Главная страница -> VRTP -> Texнологии -> Радиосвязь

Открываю отдельный топик с обсуждением сего чуда.

Тема произошла от этой: http://vrtp.ru/index.php?showtopic=27695 и является отдельным её ответвлением, так как средства и цели несколько отличаются.

Итак, что имеем:

1) Приёмопередатчик RFM96 с LoRa™-модемом. Передатчик: до 50 мВт в непрерывном режиме излучения. Приёмник: возможность осуществить подшумовой приём, когда сигнал меньше шума в несколько раз.

2) Сорцы Codec2 на 450 и 700 бит/с. Есть кастомные сборки на 400, 550, 600, 625, 650 бит/с.

3) Сорцы кодеков MELP1200 и LPC2400

4) Два комплекта отладочных плат с программатором: STM32F4DISCOVERY: поддержка операций с плавающей точкой - аппаратный FPU, частота около 200 МГц (>200 MIPS), встроенный АЦП, ЦАП. Как дополнительный бонус: цифровой микрофон и внешний ЦАП с бустером в классе D.

5) Среда программирования: Кокос. Не просит денег - хорошо, есть визард прокета - очень хорошо!

Что нужно получить:

Пара приемо-передатчиков для передачи человеческой речи на максимально возможное расстояние, без применения дополнительных усилителей мощности и хитровы_б__нных антенн. Отдельный упор сделать на минимальное энергопотребление. Приемник ввести в режим максимальной чувствительности, максимально снизив скорость передачи , применив речевой вокодер.

Иначе и короче: пара бздюлин с величиной не более спичечного коробка или в гарнитуре blutooth с зашифрованным каналом.

Что обнаружено:

1) Codec2 требует FPU для вычислений с плавающей точкой. Перевод его в режим FixedPoint (на скорую руку без ассемблера) привёл к диким тормозам.

2) Codec2 не лезет в RAM VS1063. Так что в этом проекте она - не айс!

Как будет появляться что-то новое, буду сюда писать.

Вы Дискавери на двухста мипсах юзали? Она под ватт ест в таком режиме, какое нафиг минимальное потребление? Бонусом - на 216 МГц пашет в комнатных условиях месяцами, а вот на 240 уже затыкается, причем именно ядро, периферия молотит.

Это сообщение отредактировал romanetz - Oct 6 2016, 08:05 AM

Кокос и исходники - прекрасно. Но пока они в теме не появятся, обсуждение будет совершенно абстрактным.

Никто не говорил о том, что устройство будет именно на 200 MIPS работать. И о каком ватте идет речь, когда даже на плате STM32F4DISC нет таких мощных LDO/DC-DC ?

К тому же в релизной версии ничто не мешает взять камень по-скромнее, к примеру STM32F3 о которых вы упомянули в соседней теме.

Мне к примеру, тоже не нужен весь STM32F407VGT6 с его 100-пиновым корпусом.

Но что поделать, когда с трудом в течении одного дня в городе проживания взял ДВЕ платы STM32F4DISC - одну купил в магазине, а другую купил б/у у студента с рук ? А плат с F3 нет, есть только 103, но они неинтересны из-за отсутствия FPU, который ОЧЕНЬ нужен для софтовых вокодеров.

Главное начать, а потом будет видно что можно будет улучшить. Я с STM32 никогда не работал. Вот буду щас вместо того чтобы сорцы выклянчивать, изучать как сделать мигающий светодиод на STM

Поставил кокос и ГНУ тулчейн.

Вначале поставил самую последнюю версию кокоса 2.x. Падла, лезет в интернет постоянно и с вырубленным ослом (IE) не работает. Не очень удобно для тех кто в оффлайн и запуск IE зарезан в реестре. И не качает репозитории - вылетает ошибка.

Потом поставил кокос 1.3. Там не оказалось STM32F407. Снес.

Потом поставил кокос 1.7. Ура! Наконец-то что-то более-менее рабочее: репозитории все на месте, но в интернет сука всеравно лезет, и при отключенном сетевом адаптере наглухо вешает комп на 1,5 минуты.

