建立嵌入式系統-1

我一直在想不論是誰，經過一小小段時間的磨練。好像都可以成為韌體工程師。

比如我目前所在的，怎麼連一個碰都沒碰過的，經過2~3月就可以handle一個案子了。

 

若是如此，那本科的到底差在那裡了。

我想除了，

上手的時間外，以過去經驗來學習新東西及解決問題能力外。

個人覺得還在個更為重要的"正確的開發方法"。

"若只是時間的問題；那還有什麼價值的"

因為時間才是重點。

但雖然我知道，卻不知如何去做起。只能不斷不斷地亂吸收有的沒的資訊。

這本"建立嵌入式系統-傑出軟體的設計模式"

是一本相當不錯的書我想就從這開始吧。

裡面的內容有系統架構、硬體(測試及處理錯誤)、輪出及輪入與計時器、動作流程(排程、事件、中斷)、週邊通訊、更新程式、

功耗、數學(嵌入式)

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就像是解數學(在設計時也應該把它現象具現化數值化)，問題、變數及條件。

Q.

開關去抖動(Deboucing switch)

var.

其持續時間的長短(取決於使用的開關)

需考慮程式寫法，可能會有多個。

limit.

反應時間.

 

1.問題分析

按鍵debouce，我們都知道的東西。但我們只知加上個delay time去判斷有效否? 沒有詳細去觀察它。

它正確名稱為" 跳動數位按鈕訊號，bouncy digital button signal"，而不論是採用poll or interrupt對這個都會

產生反應，而系統對 開關抖動(switch bouncing)的原因來自機械或電子效應。

可以見到其中有3個不確定的狀態 都是在上/下邊緣時的雜訊，這些就是抖動bounce現象。

而要去除這些則需要比反應取樣，並出現連續一致的就系統按鈕狀態已經改變。

2.條件(需求)

以一般的打字來算，平均一分鐘120字(每字5個字元)。即一分鐘按600次，故10 time/s=100ms。

而系統必須在一半的時間內判斷按下按鍵，所以是50mS。

加上其所使用的按鍵的datasheet，對於按下/放開的時間(設12.5 ms 內)，則可以知以10mS(低於反應時間)

約有5次的sample來判判。

3.變數

由持續時間的長短，：

The current raw reading of the I/O line(raw data)
A counter to determine how long the raw reading has been consistent (counter)
The debounced button value used by the rest of the code (debounce button)

ps.因程式簡化，新增一個changed變數。

read button:

if raw reading same as debounced button value,

    reset the counter //counter set number,no change,long press

else

    decrement the counter

if the counter is zero,

    set debounced button value to raw reading

    set changed to true

    reset the counter

main loop:

if time to read button,

    read button

if button changed and button is no longer pressed

    set button changed to false

    set the delay period (reset or halve it)

if time to toggle the LED,

    toggle LED

repeat

 

另一個例子是:

使用計時器

現在有一個要求是，每按下按鈕時改變LED閃爍的速度(6.5,8.5 and 10Hz)。

background:

其中 要求來關關LED，需以需要時間的"精確度"。

而系統中精確度來自輸入時脈(clock)的" 正確性" 及" 準確性"。

計時器的組成:

其中，Prescale register(預先倍率暫存器)是相當重要的一點，

將時脈值除以特定數字，讓計時器以較慢的速度增加。

問題:

現在有一個要求是，每按下按鈕時改變LED閃爍的速度(6.5,8.5 and 10Hz)。

條件(需求):

6.5,8.5 and 10Hz。容許誤差範圍。

其各timer register的設定範圍。(8bit/16bit)

變數:

main clock souce and how much? (4MHz)

各timer的register設定。(prescale register(預先倍率),time counter(輸入頻率),compare register(比對) and action register(動作))

 

由以上可以得到。

timerFrequency = clockIn/(prescaler * compareReg)

在已知clock In,只需改prescaler 及compareReg來得到其timerFrequency

 

其中，以10Hz閃爍(on/off)所以需要20Hz來on or off動作。

A.若不使用prescale (set =1)則 其compareReg = 4M/(20)=2x 10^5(超過compareReg大小255)

B.而prescale (1023,10bits)，可以先求prescaler * compareReg的總數再找各別的，所以

    prescaler * compareReg= 4M/20,

    prescaler(8bit) * compareReg(10bit)=200,000, compareReg set 200, prescaler set 1000

另一個8.5Hz,若以相同的話?

    prescaler * compareReg = 4M/17 = 235294.1

    set prescaler = 923, compareReg =

因為沒法整除,所以必須將誤差代入(以最好計算)

error = 100*(goal frequency – actual)/goal

所以要以疊代計算。

          |                         |

          |                        \/

          | <--------------  set new prescaler

        

 

Pulse Width Modulation (PWM)

若有一個新增一個按鈕來控制亮度。

嵌入-1-迴圈緩衝區

最近，有同事在處理IR訊號的擷取及處理。有聽到對於緩衝區的部份，所以整理一下這部份的內容：

 

