешанное

Вы что не понимаете, SPI слейв генерит ответ всегда если нет CS. Какое параллельно?
Для случая кольца там не один лишний провод, а 150.

Я не хочу делать ни кольцо, ни параллельное, ни смешанное соединение по SPI для 150 устройств.
Потому что для такого числа устройств (и даже для меньшего пусть будет пара десятков с возможностью добавления еще пары десятков) я выберу шину.

А вот вы, сами можете делать то, что предлагаете - по SPI.

Если точнее, то для 127, т.к. 0 адрес предназначен для широковещания.

Ок 127.

[=GM=]

Вы что не понимаете, SPI слейв генерит ответ всегда если нет CS.

Во-первых, там аббревиатура SS (slave select), а не CS. Во-вторых, если SS=1, то слейв отключен от шины.

И главное, когда SS=0 (подключен к земле), то выход слейва определяется программистом (см. таблицу 69 на стр.165 документа DOC2464O), поэтому, естественно, если все выходы слейвов объединены, то их надо установить как инпут, чтобы не мешали друг другу. Учите матчасть.

Какое параллельно? Для случая кольца там не один лишний провод, а 150

Ну-ну, дерзайте.

[defunct]

Во-первых, там аббревиатура SS (slave select), а не CS. Во-вторых, если SS=1, то слейв отключен от шины.

SS/CS сути не меняет. Я так и сказал - если не CS. что значит CS=0.
В параллельном включении вы предлагаете использовать общий CS.

главное, когда SS=0 (подключен к земле), то выход слейва определяется программистом (см. таблицу 69 на стр.165 документа DOC2464O), поэтому, естественно, если все выходы слейвов объединены

ну-ну. особенно если слейв это какой-нибудь штатный eeprom, скажем AT25. Или MCU с неконтроллируемым SO выходом.

Для случая кольца там не один лишний провод, а 150

Ну-ну, дерзайте.

Тормозите что ли? Ну нельзя в разрыв
-> miso[chip0]mosi -> miso [chip1] mosi -> miso [chip2] mosi -> .... -> miso[chip150] ->mosi ->
включить тремя проводами, как не крути.
Зы, а ведь и включить то так нельзя
На сигналы посмотрите
Ну да ладно.

Я еще раз повторюсь - я бы не стал выбирать SPI для 150 устройств, я бы выбрал шину.
Так что "дерзать" придется вам.

Допустим нам нужно обеспечить межпроцессорное взаимодействие между
AVR и каким-нить ARM. Как известно, накладные расходы на прерывания у ARM не очень
хороши

Сравните количество прерываний в случае с I2C и в случае с SPI для системы допустим из 20 устройств, взаимодействующих между собой (мульти-мастер режим).
- I2C будет отсеивать все лишние обращения автоматически, и будет разрешать конфликты шины (когда 2 мастера одновременно что-то захотят передать.
- SPI же будет генерить прерывания на "любой байт" предназначенный этому устройству или не предназначенный, плюс придется еще вручную обслуживать коллизии на линии и организовывать переповторы. Допустим имеем кольцевое включение о котором тут заикнулся GM. Тогда чтобы передать сообщение от 1-го процессора 10-му, это сообщение должно быть принято и ретранслированной процессорами 2, 3, ... 9, которые находятся между 1-м и 10-м.

В итоге в системе с большим числом элементов и где это число элементов может меняться как в большую так и в меньшую сторону в процессе работы (называется масштабирование) - выгоднее использовать I2C.

А для соединения точка-точка и систем с фиксированным небольшим числом элементов (немастабируемых систем) выгоднее применять SPI.

485 это конечно гут - та же шина, но со своими плюcами/минусами:
гибко +
дорого -
Очень сомневаюсь, что в рамках одного кропуса для межпроцессорного обмена кто-то пользует 485.

[=GM=]

Тормозите что ли? Ну нельзя в разрыв -> miso[chip0]mosi -> miso [chip1] mosi -> miso [chip2] mosi -> .... -> miso[chip150] ->mosi -> включить тремя проводами, как не крути. Зы, а ведь и включить то так нельзя На сигналы посмотрите

Ну, defunct, вы меня озадачили. По-моему, у вас каша в голове(:-)

Объясните ВНЯТНО, ЧТО нельзя включить тремя проводами и ПОЧЕМУ? На КАКИЕ сигналы надо посмотреть? Что вы в них углядели такого особенного, недоступного простым смертным?

[defunct]

Объясните ВНЯТНО, ЧТО нельзя включить тремя проводами и ПОЧЕМУ? На КАКИЕ сигналы надо посмотреть? Что вы в них углядели такого особенного, недоступного простым смертным?

