Montereyから導入のコマンドラインでネット速度を計測できるコマンド

% networkquality

==== SUMMARY ====                                                                                         

Upload capacity: 220.748 Mbps

Download capacity: 291.286 Mbps

Upload flows: 16

Download flows: 12

Responsiveness: High (2364 RPM)

最後のResponsiveness1分間で何回やりとり可能かということだろうから、秒換算でおよそ40回だからping相当で12ms程度ということになる。nuro以外だとこの数字が落ちるんだろう。

 

admin

Arduinoのプロジェクトディレクトリ変更

Macの書類ディレクトリにArduino関連のライブラリやスケッチを入れてましたが、M5stack関連をインストールしたらiCloudの残り容量がなくなったのでディレクトリを変更しました。

Arduino — preferencesの設定メニューにディレクトリ指定があるので、元のディレクトリを丸ごとiCloudのバックアップ対象外にコピーすれば大丈夫でした。

移動先はユーザディレクトリのルートに、

 

admin

初めてM5stack gray を使う

納品されたので、半分に分解してみた。左側部分には電池が入っていて、ある程度はバッテリー動作もできるようです。また、磁石も入っているようで、Macのトラックパッドに吸い付きます。

9軸センサーの機能確認は追々ですが、まずはArduino IDEでM5stackの疎通を確認します。

参考サイトは、

https://qiita.com/hmmrjn/items/2b2da09eecffcbdbad85

①〜④はマストで、⑤は動作確認用、初めてM5stackに電源つないだときは自己診断プログラムが走りますが、sdカードは入っていないのでエラーになりました。

① M5stack用のUSBドライバーインストール

ちなみに接続はUSB type-cなのでArduinoとは異なります。ごく短いtype-cケーブルが添付されてますが、実用上は短すぎると思うので別の長めのケーブルを使った方が良いと思います。

② Arduino Core for ESP32のインストール

③ ボードとシリアルポートの選択

チェックしたように選択、ボード種類とコード書き込み用のポート設定です。

④ ライブラリのインストール

必要になれば入れれば良いと思うけど、必須そうなものをとりあえず入れてみた。

⑤ サンプルプログラムの動作

ここではスピーカの機能を確認するプログラムを書き込みしてみました。コードを見るとボタンが押された時にボタン毎に異なるトーンの音が出るようになってますが、音階の正しさはともかく異なるトーンの音が出ました。

 

admin

Rubyの進捗

見返すと、10月下旬に買った本ですが、進捗は8割ぐらいで残りは第8章の「オブジェクトとクラス」。

Rubyは他の言語(Java, c# etc)と印象が違うのはLisp系(関数プログラミング言語)の影響を受けているからなのかとようやく理解してきた感じです。

Ruby

おそらくRubyに馴染むと他の関数プログラミング言語にも取っ付きやすいんじゃないかと思う。

 

admin

Visual Studio CodeでArduino環境

たまたまVSCode開いたら、Arduino拡張機能をおすすめされている。

調べてみると、MicroSoftのプラグインは実は裏ではArduino IDEをそのまま使っているらしいけど、Arduino IDEよりもVS Codeの方がエディタとしても使いやすいと思うから移行かな。

 

admin

Arduino MKR WiFi 1010のVin電圧の規格

以下のリンクの公式ドキュメントによると5.5V、しかしどこかには6V以上という記載もあったので、バッテリー充電制御のICの規格を当たってみる。

https://docs.arduino.cc/static/fc77c3c3c77d69764ba7773df64c99db/ABX00023-datasheet.pdf

使用しているのはBQ24195Lなので仕様を見てみると、

https://www.tij.co.jp/product/jp/BQ24195L

最大定格で17Vだから10V以下なら余裕ということになる。NiHの5直だと初期は7Vぐらいになるから確認のために。

 

admin

Arduino MKR WiFi 1010のWi-Fiファームウェアアップデート

サンプルプログラムの版数チェックで版数上げろと言われるのでアップデート。

処理プログラム自身をArduinoに書き込んで実行します。

手順は以下に記載ありますが、

https://support.arduino.cc/hc/en-us/articles/360013896579-Check-and-update-the-firmware-for-WiFiNINA-and-WiFi101