迴圈緩衝區

在某些DSP系統中，可以支援迴圈緩衝區的硬體，向其中放置資料時，不需考慮是否緩衝區填滿。而一般的嵌入式系統中並無這種的硬体機制。

可以簡單的推導，若要實現則必須在每次的都在迴圈中判斷緩衝區是否放滿了。

但會付出一些代價，而且在某些時候影響很大。(取樣處理問題)

以下，是以另一方式處理：

#define BUFFERSIZE 256

int x[BUFFERSIZE];//static ,stack and heap

unsigned int k; //mask 00001111

unsigned int i; //acc  xxxxxxxx =k只取i後n bit

while(1)

{

     k=i&;(BUFFERSIZE-1);

     x[k]=Imput();

     ........

     i++;

}

從程式中可見，x[]是程式用來做緩衝區的使用。而於是全域且非初始化(BSS)段。

 

在程式中，i用來做累加的作用。而k做為緩衝區陣例的下標。

因此，k應在0~BUFFERSIZE –1的範圍內。而每次變數i累加後再與k做 "&"來得其緩衝區的下標k。

k= i & (BUFFERSIZE-1);

使其k只取i後的n位元的資料。

使其緩衝區的大小必須為2的整數次冪，來使得可用位元"&及"來罩掉。(i大於256時，k得0)

 

由於上述程式不需要使用if 判斷，可以節省幾道程式。但在這一區塊中它所佔的比重還是很大。特別在程式需要指定時間內完成的及 執行頻率比較高的。

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在看了如何處理loop buffer後，應該要配合週邊裝置做結合才行。

剛好也找到一些資料，加以整理。

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資料驅動系統(data-driven system)，目標是取得資料加以處理，再對結果作動作週而復始。

所以它不存在事件(event)，只有持續地增加等待系統處理的資烞。

所以系統處理應比產生的速度快。

"系統主要的特性在於資料量與產生速度"

任何重新啓動和錯誤會讓系統處理落後，能不能優雅地失敗對這類的系統十分重要，如果有錯誤會造成系統處理落後，系統

是否要跳過部份資料追上最新內容? 或是應該改為某種簡化過的處理等待系統恢復? 跳過部份會造成什麼後果?

 

環型緩衝區:

實作data -driven system中主要以環型緩衝區的策略(FIFO, First In First Out)。

生產者以某個速度將資料放入環型緩衝區，消費者以相同的平均速率取出資料，消費者可以一次取出大量資料，但生產者放入時只能一個個放入(也可相反)，並讓處理器在資料達到演算法所需大小後進一步處理。

其中變數有：

使用的長度、下一個寫入位置(write or start)及下一讀取位置(read or end)。

在write = = read ==> empty or full?

解決方式有：

A. 設定當write 在落後read 一個位置時就表示滿了. read =0 , write 7 , Full

B.多一個變數，write +1 ; read –1 ，full var = buffer lenght –1, Empty var= 0.

 

而在data driver system中，大多其中一個必為中斷(生產或消費); 另一者則非中斷。所以為了讓生產及消費者使用的獨立，

必須要在"讀取及寫入指標"的更新是 單元操作(atomically)才能使用環型緩衝區不被中斷。

但在指標到緩衝區時會折回，這時以一般方使(餘數 %, if判斷)會使得無法使用 單元操作(atomically)。

 

可以將其環型緩衝區大小設為 2的次方大小。

struct sCircularBuffer {

tElement *buf; // block of memory

uint16_t size; // must be a power of two

uint16_t read; // holds current read position: 0 to (size-1) 

uint16_t write; // holds current write position: 0 to (size-1)

};

uint16_t CBLengthData(struct sCircularBuffer *cb) 

{

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

|-----|----------|-------|

write read

*/

int32_t length = cb->;write - cb->read;

if (length >; 0) return length;

/*

bbbbbb aaaaaaaa 

|-----|----------|-------|

read write

*/

return (cb->;size – cb->write) + /* aaaa */

(cb->;read); /* bbbbb */

}

uint16_t CBLengthData(struct sCircularBuffer *cb) 

{

return ((cb->;write – cb->read) & (cb->size - 1));

}

其中需將其read /write設為

(cb->write – cb->read) & (cb->size - 1)
= ( 5 – 6 ) & ( 8 - 1)
= ( -1 ) & ( 7 )
= ( 1111 1111 ) & ( 0000 0111 )
= 0000 0111 = 7

enum eError CBWrite(struct sCircularBuffer *cb, tElement data)

{

if (CBLengthData(cb) == (cb->;size-1)) { return eErrorBufferFull;}

cb->;buf[cb->write] = data;

cb->;write = (cb->write + 1) & (cb->size - 1); // must be atomic 

}

enum eError CBRead(struct sCircularBuffer *cb, tElement *data)

{

if (CBLengthData(cb) == 0) { return eErrorBufferEmpty;}

*data = cb->;buf[cb->read];

cb->;read = (cb->read + 1) & ( cb->size - 1); 