Сопряг с ГНУ АРМ-тулчейном, скомпилировал мигающие светодиоды. Прошил во флеш - ура!!! Замигали... Отладчик ничерта не работает, потому что он использует планировщик задач и RPC-сервер, который тоже вырублен нафиг для безопасности. Потому что через RPC хакают.... Хотел программу в РАМу толкнуть, но не вышло.

Дальше ещё веселее: откомпилил в либу весь Codec2. При использовании либы линкер ругается: неизвестно что такое cosf, sinf, log2f и аналогичное. Причем FPU enable не выправляет дело. Пришлось в пути линкера прописывать либу с ГНУ АРМ тулчейна libm.a тогда тригонометрия запахала.

Всё это я в интернете нашёл как с кокосовским говном бороться, никому моск не ипал, и то прочел, что в плане нормального коде кокос и его гцц - убог.

Но код слинковал, что радует!

Завтра буду тестить чудо от Ымперцев под названием Keil uVision.
Масоны хоть и проприетарны, но выпускают вещи на несколько порядков лучше и надёжнее, чем опенсорцники-ГНУисты.

Уже поставил Keil MDK-3.x - там нет STM32F4.
Последний кейл 5.x не подошел, так как не идёт под WinXP.

Зато 474 и есть поддержка STM32F4, что радует.

Быстрая тригонометрия есть в либах CMSIS, очень рекомендую включать именно их в проект вместо libm. Они в исходниках идут.

Испытал Keil uVision 4.74. Впечатления самые хорошие!
Во-первых: не лезет в интернет
Во-вторых: нет нагромождений наподобие как визард и репозитории в кокосе
В-третьих: нет плясок с бубном по поводу Hardware FPU
В-четвертых: простой и понятный GUI.

Подключил CMSIS, GPIO, написал моргалку светодиодов (штатные на плате STM32F4DISC). Перед тем как сваять проект внимательно почитал интернет.

Особенность прошивки под Keil: после программирования чипа, не делается сброс, надо жать кнопу на плате самому. Это по-началу меня ввело в заблуждение что программа не работает.

Отладка работает великолепно: все ресурсы отображаются, без подвисаний и использования tasklist, gdp... и серверов RPC и прочей х__ты.

Вторым шагом : попробовал скомпилировать Codec2 на 450 бит/с.
Тут были небольшие проблемы:

1) Компилятор не мог переварить объявление статических массивов с переменным размером. Вылечилось установкой опции -C99 в настройках компилятора.

2) Компилятор ругался ворнингами на вещественные константы, говоря о том что все вычисления будут приведены в тип double, а это мне нахрен не упало, так как не будет задействован Hardware FPU, который single floating.

В GCC есть ключи -fsingle-precision-constant -Wdouble-promotion для указаний компилятору, что все объявленные вещественные константы в программе single floating, а не double floating.

В кейловском компиляторе есть ключ --fpumodel=fast, которая также по идее должна приводить все вычисления в single floating, но на практике, предупреждения о конверсии в double так и не исчезло.

Пришлось ручками к каждой вещественной константе пририсовывать литерал "F":

вместо 0.5 делать 0.5F и т.п.

3) Ещё куча объявленных переменных, которые не используются или используются сами по себе, но не взаимодействуют с другими частями программы. Всё подчистил.

Кинул модифицированный код на виндозный MinGW, собрал экзачины поl форточки - проверил файлы звука: всё работает как надо. Значит на верном пути!

4) Собрал либу Codec2 под Кейл. Оптимизацию пока не трогал (-O3, Optimize for time), потому что по опыту программирования AT91RM9200 знаю, что иногда программа может глючить при жесткой оптимизации.

5) В моргалку светодиодами добавил код Codec2 и вызвал encode для одного фрейма (640 байт).

Если светодиоды заморгают, значит кодек отработал, а если нет - то повисон в Codec2.

И с первого раза не заморгали светодиоды - случился повисон в функции codec2_encode_450(codec2,bits,buf);

И сразу догадался почему: размер кучи по умолчанию: всего 0x200, а в Codec2 интенсивно идет работа с буферами (malloc).

Путем последовательных приближений установил, что размер кучи должен быть около: 0xA240 тоесть около 40,6 кБ.

Так что ни в какой VS1063 Codec2 не влезет - это уж точно!

Ну и всё-таки функция encode_450 отработала и светодиоды замигали!
Текст программы ниже.