я насчет этого:

например, можно соединить SPI выход первого слейва со входом второго, а его выход с входом третьего, ну и так далее...Очень просто, как говорит мой босс, но проблемо(:-).

Включаем ->???[Проц0]MOSI -> ??? [Проц1] MOSI -> ???[Проц2] MOSI -> .... -> ???[ПроцN] MOSI ->
каждая "->" - это провод. (их количество не считая клока, будет равно количеству процессоров)
каждый "???" - это вопрос, к какому сигналу подключать? объясните плз.
Поидее надо бы к SI, но ведь вот незадачка SI с MO совмещен, а ведь надо как-то со сл. устройством связываться...
Получается идея с последовательным соединением накрылась хоть сколько проводов не бери... Или я что-то не понял?

[=GM=]

Включаем ->???[Проц0]MOSI -> ??? [Проц1] MOSI -> ???[Проц2] MOSI -> .... -> ???[ПроцN] MOSI ->
каждая "->" - это провод. (их количество не считая клока, будет равно количеству процессоров)
каждый "???" - это вопрос, к какому сигналу подключать? Получается идея с последовательным соединением накрылась хоть сколько проводов не бери... Или я что-то не понял?

Не поняли. Не обращайте внимания на название, смотрите на суть процесса. Представьте себе 8-битный сдвиговый регистр, выход этого регистра подключаете к входу второго сдвигового регистра, а его выход в свою очередь - ко входу третьего. Выход третьего подключаете к входу первого, получится кольцо. Клоки подключаете параллельно ко всем трём регистрам. Вот вы получили примитивную модель того, что находится внутри периферии SPI каждого МК. За сим, с богом, вперед!

Мда... И как они будут разбираться какое прерывание "первое", какое "второе" и главное - когда сдвигаются данные а когда ответы слейвов. Вот уж точно от безысходности такое городить. "Альтернатива - утки!". Уж если соединяем много устройств, то мое решение было бы таким - если есть устройства которые умеют только I2C и все они находятся в пределах одной платы - I2C, если таких устройств нет или они разнесены - 485.

Ну поставьте в прерывании счётчик, когда счётчик=1, принимаете данные, обнуляете счетчик и выставляете ответ, какая тут безысходность? Какие утки:-)?

Не нравится так, дёргайте общей для всех слейвов ногой SS, вот вам и начало "первого" прерывания будет.

Вообще вы меня удивили. Этак можно договориться до того, а как usart понимает, что передаётся 5-й бит, а не 6-й?

Расскажу про пример I2C-подобной реализации, который лежит у меня на столе. Работает на скорости 5 мбод программно, на передачу посылается 37 бит, на приём передается 5 бит, затем принимается 16 бит. За 50 мкс я считаю преобразование Фурье на 1024 точки, в то же время на обмен(!) с устройством трачу 25 мкс. А мог бы гонять данные на скорости 25 мбод по аппаратной SPI с затратами 1 мкс. Сам виноват, не проконтролировал 4 года назад, теперь расхлёбываю.

[defunct]

Расскажу про пример I2C-подобной реализации, который лежит у меня на столе. Работает на скорости 5 мбод программно, на передачу посылается 37 бит, на приём передается 5 бит, затем принимается 16 бит. За 50 мкс я считаю преобразование Фурье на 1024 точки, в то же время на обмен(!) с устройством трачу 25 мкс.

2 устройства соединено?
и причем явно не AVR

Не поняли. Не обращайте внимания на название, смотрите на суть процесса. Представьте себе 8-битный сдвиговый регистр, выход этого регистра подключаете к входу второго сдвигового регистра, а его выход в свою очередь - ко входу третьего. Выход третьего подключаете к входу первого, получится кольцо. Клоки подключаете параллельно ко всем трём регистрам. Вот вы получили примитивную модель того, что находится внутри периферии SPI каждого МК.

А теперь понял. Т.е. вместо использования встроенного аппаратного SPI вы предлагаете замутить программный либо внешний на доп. сдвиговых регистрах. И соединить все 150 узлов 150-ю проводами. Тем самым вы планируете получить гибкость масштабирования и простоту реализации
Наши пути тут расходятся. Я не считаю ваш способ хоть сколько-нибудь гибким.

[=GM=]

А теперь понял. Т.е. вместо использования встроенного аппаратного SPI вы предлагаете замутить программный либо внешний на доп. сдвиговых регистрах. И соединить все 150 узлов 150-ю проводами. Тем самым вы планируете получить гибкость масштабирования и простоту реализации
Наши пути тут расходятся. Я не считаю ваш способ хоть сколько-нибудь гибким

Ничего вы не поняли (или вы ваньку валяете(:-)?). Пытался вам на пальцах рассказать, что находится внутри модуля спи и как соединить несколько модулей спи, да видимо, вам не надо(:-).