}

而在setting "write/read"在不同系統32/16/8 bits. 通常只有16bits一定是單元操作其它的則需去確定。

 

在build Ring-FIFO後，使用者可以read其資料並加以複制memcpy並釋放free。

但這也會造成其浪費，若要將資料保留在原處並只有處理後才是真正釋放free時，則需新增一個 “Free”

enum eError CBFree(struct sCircularBuffer *cb)

{

if (CBLengthReadData(cb) == 0) { return eErrorBufferEmpty;}

cb->;free = (cb->free + 1) & (cb->size-1); 

}

 

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To implement a system like that, you'd need to add one more pointer to the system
called processed. As the pointers move independently of on another, adding another is
fairly straightforward. The code is nearly the same as we added for CBReador CBWrite.
Don't forget to add a new length function(s) too.

 

硬体:buffer

檢查碼:

 

p.s:其它有

stack,BSS and heap

有線~無線楖論(4)

有線~無線楖論的最後，才要提我的主要目的

即無線網路系統中的內容。

以下是我從整理出的內容:http://www.techbang.com/posts/15863-introduction-to-network-infrastructure-5-80211-and-80211a?page=1

 

無線網路的規格定義在IEEE 802.11(有線則是802.3)。

定義：

IEEE 802.11定義了運作頻率設定在2.4GHz。會選擇這個頻率是因為2.4GHz屬於ISM（Industrial, Scientific and Medical radio band，工業、科學以及醫療無線頻段），

 

資料表示 : 格雷碼

格雷碼（gray code）

十進位數字轉為二進位時，0、1、2、3、4、5、6、7、8、9分別會轉換成0000、0001、0010、0011、0100、0101、 0110、0111、1000、1001。但在通訊世界裡則是採用格雷碼，所以0∼9會被轉換為0000、0001、0011、0010、0110、 0111、0101、0100、1100、1101，由於各組之間只有變換1個位元，可以降低傳輸時出錯的機會。

（假設以二進制為0的值做為格雷碼的0）
G：格雷碼 B：二進制碼
G(N) = (B(n)/2) XOR B(n)

 

展頻

data link layer:

802.11在媒體層(data link，定義出其CRC這種檢查及Frame大小)的部分採用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)(**RTS/CTS（Request To Send/Clear To Send）。

physical layer :

展頻（Spread Spectrum）的概念，展頻就是把1組資料量較少的資訊，加以放大並放在1組資料量較多的資訊上，好比把1MB的資料，增肥到10MB的大小，但內部包含的實際資訊卻跟1MB沒有兩樣。這麼做當然對於傳輸速度是有害的，但在無線網路的環境中，有些事比起傳輸量來說更需要克服。

展頻有許多好處，第一就是對抗雜訊，由於生活環境中充滿許多電磁波，甚至是地球或是外太空也都會來尬一角。舉個簡單例子，展頻之後使用 11111111代表原始的1、00000000代表原始的0，如果今天好死不死11111111被干擾成10111110，也可以辨識出這其實是代表 1。第二就是可以用來隱藏或是加密訊號，通常我們想要傳輸的資料只占據一個相當小頻寬的基頻訊號，利用展頻技術把基頻延伸到大範圍的頻帶上，讓傳輸能量降低成與背景值差不多，避免引起他人注意；此外把這個把原始信號與加密信號經過一翻計算後傳送出去，只有擁有加密信號的人能夠解出原始訊號，其他人看到就只是一些無意義的資料。

而且展頻之後，可同時容許多人在同一頻率中進行通訊，大家的頻寬都是相等的，這就是所謂的CDMA（Code Division Multiple Access，分碼多重存取）。

CDMA

雖然CDMA沒有使用在802.11之中，但由於CDMA的原理相當神奇又有趣，容筆者在此先說明一下。想要使用CDMA，則此網路中的每個節點都必須要有1組編碼，而大家的編碼必須兩兩呈現正交的性質，內積值必須為零。假設現在有2組節點，A的編碼為[1、1]、B為[1、-1]，兩者經計算後的內積值為零，符合正交的要求。如果今天A要傳送1，則經過CDMA編碼後變成[1、1]；如果要A要傳送0，則是取補數[-1、-1]，B的原理也是一樣。

如果今天A點傳送1[1、1]、B傳送0[-1、1]，兩者在空氣介質中向量合變成[0、2]；某C點想要解出[0、2]的資訊，便把[0、2]和 A[1、1]、B[1、-1]作內積，得出2和-2。在大於零等於1、小於零等於0、等於零沒發射訊號的原則下，得知A發出了1、B發出了0。

 

FHSS

802.11在2.4GHz傳輸頻率中定義的展頻方式有2種，一種是FHSS（Frequency-Hopping  Spread  Spectrum，跳頻展頻），另一種則為DSSS（Direct-Sequence Spread Spectrum，直接序列展頻）。

