Bit-Banging I2C (TWI) Software slave AVR

[kincajou]

Простенькая задачка, но ковырял я её недели две, наверное.
Дело в том, что значительная часть модулей "Большого уха" имеет свои собственные набортные мозги в виде милипиздрических контроллерчиков ATtiny84. Оные чипы хоть и имеют внутри себя некий USI (universal serial interface), но после вдумчивого осмотра этого чуда я пришёл к выводу, что выигрыш от его использования незначителен. И понадеялся, что необходимые мне для работы интерфейсы я реализую чисто программными методами.

Например, для связи с чипами DDS и PLL используется старый-добрый SPI, в режиме мастера. Нет ничего проще - сдвиговый регистр и формирование такта делается в несколько строк.

Но вот понадобилось связать все модули в единую "сеть". Первоначально планировалось использовать шину I2C, так и спроектировано - трёхвольтовая шина обходит все-все платы, заходит в центральный контроллер, кой всеми ими и командует.

И с узлами I2C, реализованными аппаратно (микросхемы часов, перепрограммируемой ПЗУ, 16-битного порта), всё прекрасно работает. А с софтварной реализацией вот не склеилось.

Перепробовал несколько разных вариантов реализации, скачал образец с сайта Atmel (он не подходит под задачу, т.к. использует всё-таки некоторые аппаратные возможности контроллера - а у меня на всех платах ничего из используемого не выведено), прочитал пару веток специализированных форумов... где меня обрадовали, что чисто программную реализацию I2C сделать "очень сложно" и без поддержки со стороны железа почти невозможно добиться скоростей выше десятка кбит/с при частоте процессора 8МГц (у меня именно так - все "тиньки" тактируются от внутреннего RC-генератора... так проще, хоть и не очень стабильно).

Я уже почти отчаялся. Но потом осенило... Вощем, таки сделал я правильный finite state machine, даже с обработкой ошибок и всего такого - и удалось получить максимальную задержку реакции контроллера примерно в 5.5 мкс. То есть шина спокойно работает на скорости 100 кбит/с и ещё чуть запаса есть.

Прям даже настроение улучшилось. А то я жуть как не люблю такие ситуации, когда простая с виду задачка ставит в тупик.

Проект "Большое ухо" ещё на чуть-чуть приблизился к релизу.

P.S. Надо бы выложить код, хотя бы на AVRFreaks
P.P.S. И никакого ассемблера, если не считать за него вставки типа asm("nop");

Comments

[wrkr.livejournal.com]

серьёзный подход. печатки модулей сделаны на несколько экземпляров вперёд?

[kincajou.livejournal.com]

Да. И с расчётом заменить неудачные решения на что-то более правильное. Один кандидат на замену уже есть, и я представляю, как бы щас грыз локти, если всё развёл бы на одном "корыте"

[kincajou.livejournal.com]

http://kincajou.livejournal.com/2446092.html

[wrkr.livejournal.com]

я помню, этакий sdr-комбайн

[kincajou.livejournal.com]

Ага. Во многом не оптимальный, но прикольный.

[wrkr.livejournal.com]

у меня вчера в голове пуля засела в виде MAX2451(квадратурный демодулятор, осциллятор и делитель на 4 дял каждого канала, отдельный делитель на 4 для обратной связи с синтезатором). Умеет много, стоит недорого - хочу поиграться с нею в роли сердца обычного хамского SDR начального уровня. Главное что не нуждается в 8В питания и не греется при работе, как связка 74HC(AC)74+4066(диоды, либо друие ключи), питается от +3.3.
Одно плохо - задающий там извращенческий, просто так коммутацию контуров не организовать, без лишнего интвертора от внешнего гетеродина не запитать.

2450 - тоже хорошо, там и тракт передачи есть. Надо пробовать.

[kincajou.livejournal.com]

а этот.. как его... IP3?

[wrkr.livejournal.com]

а ещё не смотрел. но подкупает.

[kincajou.livejournal.com]

Допилил протокол, теперь можно писать-читать байты сплошным потоком, на тестах не валится.

[dev-zzo.livejournal.com]

>> но после вдумчивого осмотра этого чуда я пришёл к выводу, что выигрыш от его использования незначителен.

А можно поподробнее остановиться на тех причинах, которые привели тебя к такому выводу?

[kincajou.livejournal.com]

подразумевалось, что USI разгрузит процессор от мелкой рутины. Но если почитать описание, то не очень-то он его разгружает - разве что берёт на себя счёт битов и сдвиговый регистр. Тоже может пригодиться, если нет ни одного лишнего такта, но лично я не вижу в этом особого смысла