Мини-компьютер на базе микроконтроллера Parallax Propeller

2012-11-22 в 23:22, admin, рубрики: parallax, Гаджеты. Устройства для гиков, Железо, Программинг микроконтроллеров, метки: parallax

Микроконтроллер фирмы Parallax под названием Propeller, в сравнении с «классикой» жанра типа PIC или AVR занимает несколько странную нишу. Про первые два можно сказать, что это архитектуры общего назначения. Создатели же Пропеллера подошли к вопросу «с фланга».

Основные отличительные особенности Пропеллера:

8 независимых ядер, работающих параллельно. Какое-либо разделение времени, необходимое для общих ресурсов типа памяти или портов ввода-вывода не контролируется программистом и «вшито» в кристалл. Это дает предсказуемость во времени выполнения кода. Каждое ядро (cog) имеет 4КБ собственной изолированной оперативной памяти. Также каждое ядро имеет встроенный аппаратный модуль для генерации (внимание!) ТВ или VGA видео-сигнала.
Нет понятия прерываний. Вместо это предлагается запускать конкурирующие задачи разных ядрах (cog'ах).
Программировать можно либо на ассемблере, либо на особом высокоуровневом языке Spin, который сильно упрощает многоядерное и параллельное программирование. Интерпретатор Spin зашит в кристалл.
Почти нет понятия программации или прошивки кристалла. Верхняя половина адресного (ROM) пространства размером в 32КБ прошита интерпретатором Spin и разными системными таблицами. В этом случае при каждом включении требуется загрузка программы извне (например, из среды разработки) в нижнюю область 32КБ (RAM). Но обычно в реальном использовании подключается внешняя I2C микросхема памяти EEPROM, содержимое которой автоматически копируется в RAM при включении кристалла.
Процессор заявлен как 32-х битный, так как оперирует со данными этого размера, но адресное пространство 16-и битное (64КБ).

Язык Spin разработан для удобного многопроцессорного программирования, и выглядит как нечто среднее между процедурным и объектно-ориентированным языком.

Вот пример кода на Spin, запускающего функцию крутиться на нескольких ядрах. Код реально простой и понятный.

    CON

      _clkmode = xtal1 + pll16x         'Establish speed
      _xinfreq = 5_000_000              '80Mhz

    OBJ

      led: "E555_LEDEngine.spin"        'Include LED methods object

    VAR

      byte Counter                      'Establish Counter Variable
      long stack[90]                    'Establish working space

    PUB Main

      cognew(Twinkle(16,clkfreq/50), @stack[0])    'start Twinkle cog 1
      cognew(Twinkle(19,clkfreq/150), @stack[30])  'start Twinkle cog 2
      cognew(Twinkle(22,clkfreq/100), @stack[60])  'start Twinkle cog 3

    PUB Twinkle(PIN,RATE)                  'Method declaration 

      repeat                               'Initiate a master loop

        repeat Counter from 0 to 100       'Repeat loop Counter
          led.LEDBrightness(Counter, PIN)  'Adjust LED brightness 
          waitcnt(RATE + cnt)              'Wait a moment

        repeat Counter from 100 to 0       'Repeat loop Counter
          led.LEDBrightness(Counter,PIN)   'Adjust LED brightness 
          waitcnt(RATE + cnt)              'Wait a moment

Функция cognew запускает задачу на трех ядрах, параметризируя каждую своей частотой и стеком.

Упрощенно Пропеллер устроен следующим образом:

Название «Пропеллер» произошло от его модели передачи приоритета на доступ к разделяемым ресурсам. Модуль Hub, контролирующий разделение времени, делает это по кругу, типа крутящегося пропеллера.

Я не хочу в этой статье углубляется в сам Пропеллер, ибо это большая тема. Для интересующихся в конце есть ссылки на книги, в которых можно получить исчерпывающую информацию об этом микроконтроллере.

Но хочу рассказать об одном интересном проекте, который называется "Pocket Mini Computer". Это мини-компьютер на базе Пропеллера (P8X32A), использующий evaluation board «P8X32A QuickStart» как основу.