FHSS跳頻機制，FHSS需要一段較大的頻寬，再將這個頻寬切割成許多較小的頻寬，就可以在這些不同的小頻寬之間不斷切換傳輸，就是FHSS的跳頻機制。在802.11中，使用FHSS展頻使用2.4∼2.4835GHz頻帶，將其以1MHz的方式切出頻道，每個頻道的停留時間為19TU（Time Unit、1TU＝1024μs）。事實上使用頻率範圍、切割的頻道數、各頻道駐留時間以各國規定為準，像是美國FCC聯邦通訊委員會就制定出75個以上的頻道數和最大駐留時間為390TU。

DSSS

DSSS直接序列展頻顧名思義，直接將欲傳輸的0或是1代換成1串序列碼傳送出去，實際代換的方式為域傳送的資料位元值與虛擬雜訊碼進行XOR運算，而虛擬雜訊碼在此使用巴克碼（Barker code）。

調變(modulation)

想要傳遞的資料經過展頻之後，接下來便是要如何把資料放在載波（carrier）上，而把1010111110111011010101⋯⋯這類的二元碼變成實際在介質中傳播，就稱為調變（modulation），無線網路就是變為電磁波傳送，光纖則是以光來傳送

調變大致上可分為2種，分別為類比調變和數位調變。類比調變的例子就是收音機的調幅（AM）或是調頻（FM），波形雖然有振幅或是頻率上的變化，但波形是連續的，不會發生這個時間點為波谷底點，下個時間點突然變成波峰頂點。而數位調變就會發生這種情形，比較像是由一段段的波形組合起來。若以道路來比喻，類比調變像是連續彎道山路，數位調變則比較像都市裡的十字路口。

 

GFSK

因應FHSS和DSSS不同的特性，其調變的方式也不相同。FHSS採用GPSK（Gaussian frequency-Shift Keying，高斯頻率偏移調變、高斯頻移鍵控），GFSK是FSK加上高斯濾波器組成，高斯濾波器的功用在於平滑化訊號，因此GFSK的本質還是 FSK。

FSK的調變方式相當簡單，選定一載波頻率Fc，再選定一差值頻率Fd，如果今天想要傳送1，就傳送Fc＋Fd的頻率，想要傳送0，就傳送Fc－Fd的頻率即可。FHSS展頻再加上2GFSK（2種頻率變化的GFSK）可帶來1Mbps的頻寬。

如果需要2Mbps的頻寬，則是改採4GFSK，由於有4種頻率變化，可對應22種資料00、01、11、10，所以每次傳輸時由1bit改為2bit，頻寬直接翻倍。

DPSK

另外一種DSSS所搭配的調變方式為DPSK（Differential Phase-Shift Keying，相位差調變、差分相移鍵控），屬於PSK的1個分支。PSK在傳輸訊號的時候，使用的頻率、振福是相等的，差別在於相位的不同，藉由相位的不同代表不同的資訊。

所謂DPSK的D就是相差、差異的意思，所以是藉由目前波形相位減去上次相位之後的角度差異作為判斷的依據。1個完整的sin波形從 0開始，到波峰時的相位角為90度，下降到0的相位角為180度，波谷的相位角則為270度。

在802.11中使用的DPSK有2種，分別為DBPSK和DQPSK，其中B代表Binary（雙）、Q代表Quadrature（正交），DBPSK利用2種相位差表示，DQPSK利用4種相位差表示，這兩種調變正好可提供1Mbps和2Mbps的傳輸速率。

但由於使用編碼速率11M symble/sec的關係，加上DPSK調變，傳輸能量會在選定的頻率±11MHz的地方以|Sin(x)|函數的方式出現，共佔去22MHz的頻寬。這在使用11個頻道（2.412∼2.462GHz，以5MHz劃分）的國家地區使用時，僅有3個不相互干擾的頻道（頻道1、6、11）。

有線~無線楖論(3)

上篇是關於有線在embeddend system的module。而在要回到無線時，首先要談到有線的較底層的。
網路底層的訊框傳送法則，從有線的談到無線，差異及相同之處。
TCP/IP網路模型的第一層或是OSI網路模型的第二層，了解訊框實際上在有線和無線網路上傳輸的策略。

在Data Link Layer主要是CRC檢查及定義基本的一個訊息框(Frame)。

 

802.3

在 有線 中，網路採用802.3
OSI網路架構屬於L2資料鏈結層的CSMA（Carrier Sense Multiple Access，載波偵測多重存取）載波偵測多重存取網路通訊協定，定義在IEEE 802.3當中。
IEEE 802.3使用了一種稱為CSMA的技術作為核心，因為在較為早期的網路，線材作為匯流排看待，任何連上此網路匯流排的電腦都可以在其上傳輸資料，避免大家同時傳輸資料造成錯誤，而此規則就是CSMA。
CSMA載波偵測多重存取的規則就像其名稱一樣，為了避免在其它電腦傳輸資料時造成干擾，當某台電腦想要傳輸時，會先監聽傳輸媒介是否正在使用，如果沒有其它電腦正在傳輸，代表線路目前是空閒狀態可立即使用；如果監聽的結果是線路正在使用，則持續保持監聽狀態，直到線路空閒，這就是 CS（Carrier Sense）的由來。
當某部電腦正在傳送資料時，則所有位於匯流排上的電腦都會接收到這份資料，電腦處理與否的關鍵在於傳送訊框表頭所包含的MAC（Media Access Control）位址是否跟自己相符，如果兩者一致就接收下來進行後續的處理，不同就表示這份資料不是給我的，不進行處理。。