要はArduinoメニューから、

WiFiNINA Firmware Updaterを選択して、

Updaterの指示に従えばうまくいきました。

 

admin

FreeRTOSのタスク遷移とタスク間通信

FreeRTOSでタスクのコントロールとタスク間通信ができれば、当面のやりたい事はできるようになります。

1. タスク遷移図

http://happytech.jp/wordpress/2017/02/25/rtos-for-iot-mcu-task-control/

に分かりやすい図があったので借用。

タスク中で時間待ちdelay()させてもタスクは実行権は手放さないので、他のタスクは動作できず、設定した時間だけ停止状態に入るvTaskDelay()関数が必要になります。この場合のEventとはタイムアウトになりますね。

 

2. タスク間通信

いろんな手法が存在しますが、queueを使うのが一番使いやすそうなので使ってみます。queueとは分かりやすく言えばFIFOです。最も軽量で使えるのはTask Notificationsのようですが、汎用性はqueueのほうがあります。

① queueの作成

1行目のxQueueCreate()でqueueの作成(定義)を行います。

QueueHandle_t xQueue = xQueueCreate( 10, sizeof( unsigned long ) );

最初ループ処理の内側に入れてたので、メモリが枯渇してMalloc errorが出ました。領域確保は当然一回だけ必要です。

② 送信側

14行目のxQueueSend()でqueueにデータを送り込みます。

xStatus = xQueueSend(xQueue, &SendValue, 0);

 

③ 受信側

47行目のxStatus = xQueueReceive()でqueueからデータを取り出します。

xStatus = xQueueReceive(xQueue, &ReceivedValue, xTicksToWait);

 

QueueHandle_t xQueue = xQueueCreate( 10, sizeof( unsigned long ) );
void threadA( void *pvParameters ) 
{
  int32_t SendValue = 0;
  BaseType_t xStatus;
  SERIAL.println("Thread A: Started");
  while(1){
  //for(int x=0; x<100; ++x)
  //{
    //SERIAL.print("A");
    //SERIAL.flush();
    web_server();
    ++SendValue;
    xStatus = xQueueSend(xQueue, &SendValue, 0);
         if(xStatus != pdPASS) // send error check
         {
             while(1)
             {
                 Serial.println("rtos queue send error, stopped");
                 delay(1000);
             }
         }
    myDelayMs(2000);
  //}
  
  // delete ourselves.
  // Have to call this or the system crashes when you reach the end bracket and then get scheduled.
  //vTaskDelete( Handle_bTask );
  }
  SERIAL.println("Thread A: Deleting");
  vTaskDelete( NULL );
}

//*****************************************************************
// Create a thread that prints out B to the screen every second
// this task will run forever
//*****************************************************************
void threadB( void *pvParameters ) 
{ 
  BaseType_t xStatus;
  int32_t ReceivedValue = 0;
  const TickType_t xTicksToWait = 500U;
  SERIAL.println("Thread B: Started");

  while(1){
      distance=s_sensor();
      xStatus = xQueueReceive(xQueue, &ReceivedValue, xTicksToWait);

      //Serial.println("check if data is received");

      if(xStatus == pdPASS) // receive error check
         {
             Serial.print("received data : ");
             Serial.println(ReceivedValue);
         }
      else{
        Serial.println("No data available");
      }
      /*
         {
             if(uxQueueMessagesWaiting(xQueue) != 0)
             {
                 while(1)
                 {
                     Serial.println("rtos queue receive error, stopped");
                     delay(1000);
                 }
             }
         }
         */
    //SERIAL.println("B");
    SERIAL.flush();
    myDelayMs(500);
  }
}

動作させると以下のシリアルポート出力になります。queueに存在しなければ存在しないよと出力してます。既にthreadAとthreadBでwebサーバーと距離センサー機能の呼び出しをおこなっているので、実用的なマルチタスクに一歩前進。

モニタータスクはリソースの解放忘れなどのチェック用に開発期間中は削除できないでしょう。

 

admin

FreeRTOSを動かしてみる

FreeRTOSの基本構造の理解のために、サンプルを素材にして色々いじってみることにします。

以下は

FreeRTOS_SAMD21のライブラリ中に含まれるサンプルプログラム(Basic_RTOS_Example)のソースコード全てです。

① タスクの定義

27~29行目でグローバル変数でタスク定義をしています。

TaskHandle_t Handle_aTask;
TaskHandle_t Handle_bTask;
TaskHandle_t Handle_monitorTask;

 