[µµC]

Ничего вы не поняли (или вы ваньку валяете(:-)?). Пытался вам на пальцах рассказать, что находится внутри модуля спи и как соединить несколько модулей спи, да видимо, вам не надо(:-).

То, что вы предложили (кольцо из многих устройств с SPI интерфейсом) уже не будет SPI. И именно по причине внутреннего устройства SPI (16-и битовый закольцованный регистр поделенный между мастером и слейвом). Расскажите-ка лучше как мастер uC в вашем 1200-и битовом кольце (150 устройств), используя аппаратный SPI, обратится к стандартной SPI флешке стоящей, скажем, 75-ой в этом кольце.

[SasaVitebsk]

То, что вы предложили (кольцо из многих устройств с SPI интерфейсом) уже не будет SPI. И именно по причине внутреннего устройства SPI (16-и битовый закольцованный регистр поделенный между мастером и слейвом). Расскажите-ка лучше как мастер uC в вашем 1200-и битовом кольце (150 устройств), используя аппаратный SPI, обратится к стандартной SPI флешке стоящей, скажем, 75-ой в этом кольце.

Я уже давал аналогичный ответ. Расскажите как вы подключите 5-ую at24c512 к Вашей I2C шине. Речь идёт о подключении нескольких СВОИХ устройств на сколько я понимаю. Насчёт что это не будет SPI это спорно. Например есть 8-ми битный SPI и 16-ти битный. В самом SPI возможно менять фазы, полярность и прочее - и это всё равно SPI.

Никто не спорит. I2C хороший, проверенный временем, простой, очень гибкий, хорошо расширяемый интерфейс. С точки зрения подключения дополнительных устройств, возможно более гибкий. В плане стандарта. Но всётаки нельзя рассматривать оторвано от жизни. О чём мы говорим? Что допустим есть выходной разъём и на него выведена шина и мы ещё точно не знаем что там будет подключено но это "что-то" будет стандартным? Скажем в таком случае с I2C будет проще. Меньше контактов, отсутствие доп. корпусов. Но медленней. Можно запросто сделать также с SPI. Но проводов будет больше, возможно использование внешних элементов, зато будет выше скорость. Как правило, плата и программа изначально спроектирована и будущие возможности должны быть заложены изначально. С этой точки зрения оба протокола равноценны.

То есть я бы ответил так. Возможно всё! А вопрос о ЦЕЛЕСООБРАЗНОСТИ необходимо решать в каждом конкретном случае.

Приведу пример применения 50 микросхем EEPROM скажем. И вот вам очевидный для вас ответ только I2C становится неочевидным. Применение I2C будет аппаратно выглядеть хуже чем применение такого же числа SPI памяти. Кроме того дешифрацию данных устройств можно осуществлять в рамках того же SPI. Таким образом для разъёма достаточно 3 провода SPI + две выборки. Плюс максимум 1 доп. корпус на 8 микрух. Для I2C навеса будет не меньше, а скорость явно меньше.

[µµC]

Я уже давал аналогичный ответ. Расскажите как вы подключите 5-ую at24c512 к Вашей I2C шине.

К моей I2Cшине? Дико извиняюсь, но нигде не упоминал I2C, даже и в мыслях не держал. Так что, имхо, почти весь ваш пост лишь по ошибке адресован ко мне.

Речь идёт о подключении нескольких СВОИХ устройств на сколько я понимаю.

Дык, если исключительно СВОИ устройства, со строго определенным количеством и порядком в цепи, то такую цепочку можно заставить работать. Душераздирающее, конечно, зрелище: масштабы оверхеда для каждой транзакции при 150 устройствах поистине впечатляют.

Насчёт что это не будет SPI это спорно. Например есть 8-ми битный SPI и 16-ти битный. В самом SPI возможно менять фазы, полярность и прочее - и это всё равно SPI.

Ох, не уверен, что все упирается в перевод или толкование слов "Serial Peripheral Interface". ИМХО, было бы разумно иметь возможность, чисто формально, проверить себя. Например:
Берем _любое_ стандартное устройство, заявленное разработчиками, как имеющее SPI. Подключаем в кольцо к другим 149 устройствам. Все 150 устройств работают правильно? В случае предложенного кольца ответ однозначный - нет. Ну значит это был не стандартный SPI, а что-то другое .

Сообщение отредактировал µµC - Jul 23 2007, 15:50