Циклический буфер на AVR, (Примеры применения) Опции

[=GM=]

Тема открыта по горячим следам недавней острой дискуссии.

В ней одним из участников (defunct) была приведена программа, в которой использовался циклический буфер для работы с последовательным портом МК AT90S2313. На взгляд автора программа написана достаточно грамотно, но как-то слишком размашисто, без учёта мизерности ресурсов данного МК. Предлагаю участникам поделиться примерами и приёмами использования циклического буфера в программных разработках.

Для затравки предлагаю следующие фрагменты.

А. Запись байта из регистра AL в циклический буфер

Код

      mov     xl,qhead    ;указатель на запись
      st      x+,al       ;запишем байт
      cp      xl,qend     ;конец буфера?
      brne    .+2         ;нет, обходим
      ldi     xl,buffer   ;да, установим начало

Б. Чтение байта из циклического буфера в регистр AL

Код

      mov     xl,qtail    ;указатель на чтение
      ld      al,x+       ;прочитаем байт
      cp      xl,qend     ;конец буфера?
      brne    .+2         ;нет, обходим
      ldi     xl,buffer   ;да, установим начало

Если использовать буфер не произвольной длины, а кратный степени 2, и размещать его в памяти не произвольно, а начиная с адресов, кратных длине буфера, то размер кода можно немного сократить. Например.

В. Запись байта из регистра AL в циклический буфер длиной 32

Код

      mov     xl,qhead    ;указатель на запись
      st      x+,al       ;запишем байт
      cbr     xl,0xE0     ;держим указатель в предписанных рамках

Г. Чтение байта из циклического буфера длиной 32 в регистр AL

Код

      mov     xl,qtail    ;указатель на чтение
      ld      al,x+       ;прочитаем байт
      cbr     xl,0xE0     ;держим указатель в предписанных рамках

Здесь qhead, qtail, qend – регистровые переменные, содержащие адреса-указатели ячеек в озу для записи, чтения и конца буфера соответственно.

[Guest_=AVR=_*]

Такой метод (посредством урезания операцией "AND") организации кольцевых буферов с длиной и начальным адресом, кратными 2^N, весьма удобен и эффективен - недаром он широко применяется аж с 80-х годов. Эффективнее него - только аппаратные кольцевые буфера, реализованные в некоторых DSP, а также в dsPIC.

=GM= молодец - очень полезно время от времени напоминать широким массам о том, что Волга впадает именно в Каспийское море, а не в Северное

Сообщение отредактировал =AVR= - Aug 25 2007, 06:01

[SasaVitebsk]

Такой метод (посредством урезания операцией "AND") организации кольцевых буферов с длиной и начальным адресом, кратными 2^N, весьма удобен и эффективен - недаром он широко применяется аж с 80-х годов. Эффективнее него - только аппаратные кольцевые буфера, реализованные в некоторых DSP, а также в dsPIC.

=GM= молодец - очень полезно время от времени напоминать широким массам о том, что Волга впадает именно в Каспийское море, а не в Северное

1) К сожалению не всегда применимо.
2) При написании программы - реализация кольцевого буфера - единицы %. Поэтому я за написание данного участка "размашисто". Зато нет необходимости лично контролировать размещение самого буфера.

Я тоже применял сначала такой метод. Кстати возможно автоматическое размещение буфера на границу по типу применяемой мной привязки таблицы данных

Код

    .cseg
    .org    (pc & $ff80)+$80

Приведу пример буфера несколько сложнее организованного

Код

;****************************************************************
;*   Вывод символа (wl) в буфер вывода. При выводе контроли-    *
;* руется заполнение буфера. При переполнении буфера вывод тор-    *
;* мозится, и подпрограмма не завершится, пока он не закончится.*
;*   Две точки входа: outwl и outwlsZ;                *
;*   Портятся tmph, Z.    (для outwl)                *
;*   Портятся tmph.    (для outwlsZ)                *
;****************************************************************

outwl:
    mov    tmph,    TBH
    sub    tmph,    TBE
    brcc    outw1
    subi    tmph,    -lBuf
outw1:    cpi    tmph,    2
    breq    outwl
    mov    Zl,    TBE
    ldi    ZH,    high(TxBuf)
    st    Z+,    wl
    cpi    Zl,    lBuf
    brne    outw2
    clr    Zl
outw2:    mov    TBE,    Zl
    ret

Приём

Код

;****************************************************************
;*         Прерывание на приём данных.            *
;*                                *
;*   Принятый байт размещается в кольцевом буфере RxBuf. Размер *
;* кольцевого буфера lBuf байт. В случае когда до заполнения     *
;* буфера осталось 16 байт снимается готовность модема. (Аппа-    *
;* ратным или програмным способом. При освобождении буфера на     *
;* половину готовность опять включается в голове.        *
;*   Используются регистры RBH и RBE как мл. байт адреса указа-    *
;* телей на голову и хвост буфера соответственно. Портятся ре-    *
;* гистр wp и регистровая пара X.                *
;* Максимальное время выполнения: 31 такт.            *
;****************************************************************