CSMA/CD

CD（Collision Detection）變成CSMA/CD，對於碰撞的發生進行偵測並處理，提高線路傳輸效率。

在Ethernet中，最大的架設環境下，距離最遠的兩端點訊號時間差可達232  bit傳輸時間，也就是說，當A電腦發送231bit之後，與A最遠的B電腦若已傳輸1bit，下個傳輸1bit的時間就會偵測到A電腦送來的訊號，才會偵測到碰撞發生，停止傳輸。而傳輸32  bit長度的jam signal是為了讓A電腦更容易辨識，過短的jam signal無法保證A電腦得知碰撞發生。
Ethernet訊框最短長度64  Byte也是因為232 bit的傳輸時間差而設計出來的，因為當A電腦發送之後，最遠的B電腦需要經過232  bit傳輸時間後才可收到訊號；若是碰撞發生，回傳給A電腦的碰撞訊號也要232  bit的傳輸時間，一來一往之下就是464  bit（58  Byte），為了確保A電腦佔據網路夠久的時間偵測B電腦傳來的碰撞訊號，以及電腦單位經常使用2的次方影響，就制訂出了64Byte這個最短訊框長度。
除了CSMA/CD外其它相關的還有：

1.隨機時間

如何 在碰撞，隨機時間二元指數後退演算法」（binary exponential backoff algorithm)

我們假設第幾次發生碰撞為n（n≦16，如果n＞16，會放棄傳送訊框，並向網路架構的上一層報錯），t為n和10取最小值，r為一個倍數，r的值在0≦r＜2t（n、t、r皆為包含0的正整數）。
2.CSMA監聽／發送策略
Ethernet採用1-persistent（1-堅持法），相對的還有O-persistent（O-堅持法），在這兩者中間尚有P- persistent（P-堅持法）和non-persistent（非持續法）。
3.時槽（time slot）
時槽定義為在最大網路佈建的情況下，最短的訊框從網路中最遠的2點來回1次所需要的時間，會受到網路速度（傳輸頻率）和最短訊框的大小所影響。網路速度越快、時槽越短；訊框越小、時槽越短。
 
而它的缺點在於其CSMA/CD上，當匯流排上的裝置多時其碰撞增多很多。
所以才發展出Switch出來，盡量避免了碰撞產生，以及由同軸電纜到雙絞線(半雙工 /全雙工)。
4.流量控制：
back pressure(半雙工) ：
CSMA/CD的半雙工傳輸模式下，如果接收端裝置效能不足，無法快速處理傳送端送來的訊框，想要請傳送端降低傳送速率，但半雙工模式無法同時進行雙向傳輸，沒有辦法告知對方我快吐了。此時有2種作法，第一種就是直接在網路上造成訊框碰撞，對方偵測到之後就會進入碰撞之後的處理演算法，而這演算法本身就有降低傳輸速率的功效。第二種就是由接收端直接發出傳輸訊框，另一端就會以為線路上有其它電腦要傳輸。
 
全雙工：(沒有用CSMA/CD)
進步到全雙工傳輸之後，由於傳送和接收分別在獨立的線組上執行，CSMA/CD被拋棄，根本就不會產生碰撞；於是可以直接告訴對方我快滿了，請降低傳輸速度避免訊框遺失。
 

無線使用CSMA/CA

但在無線網路中，CSMA還活得好好的，因為使用空間作為介質傳遞訊號，很難限定訊號只在特定範圍內傳播。無線環境還有個相當特殊的「隱藏節點」狀況，如下圖所示。
由於無線訊號會根據傳輸距離而逐漸遞減，A、B點和基地台的距離都要在雙方的無線訊號涵蓋區之內才可進行通訊，但A、B點卻因距離問題都不在對方的訊號範圍內，無法得知對方的存在，如果同時發送訊號給基地台，基地台部分必會發生碰撞。由於無法相當有效的偵測碰撞的存在，無線傳輸無法使用CSMA/CD，而是盡量避免碰撞的發生，使用CSMA/CA（Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance）。