В ближайшем будущем планирую разобраться с DAC, таймерами, прерываниями и вывести буфер на динамик.

Правда на плате есть уже напаянные микрофон и внешний ЦАП с усилком, но я планирую испольщовать другую элементную базу.

Пока без LoRA и без микрофона. Заливать во флеш файл звука и смотреть корректность алгоритмов Codec2.

Ещё хочется DMA задействовать! Опыт работы с ADSP BlackFin 532 показал, что DMA - полезная вещь, так как не требует участия CPU при передаче данных "Периферия - Память" или наоборот. Есть даже режим "Память-Память" (в BF532), можно memcpy() делать без участия процессора.

В общем, надо последовательно осваивать.

В оригинальном проекте freetel сделан SDR FSK модем на 405м проце, а радиочасть только частоту преобразует
https://svn.code.sf.net/p/freetel/code/sm2000/SM2000-A/
Я бы этот вариант тоже рассматривал

Это сообщение отредактировал romanetz - Oct 9 2016, 07:30 AM

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 998 )
 SCH_SM2000_A.pdf

Следующим шагом было загрузка и отладка программ в оперативную память контроллера. Потому что с такими темпами, я просто угроблю флеш, число заливок в сутке под 1000 выходит!

Все попытки шить кейловскими средствами в SRAM закончились провалом, потому что 474-й кейл наверное не умеет использовать STLINK-dll для прошивки в оперативу.

В итоге сделал так: взял загрузчик который передает управление на адрес 0x20000000 (начало RAM) и прошил его утилитой ST-LINK_CLI.exe

С самими утилитами тоже вышла проблема, гребаный Install shield STM32 ST-LINK Utility_v2.5.0.exe не захотел нормально работать под WinXP и вешал комп и завершался с ошибкой. Пришлось у знакомого на Win8 ставить - и всё млять ради того чтобы просто тупо разжались эти утилиты!!! Которые потом перенес на флешку и скопировал на WinXP. В интернете разжатые утилиты не нашёл.

Код/hex загрузчика в SRAM ниже.

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 909 )
 ram_loader.zip

Ну значит, настроил в Keil регионы памяти:

ROM: 0x20000000 size 0x10000
RAM: 0x20010000 size 0x10000

сделал это в Target, во вкладке Linker указал что регионы брать из вкладки Target.

Во вкладке кейла Utilites пишу:
command: C:\......ваш путь к утилитам.......\ST-LINK_CLI.exe
arguments: -c SWD UR -P "obj\led.hex" -HardRst

Это заставляет кейл нажатием одной кнопки прошивать программу в RAM и обязательно ресетить контроллер после этого, чтобы все запустилось.

Есть альтернатива: делать так -run 0x20000000 и не надо никакого загрузичка флеш и ресета, но мне этот вариант не понравился, так как в этом случае утилита ST-LINK_CLI.exe ждёт нажатия клавиши Enter для запуска программы. Итого два действия вместо одного.

И не надо трогать ноги boot0,1 контроллера в этих случаях! и влазить паяльником куда не надо!

Прикладываю чудо-утилиты в разжатом виде, без всяких говно-Install Shield-ов:

Присоединённый файл ( Кол-во скачиваний: 887 )
 ST_LINK_Utility.zip

Я вот Дискавери свою уже два года мучаю, никаких проблем с флешкой не заметил. Про тысячу раз в день, это, конечно, загнул - каждые 1,5 минуты без сна и отдыха делать новое изменение в программе, собирать и прошивать? А еще ведь проверить надо, что получилось. завидую такой работоспособности. И ресурс у флешки в ST, насколько помню, - 100 тысяч циклов.

Дальше уделил внимание программе STM32 ST-LINK Utility.exe, которая может дофига всего: отладка, просмотр памяти, сохранение дампов и многое, многое другое!

Решил проверить работу Codec2 через отладчик и оказалось не зря.
В качестве примера взял wav-файлик размером ровно 15360 байт - это 24 фрейма по 640 байт: и в память влезает и долго звучит.
Энкодер должен был все 24 фрейма пожать в буфер.
Для облегчения поиска буфера прилепил сигнатуру "yes!".

После запуска и отработки программы лезу в RAM и сохраняю в файл весь образ памяти. Почему-то не сохраняется как bin, пришлось сохранять в Intel hex, а потом конвертить в bin программой hex2bin.