RxUART:
    in    tmpsreg,    sreg
    mov    Xl,    RBE; Поместить его в регистровую пару X
    clr    Xh
    in    wp,    udr; Прочитать принятый байт и
    st    X+,    wp; поместить его в буфер
    cpi    Xl,    RxBuf+lBuf; Конец буфера?
    brne    RxU1    ; если нет, то дальше
    ldi    Xl,    RxBuf; а иначе в начало буфера
RxU1:    mov    RBE,    Xl; и сохранить
    mov    Xl,    RBH; Определить объём свободного места
    sub    Xl,    RBE; в буфере
    brcc    RxU2
    subi    Xl,    -lBuf; Откорректировать при перехлёсте
RxU2:    cpi    Xl,    16; Осталось меньше 16 байт?
    brsh    RxUE    ; если нет, то выйти

    sbi    portd,    CTS; Сбросить готовность модема

RxUE:    lds    Xl,    s2
    cp    wp,    Xl
    brne    plclr
    tst    nplusC
    brne    plinc
    tst    ms20
    breq    plinc
plclr:    clr    nplusC
        rjmp    plset
plinc:    inc    nplusC
plset:    lds    ms20,    s12; сбросить задержку
    out    sreg,    tmpsreg
    reti

Это реализация старая 2003 года последние изменения. Сейчас вообще буфер большой. В байт не влазит. На мелочи не обращать внимание просто по живому вырезалось.

[=GM=]

Привет всем! Отъезжал ненадолго, тут праздник местный был (summer bank holiday), теперь будем смотреть ответы и отвечать по мере сил-возможностей(:-)

1) To SasaVitebsk. Как всегда, приведен добротный код. Есть только мелкие вопросики. Фрагмент ниже непонятен, вроде бы надо буфер разместить в озу, а у вас стоит пзу.

Кстати возможно автоматическое размещение буфера на границу по типу применяемой мной привязки таблицы данных

Код

    .cseg
    .org    (pc & $ff80)+$80

Трудно разобраться с передачей, метка outwl указана дважды, а метки outwlsZ нет вовсе.

Код

;*   Две точки входа: outwl и outwlsZ;                *
;*   Портятся tmph, Z.    (для outwl)                *
;*   Портятся tmph.    (для outwlsZ)                *
;****************************************************************
outwl:    mov    tmph,    TBH
    sub    tmph,    TBE
    brcc    outw1
    subi    tmph,    -lBuf
outw1:    cpi    tmph,    2
    breq    outwl
    ret

2) Как обычно ничем не удивил и не порадовал широкоизвестный в узких кругах эникейщик =AVR=, вроде бы и похвалил, вроде бы и пожурил в одно и то же время, но что такое "аппаратные кольцевые буфера" и чем они отличаются от address mode осталось тайной(:-).

[SasaVitebsk]

1) To SasaVitebsk. Как всегда, приведен добротный код. Есть только мелкие вопросики. Фрагмент ниже непонятен, вроде бы надо буфер разместить в озу, а у вас стоит пзу.

Да. Я так и написал. Просто вырвал кусочек использованный для объявления таблицы автоматически выровненной на границу. Что-нибудь подобное можно и для озу придумать. Чтобы вместо ORG.

Трудно разобраться с передачей, метка outwl указана дважды, а метки outwlsZ нет вовсе.

Метка outwl указана 1 раз и является вызываемой. Второй раз использована метка outw1. Просто на том шрифте этого не видно. Если текст перенесёте, то увидите. Написано это где-то в 1994-95 примерно. Я тогда так принял локальные метки изменять для себя 1,2,3... Короче что-то по типу символа "_" у defunct. Кстати применение символа "_" используется некоторыми компиляторами для организации локальных меток. Иногда при макросах также делается. Так что наезд на defunct некорректен. Считаю его подход правильным. Просто когда я писал ещё не сложилось ничего (у меня). Да и вообще человек постоянно меняется оставаясь самим собой. Наверное было бы любопытно поболтать с собой самим лет 20 тому назад. Ну, безусловно избегая фраз типа: "придурок правее бери".

А что не хватает, - так ведь выхвачено было по живому. Оно же там всё повязано. Там нет ничего любопытного.

Код

;****************************************************************
;*   Вспомогательная. Выводит в буфер вывода цифру согласно би-    *
;* ту Т. Потом выводит "пробел".                *
;*   Портится tmph,wl и Z.                    *
;****************************************************************

outwlt:    clr    wl
    bld    wl,    0


;****************************************************************
;*   Вспомогательная. Выводит в буфер вывода цифру согласно ре-    *
;* гистра wl. Потом выводит "пробел".                *
;*   Портится tmph,wl и Z.                    *
;****************************************************************

outwlr:    andi    wl,    3
    ori    wl,    $30
    rcall    outwl
    ldi    wl,    $20


;****************************************************************
;*   Вывод символа (wl) в буфер вывода. При выводе контроли-    *
;* руется заполнение буфера. При переполнении буфера вывод тор-    *
;* мозится, и подпрограмма не завершится, пока он не закончится.*
;*   Две точки входа: outwl и outwlsZ;                *
;*   Портятся tmph, Z.    (для outwl)                *
;*   Портятся tmph.    (для outwlsZ)                *
;****************************************************************

outwl:
    mov    tmph,    TBH
    sub    tmph,    TBE
    brcc    outw1
    subi    tmph,    -lBuf
outw1:    cpi    tmph,    2
    breq    outwl
    mov    Zl,    TBE
    ldi    ZH,    high(TxBuf)
    st    Z+,    wl
    cpi    Zl,    lBuf
    brne    outw2
    clr    Zl
outw2:    mov    TBE,    Zl
    ret


outwlsZ:
    push    Zl
    push    Zh
    rcall    outwl
    pop    Zh
    pop    Zl
    ret