在無線網路傳輸標準802.11之中，還有個選用功能能夠避免碰撞的發生，就是啟用RTS/CTS（Request To Send/Clear To Send）。
在裝置傳送無線訊號之前，會先向基地台傳送RTS訊號，請求傳輸許可，若基地台感測到目前空間無裝置使用，便會發送CTS訊號給裝置，告知其准許傳輸。如果同時有多個裝置同時向基地台發送RTS，則基地台只會給其中1台CTS訊號允許傳輸，便不會造成訊框碰撞
以上所述在無線訊號的範疇裡屬於DCF（Distributed Coordination Function，分散式協調功能），需要傳送方自行去搶傳送資源，應此又稱為競爭式服務。另外一種是由AP負責輪詢各台裝置，唯有被問到的裝置才能傳輸資訊，為PCF（Point Coordination Function，集中式協調功能），屬於非競爭式服務

http://www.techbang.com/posts/15880-4-introduction-to-network-architecture-networks-underlying-frame-relay-rule?page=3

有線~無線楖論(2)

在前篇中 有線~無線楖論(1)中對於網路模式TCP/IP的介紹,

 

接下來是對於有線通訊在 embeddend system的

 

So Many Ways of Communicating，其中最重要的是where does the clock come from?

其中對於我所使用的embeddend system中，最重要的是前三層的(physical, data link and network)

簡單的話就是 。並以I2C為例

physical: 電氣特性, 其幾條線其工作電壓是多少

data link :而是CRC檢查及定義出多少bit資料為一個封包(frame)

networ: 定義IP, 即其裝置的位址,address.

 

其中physical

中可分為Serial 及parall and synchronous/asynchronous , half/full duxplex

serial 串列即指一個time slace只能傳一個單位的資料:

parall 並列即指其可傳多於1個單位的資料.

而

synchronous: 同步則指的是二端必須同時做傳送動作(同步)，即使有一端是沒有資料也要傳。

                   suart(use-are) synchronous receiver/transmitter,常見的有SPI

asynchrouous: 即二端是不需要同步動作的，而是以各自講好的機制(bit rate) protcol動作。

asynchronous receiver/transmitter

half duxplex :而其線材, 若只有一條線做為transfer and recevice則為半雙工。像是I2C(SDA)

full duxplex :其recevice and transfer各有一個時,則為全雙工, SPI.(SOMI, SIMO), RS232

對於I2C而言:

1.clock generate:

    is generate from master, which is exlicit. and because clock generater by master so it is not precise.

2. it have 3 wires(scl,sda,gnd) ,and it connect all peripherals ,so it control complex.

3. it is asynchronous . the master and slave only one wire to transfer data.

4. half duplex , only one sda.

5. there  address. and to select the via chip.

6. 3.4M bits/sec

7.

 

data link:

一個傳送單位frame 或 檢查CRC。

NetWork :

IP , system address.

 

I2C drivers invariably include a state machine to deal with the complexity of switching
the direction of the bus between the master transmitting and the slave transmitting.
The master starts communication by sending a 7-bit address and whether it wants to
read from or write to the slave. The slave with that address then sends an acknowledgement (ACK). Next, the master sends a command to (or reads from) the slave and
the interaction proceeds. When the communication is complete, the master sends a
stop bit.

 

p.s: 上次有同事，因為datasheet沒寫明是I2C或SPI or other的通訊介面。自己認為是I2C 等porting後，才發現不會動。

可見這些的重要性。

有線~無線楖論(1)

 

前日，在量測產品的Radio Testing(FCC)時覺得自己完全不了解wireless的基礎。也剛好看一個系列在介紹網路系統。

這也正好很網路的觀點來看wirelss的一些名詞內容(module,CSMA/CD,PSK,OFDM,FHSS.ie..)

 

而從有線到 無線，都是我們日常會碰到的通訊介面。 有線的串列USB 、無線wireless (2.4G,Sub 1G, 802.11 and Bluetooth)

然而這二者的差別及相同處?

 

1.base OSI and TCP/IP module

一直以來，對於這二個modele我一直聽到。但這二者到底有什麼差別及用途，都不太清楚明確。

其實有前'後及實作'理論上的差別。

TCP/IP :

從名稱就知是一開始就就用的。而就實作上也是以"此"為主。

其各layer 的定義如下:以internet為主

Link Layer : RJ45 ，

位於整個網路架構的最底層，負責制定資料傳輸的「實體」規格

Internet Layer : IP ，

網路層能夠提供實體介面網路卡1個邏輯上的位置，也就是我們常聽到的IP位址，此IP位址是唯一的（或至少在同層級的網路中是如此），所以資訊才能夠傳輸到正確的目的地。此層會將資料的目的地和來源地寫入，如同我們在信件上填入收件人和寄件者。

除了賦予每個網路介面卡邏輯IP位址外，IP還定義了資料封包該如何繞送的規則，如同郵局有各地區的小據點，也有大型的轉運站，藉由這些規則，選擇較佳的傳送路徑，將東西正確傳遞

Transport Layer:

資料經過了應用層之後，下一層便是傳輸層，此層對應用層傳送過來的資料進行處理，建立2台電腦之間可靠的傳輸。在此層常見的2種協定為TCP與UDP，絕大多數應用層協定都會選擇TCP，因為TCP提供一連串偵錯、重送、資料順序、流量控管等實作，確保2台電腦之間的連線正常