② タスクの記述

例えば、57行目で以下のような書式で定義しますが、なぜstaticなのかは今の段階では不明。タスク生成にxTaskCreateStatic()メソッドがあるから関連ありそうですが、xTaskCreateメソッドでStaticのあるなしでタスクスタック領域の確保の仕方が変わるようなので、一般的にはstaticにすることでタスクでも何らかのリソース割り当て方法が変わってくるはず。
static void threadA( void *pvParameters )

 

③ タスクの作成と起動

200~202行目のvoid setup()関数中で作成して205行目で起動しています。

xTaskCreate(threadA, “Task A”, 256, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 3, &Handle_aTask);
xTaskCreate(threadB, “Task B”, 256, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 2, &Handle_bTask);
xTaskCreate(taskMonitor, “Task Monitor”, 256, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 1, &Handle_monitorTask);
205行目
vTaskStartScheduler();

 

④ タスクの終了

自分自身を終了させるときは、nullを引数に指定してvTaskDelete()を呼び出し。(71行目)

SERIAL.println(“Thread A: Deleting”);
vTaskDelete( NULL );
他のタスクを終了させるときには、例えば
vTaskDelete( Handle_bTask );
のように、タスク定義で使用したグローバル変数名を使います。
//**************************************************************************
// FreeRtos on Samd21
// By Scott Briscoe
//
// Project is a simple example of how to get FreeRtos running on a SamD21 processor
// Project can be used as a template to build your projects off of as well
//
//**************************************************************************

#include 

//**************************************************************************
// Type Defines and Constants
//**************************************************************************

#define  ERROR_LED_PIN  13 //Led Pin: Typical Arduino Board
//#define  ERROR_LED_PIN  2 //Led Pin: samd21 xplained board

#define ERROR_LED_LIGHTUP_STATE  HIGH // the state that makes the led light up on your board, either low or high

// Select the serial port the project should use and communicate over
// Some boards use SerialUSB, some use Serial
#define SERIAL          SerialUSB //Sparkfun Samd21 Boards
//#define SERIAL          Serial //Adafruit, other Samd21 Boards

//**************************************************************************
// global variables
//**************************************************************************
TaskHandle_t Handle_aTask;
TaskHandle_t Handle_bTask;
TaskHandle_t Handle_monitorTask;

//**************************************************************************
// Can use these function for RTOS delays
// Takes into account processor speed
// Use these instead of delay(...) in rtos tasks
//**************************************************************************
void myDelayUs(int us)
{
  vTaskDelay( us / portTICK_PERIOD_US );  
}

void myDelayMs(int ms)
{
  vTaskDelay( (ms * 1000) / portTICK_PERIOD_US );  
}

void myDelayMsUntil(TickType_t *previousWakeTime, int ms)
{
  vTaskDelayUntil( previousWakeTime, (ms * 1000) / portTICK_PERIOD_US );  
}

//*****************************************************************
// Create a thread that prints out A to the screen every two seconds
// this task will delete its self after printing out afew messages
//*****************************************************************
static void threadA( void *pvParameters ) 
{
  
  SERIAL.println("Thread A: Started");
  for(int x=0; x<100; ++x)
  {
    SERIAL.print("A");
    SERIAL.flush();
    myDelayMs(500);
  }
  
  // delete ourselves.
  // Have to call this or the system crashes when you reach the end bracket and then get scheduled.
  SERIAL.println("Thread A: Deleting");
  vTaskDelete( NULL );
}

//*****************************************************************
// Create a thread that prints out B to the screen every second
// this task will run forever
//*****************************************************************
static void threadB( void *pvParameters ) 
{
  SERIAL.println("Thread B: Started");

  while(1)
  {
    SERIAL.println("B");
    SERIAL.flush();
    myDelayMs(2000);
  }

}

//*****************************************************************
// Task will periodically print out useful information about the tasks running
// Is a useful tool to help figure out stack sizes being used
// Run time stats are generated from all task timing collected since startup
// No easy way yet to clear the run time stats yet
//*****************************************************************
static char ptrTaskList[400]; //temporary string buffer for task stats

void taskMonitor(void *pvParameters)
{
    int x;
    int measurement;
    
    SERIAL.println("Task Monitor: Started");

    // run this task afew times before exiting forever
    while(1)
    {
    	myDelayMs(10000); // print every 10 seconds

    	SERIAL.flush();
		SERIAL.println("");			 
    	SERIAL.println("****************************************************");
    	SERIAL.print("Free Heap: ");
    	SERIAL.print(xPortGetFreeHeapSize());
    	SERIAL.println(" bytes");