В общем как оказалось, вокодер работал неправильно: битовые поля voice и Wo считались неверно! Из-за этого декодированный в винде файл звучал некорректно.

Несколько часов убил на поиск проблемы....... А дело оказалось в недостаточном размере для кучи! При переполнении кучи происходил наезд на регион переменных/кода и программа работала не так!

В стартапе исправил размер кучи и стека на всякий случай:

Пересобрал, залил, сдампил память, проверил корректность постоения буфера - с такими размерами работает верно. Содержимое буфер один-в-один как делает виндовская версия энкодера.

Ниже скриншот STM32 ST-LINK Utility с найденным по сигнатуре 'yes!' буфером, построенным вокодером:

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

А как же отладка через кейл? :-)

В общем, затрахов довольно много, особенно с выделением памяти для регионов программы. Особенно с динамической памятью. Никогда неизвестно точно, сколько надо кучи отвалить со стеком, чтобы не было наездов на код и статические переменные.

Остались незатронутым регионы RAM : backup и CCM. Первая позволяет работать почти как EEPROM, а вторая - обычный кусок RAM, но не рулится через DMA и работа с ней только через процессор.

В качестве конвертера HEX в BIN использую как уже писал: hex2bin.

Для редактирования файлов, дампов: HxD - Hex редактор

Для преобразования бинарников в H-файлы (чтобы в Си инклудить wav-файлы): bin2header.

Дальше планирую проверить работу декодера: по построенному буферу должен корректно синтезировать на выходе волну.

Ниже кусок кода, работа с энкодером:

Ну и не забыть раскомментировать дефайн

для того чтобы вектора прерываний перенеслись в оперативу. (файл system_stm32f4xx.c от CMSIS).

Она превосходно работает только с Flash. В SRAM не заработала, потому что не умеет шить туда

Наш народ любит трахаться, стоя в гамаке под проливным дождём... (героически преодолевать самостоятельно созданные трудности)
Как делал я: в примере Audio_Playback&Recording вместо PCM в .wav файл пишу на флешку результат работы кодека и проверяют его через loopback - т.е. в дуплексе, проц сам кодирует данные с микрофона и тут же их раскодирует на кодек. Это простой и наглядный тест :-)

Проверил работу декодера. Работает также исправно, только кучу снова пришлось увеличить, так как 1/3 звукового файла похерилась хаосом. После изменений всё хорошо.

Буфер ищется в отладчике по сигнатуре "god!":

Освоил вывод звука через встроенный DAC. Немного расстроило, что STM32F407VG не имеет FIFO DAC с прерыванием по окончанию буфера.
Приходится ручками класть слово в регистр данных DAC, причём тайминг также задается софтово.

В примере, что ниже, таймер тикает с 24 МГц, а прерывание вызывается 8000 раз в секунду - для получения частоты дискретизации 8 кГц.

Так как исходный файл 16 бит signed, для упрощения вычислений был выбран 12-битовый режим DAC с "левым смещением", чтобы не чикать младшие 4 бита.
Но избавиться от знака всё-же пришлось : проще и быстрее операцией XOR 0x7FFF, правда волна инвертируется, но человеческому уху пофиг

Работающий пример для STM32F4DISCOVERY:

Звук слегка синтетический - ФНЧ после ноги желателен.

Сигнал выводится на ногу PA4. И он оказался слабым даже для наушников(были подключены через конденсатор 10 нФ). Пришлось спаять усилитель. Как всегда на скорую руку: на транзисторе из УПЧ приемника макета предыдущей конструкции.

Оказалось слишком сильно для наушников, поэтому поставил на вход резистор 100 ком.

Это сообщение отредактировал Gospodin_Riba - Oct 11 2016, 06:32 PM

Присоединённое изображение (Нажмите для увеличения)

Мне реально некогда напаивать флешки, чтобы проверить работу энкодера. В моем случае с отладчиком проще некуда

Сам же писал, что купил пару F4discovery. Не надо там ничего напаивать.

На моих платах нет разъема под MMC, SD mini/micro/standard, а тем более USB Flash.
Скорее всего либо у вас более навороченная плата, либо чего-то я не понял.