Application Layer :

HTTP，應用層的協定非常多，像是網頁HTTP、郵件POP3、檔案FTP

 

而在OSI中

，則是從通訊介面理論上的module，共有7個layer而各layer都可對映到TCP/IP的各別的layer

而且在 網路的設備也都用這個來區分，像是Hub 是L1 , switch L2 and router is L3。

因為它是以通訊理論上來區分，所以它也可以對所有的通訊介面分類(I2C,USB,SPI,UART)，有些會取消或合併。

從上圖中，可以看到相對於TCP/IP module中有些是沒有的 Link Layer(TCP/IP) 合併physical and data lin Layer(OSI).

或是TCP/IP中的application layer 合併到 session , presentation and application(OSI)。

而在OSI module中,有

1.physical :同TCP/IP ,link layer

定義實際在媒介上的傳輸標準，大多直接拿取其它相關組織的規格直接使用，如IEEE電機電子工程師協會制定的一系列802標準

2.data link :

決定何時資料可由實體傳輸媒介發送，也包含錯誤偵測機制

3.network:

邏輯定址、繞送、傳輸路徑選擇，維護2端點之間的連線。基本上就是IP協定所執行的工作。

4.Transport :

確保會議層與網路層之間傳遞的資料沒有遺失、重複，還有錯誤復原以及流量控管等功能。

5.session:

負責交談如何開始、控制、結束。就像是有個會議主持人負責招集，制定開會流程，開會完後宣布散會。

6.presenation:

定義與轉換資料格式，如ASCII和EDCBIC文字編碼的轉換，我們才能夠在不同的電腦上看到相同的資訊，加解密動作也由OSI指定在此層中處理。

7.application:

提供應用程式與其它主機上程式溝通的介面，也提供使用者應用程式存取網路上資源服務

 

http://www.techbang.com/posts/15859-network-architecture-2-arpanet-history-and-introduction-to-mac-ip-dns-concepts-review?page=5&related_post=true

技術簡報三部曲-

“透過簡報方式來分享對於技術的心得，已經是相當普遍的交流方式，之前該如何準備相關的內容？之後又該如何分享？”

自從我，改作新的東西(BLE,bluetooth)。每有一些心得，就會寫下其內容。

這是在研究所(e04)所形成的情況，但其實在業界也有公司需要不定時的Demonstrate。

而如何去備內容可是要長期的練習及搜集資料。

 

與撰寫技術文件類似的是，準備簡報對上臺講者來說，也是個對講題進行學習、驗證、整理思路的好方式，但與撰寫技術文件不同的是，簡報時間有限，講者製作簡報內容時往往得割捨許多有價值的內容。
若開發者行有餘力，不妨在簡報過後進行內容整理與分享，不僅可對議題更加瞭解，也可增加簡報傳播力與豐富度。
首部曲：簡報製作前選題與資料整理
技術簡報面臨的第一件事就是選題。
挑選一個題目的動機多元化，有可能是非自發或自發性的動機，非自發性動機無非就是長官或客戶要求對某技術進行研究與分享，自發性動機可能是最近在摸索的技術、某個感興趣但還沒接觸過的議題、長久累積下來的經驗整理與分享等。
選題時也包括了自身能力的考量、聽眾程度的設定、時間限定等考量，對講者而言，選題絕對是件難事，因為，這將影響了後續資料收集與簡報製作的難易度。
選定題目之後，接下來就是對題目範圍內的相關資料進行收集。
對於最近在摸索的技術、某個感興趣但還沒接觸過的議題而言，這是個深入瞭解議題的最佳時機，為了要在簡報當天有個精采的呈現，講者得對簡報內容有九成以上的熟悉度，因而這個階段往往也是最耗時的過程，講者得大致概覽過每個找到的資料，過濾掉垃圾、不正確或過時的資訊，對不同觀點或甚至是正反面的意見進行分類等。
收集資料的下一階段是停止收集資料，將已過濾或歸類的資料進行消化，消化不單指詳讀內容，還得從中擷取可用範例、觀點、佳句等。
對某些經驗性或主觀性重的題目來說，還得盡可能從中衍生出講者本身的獨有看法，而不單單只是淪於範例解說員或者是觀點、佳句的翻譯或整理者；以我個人來說，這是個很重要的階段，如果沒在這個階段培養出對講題的「fu」，後續簡報投影片製作到一半時，常會面臨砍掉重練的結果。
消化完資料之後下一步是收斂資料。
講者為了避免內容貧乏，往往開出一個範圍較大的題目，因而收集到的資料即使經過濾、消化，到了進行簡報投影片製作前，由於考慮到時間限制，都得經過再次收斂，如果題目是有關長久累積的經驗整理與分享，由於經驗中有許多枝微末節，在有限時間內往往也無法逐條細談；另一主要原因是，簡報過程必須有個連貫性，必須去除與此連貫性無關的資料。
二部曲：簡報投影片的風格與內容呈現
簡報現場是表演的舞臺，不過演出者至少有兩個，一是活生生的人，二是投影片內容，兩者一搭一唱，才能呈現完整內容。因此製作簡報投影片時，講者得想想在臺上說唱時，投影片如何搭配演出，以決定投影片風格、內容呈現以及數量，簡單來說，這個階段重點在鍛鍊投影片的「演技」。
投影片風格的區分方式有很多，這邊談的風格是指投影片是輔助或對比講者風格。想想投影片也是個演出者的話，若講者本身演講技巧豐富的話，投影片要以豐富動畫輔助演出對手戲？或者走極簡主義對比出講者的演說能力？若講者本身要走搞笑風格，投影片也走搞笑風格以加強講者笑點？或者是走冷酷以形成對比？通常搞笑的講者也會有搞笑的投影片，不過有時風格冷酷的講者搭配搞笑的投影片，有時也會搭配意想不到的效果。
投影片內容也是簡報內容的一部份，要放多少內容在投影片中，就看簡報內容有多少要由投影片來傳遞，以及會後取得投影片的觀眾，可從中揣摩出多少簡報當時的內容。
如果簡報內容幾乎都由講者陳述，而且要聽眾非得親臨現場不可，那麼〈高橋流簡報〉可以是個選擇；如果講者主述細節，投影片就不用重複列出口述內容，只要提綱契領或列出範例以輔助視覺效果；由於投影片空間有限，單一投影片不宜列出過多資訊，畢竟投影片也是演出者之一，單一投影片過多資訊，就有如穿著笨重、不合宜戲服的演員，只會拖累了講者演出。
單一投影片無法承載的資訊，通常可拆為多張投影片來呈現，不過簡報時間有限，投影片張數不宜過多，一張投影片應有的資訊量，可用講述時間來衡量。
以技術簡報的投影片內容來說，通常我會設定單張在一分鐘左右陳述完畢，因此在這個階段，會有更多的資料被割捨，連同先前收斂過程中被割捨的資料，這些可列為投影片中最後附帶的參考資料來源