    	SERIAL.print("Min Heap: ");
    	SERIAL.print(xPortGetMinimumEverFreeHeapSize());
    	SERIAL.println(" bytes");
    	SERIAL.flush();

    	SERIAL.println("****************************************************");
    	SERIAL.println("Task            ABS             %Util");
    	SERIAL.println("****************************************************");

    	vTaskGetRunTimeStats(ptrTaskList); //save stats to char array
    	SERIAL.println(ptrTaskList); //prints out already formatted stats
    	SERIAL.flush();

		SERIAL.println("****************************************************");
		SERIAL.println("Task            State   Prio    Stack   Num     Core" );
		SERIAL.println("****************************************************");

		vTaskList(ptrTaskList); //save stats to char array
		SERIAL.println(ptrTaskList); //prints out already formatted stats
		SERIAL.flush();

		SERIAL.println("****************************************************");
		SERIAL.println("[Stacks Free Bytes Remaining] ");

		measurement = uxTaskGetStackHighWaterMark( Handle_aTask );
		SERIAL.print("Thread A: ");
		SERIAL.println(measurement);

		measurement = uxTaskGetStackHighWaterMark( Handle_bTask );
		SERIAL.print("Thread B: ");
		SERIAL.println(measurement);

		measurement = uxTaskGetStackHighWaterMark( Handle_monitorTask );
		SERIAL.print("Monitor Stack: ");
		SERIAL.println(measurement);

		SERIAL.println("****************************************************");
		SERIAL.flush();

    }

    // delete ourselves.
    // Have to call this or the system crashes when you reach the end bracket and then get scheduled.
    SERIAL.println("Task Monitor: Deleting");
    vTaskDelete( NULL );

}


//*****************************************************************

void setup() 
{

  SERIAL.begin(115200);

  delay(1000); // prevents usb driver crash on startup, do not omit this
  while (!SERIAL) ;  // Wait for serial terminal to open port before starting program

  SERIAL.println("");
  SERIAL.println("******************************");
  SERIAL.println("        Program start         ");
  SERIAL.println("******************************");
  SERIAL.flush();

  // Set the led the rtos will blink when we have a fatal rtos error
  // RTOS also Needs to know if high/low is the state that turns on the led.
  // Error Blink Codes:
  //    3 blinks - Fatal Rtos Error, something bad happened. Think really hard about what you just changed.
  //    2 blinks - Malloc Failed, Happens when you couldn't create a rtos object. 
  //               Probably ran out of heap.
  //    1 blink  - Stack overflow, Task needs more bytes defined for its stack! 
  //               Use the taskMonitor thread to help gauge how much more you need
  vSetErrorLed(ERROR_LED_PIN, ERROR_LED_LIGHTUP_STATE);

  // sets the serial port to print errors to when the rtos crashes
  // if this is not set, serial information is not printed by default
  vSetErrorSerial(&SERIAL);

  // Create the threads that will be managed by the rtos
  // Sets the stack size and priority of each task
  // Also initializes a handler pointer to each task, which are important to communicate with and retrieve info from tasks
  xTaskCreate(threadA,     "Task A",       256, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 3, &Handle_aTask);
  xTaskCreate(threadB,     "Task B",       256, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 2, &Handle_bTask);
  xTaskCreate(taskMonitor, "Task Monitor", 256, NULL, tskIDLE_PRIORITY + 1, &Handle_monitorTask);

  // Start the RTOS, this function will never return and will schedule the tasks.
  vTaskStartScheduler();

  // error scheduler failed to start
  // should never get here
  while(1)
  {
	  SERIAL.println("Scheduler Failed! \n");
	  SERIAL.flush();
	  delay(1000);
  }

}

//*****************************************************************
// This is now the rtos idle loop
// No rtos blocking functions allowed!
//*****************************************************************
void loop() 
{
    // Optional commands, can comment/uncomment below
    SERIAL.print("."); //print out dots in terminal, we only do this when the RTOS is in the idle state
    SERIAL.flush();
    delay(100); //delay is interrupt friendly, unlike vNopDelayMS
}


//*****************************************************************

動作させてみた写真は以下の通りです。既にthreadAは終了してしまってます。スタック領域が枯渇しているので、リソース解放抜けがありそうです。

まだいくつか必須の機能はありますが追々と確認していきます。

FreeRTOSのAPIドキュメントはこちらから。

https://www.freertos.org/a00106.html

 

admin