Поработал с АЦП и DMA каналами. Ниже рабочий код.
К ноге PA1 подключен движок переменного резистора 47 кОм. Остальные ноги резистораподключены к +3,3V и GND.

В примере можно фиксировать преобразование по окончанию DMA передачи(весь буфер заполнен) и по переполнению таймера(по одному преобразованию).

Хорошо, что в АЦП предусмотрели возможность работы его с DMA, что делает филлинг буфера прозрачным и незаметным для пользователя

Надо бы подпаять электретный микрофон и резистор смещения и вывести это всё в DAC

Micro-USB разъем на дискавери работает в режиме USB On-The-Go, т.е. проц F407 может быть как хостом, так и девайсом. Для подключения флешки применяют тот же самый переходник/кабель, которым в телефон USB-флешку подключают.
У DMA есть прерывания HTIF (half-transfer, половина буфера передана) и TCIF (transfer completed, буфер передан полностью). В сочетании с кольцевым режимом DMA как то, что нужно для обработки потоковых данных.

Это сообщение отредактировал romanetz - Oct 12 2016, 11:27 AM

Я дма с ацп пустил на постоянную на низкой скорости, таймером 8000 раз в сек просто с переменной где всегда есть выборка переношу в массив, кода заполняетса ставлю флаг и на декод и отправку. Еще прикол, сс1101 в режиме прямой модуляции куда подключен уарт, по дма еще и через уарт сливаю. Кода нет несущей, в уарте мусор. Перед отправкой шлем типа а0а0.

Более просто и понятно: таймер служит триггером АЦП, а DMA настроено по сигналу окончания преобразования АЦП, правильно?
Там несколько вариантов возможно: DMA от АЦП, триггер АЦП - от таймера; DMA и триггер АЦП - от таймера. В обоих вариантах никакую переменную читать не нужно, два раза по длине буфера срабатывает прерывание от DMA и разрешает обрабатывать новый блок данных длиной в пол буфера. Этот же или подчиненный (slave) таймер может запускать и передачу очередного отсчета из выходного буфера вокодера в канал связи.

Я в кубе нашол упоминаний про события запуска дма. Поэтому оно с ацп берет данные постоянно. Просто 8 кгц раз я в прерывании его забираю.

Посэмплово что ли? А в чем тогда смысл DMA вообще? Обычно для уменьшения накладных расходов поблочно обрабатывают (а если ядру процессора делать нечего в это время - спит)

Аааааааа...... вот оно что! Ну я все-равно с USB-флешкой играться не умею. Только SD и MMC карты.

Это само собой разумеется - только DMA и только прерывания, и кольцевые буферы!

Подпаял УНЧ смикрофоном к АЦП... Чешу репу: звук хреновый - как будто новогодний санта-клаус китайский поёт... С каким-то хрустом на 8 кГц. Скорее всего из-за того что DAC забирает данные по прерыванию таймера - хрень полная!!!

Нашёл тут пример как DAC заставить через DMA работать:
http://00xnor.blogspot.ru/2014/01/6-stm32-...-generator.html
Пример завёлся в Кейле тупым копи-пастом - даже ничего исправлять не пришлось.

Так что к моей радости DAC через DMA шуршать может и более не надо каждый тик таймера забирать семпл звука!

На его основе сделал свой вариант(ниже), который играет wav-файл через DAC и DMA.

Теперь сижу и думаю - как стделать такую вещь: АЦП оцифровывает сигнал с микрофона, а ЦАП тут же его воспроизводит(можно с задержкой).

Тут уже получается 2 DMA канала и как разрулить половинки буферов по прерываниям - с ходу не представляю.
Да, есть прерывание по заполнению 1/4 1/3 1/2 1/1 буфера, но народ писал что без костылей оно как надо не заработает. Пошел думать в общем!

Учел в схеме, что АЦП и ЦАП работают только с однополярным сигналом? Стандартный формат (для обработки сигнала) PCM 16-bit signed

Я чето ненашол методу как зделать подругому. Пользуюсь кубом, в 200 листов даташита невникал. Выставить развешо предделители в ацп чтоб 8кгц получилось. Да и микрофон на 2 вата делаю, там 10ма +- роли неиграют.

Это сообщение отредактировал olega1988 - Oct 13 2016, 06:48 PM