不少講者會於簡報分享過後公開投影片，一來方便聽眾回顧簡報內容，二來可讓未與會者從投影片中，獲得一些講題相關資訊，現在有不少網站便以投影片分享為主要訴求，像是SlideShare、Speaker Deck等，只要具備瀏覽器就可閱覽投影片內容，大會通常會在議程過後集中發表投影片，這些動作無非是為了延續簡報傳播力，讓更多人能獲得資訊。
不過如先前所言，簡報現場演出者至少有兩個，單單只有投影片，就像是兩人相聲的演出少了一名演員，可呈現資訊已經受限，如果是〈高橋流簡報〉的風格，單從投影片實在是更看不出資訊。
有些聽眾會自行發表會後心得筆記，或者是製作大會懶人包，可用以輔助投影片內容，有一定規模的大會，會對簡報現場進行錄影，並於會後剪輯發表，單就簡報現場來說，這會是更完整呈現的一種方式，然而不管是心得、筆記、懶人包或錄影，基本上只限於現場呈現的資訊，有時講者準備的內容實際上超過演講時間，常因被舉牌通知時間將用盡，講演過程中內容又得再濃縮，令講者常有無法完整呈現內容的遺珠之憾。
正如先前所言，講者在收斂、製作簡報的過程，其實就必須削減不少有用資訊，而那些資訊本來應該會是講題內容的一部份，若講者能自行整理簡報內容，除了可重新、完整、不限時間地筆述完簡報內容之外，也可加入會後聽眾回饋，而原本在製作投影片時被收斂而削減的有用資訊，也可以一併筆述進去，成為更完整的資訊，原本在投影片中被列為資源鏈結的部份，也可以適當納入整理內容，在這個過程，除了講者本身可對議題有更深一層認識外，也可利用到網路的傳播力，讓與會聽眾及更多人從講者的簡報整理中，獲得更完整的資訊。
對聽眾而言，簡報通常就是一個小時左右，能獲得的有用資訊就是那麼一個小時的內容，然而對講者而言，簡報製作是一個過程，能獲得的有用資訊與觀點建立，是來自簡報製作前的資料整理、簡報投影片製作時風格與內容呈現，這個過程單單只是於簡報過後分享投影片，並無法完整傳遞。
畢竟，投影片本身也不僅是簡報時的工具，它是與講者搭配演出的演出者之一，在會後單只是將投影片公開出來，猶如投影片自行演出獨腳戲。
為了完整呈現簡報內容，除了聽眾自發的心得筆記、懶人包，或者是大會的錄影剪輯之外，講者本身若能在簡報分享過後加入第三個階段，將簡報製作過程有用的完整資訊整理出來，就更能呈現出簡報背後原本應有的完整內容，這也會是增加簡報豐富度與傳播力更好的一種方式。

 

 

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