UNO R4 ライブラリ使わずにNeoPixel を使ってみる。

ライブラリ使わずに NeoPixel を使ってみる。

素直にライブラリ使えばいいじゃん、っていう話なんですけど。

83.3nsという100ナノセカンドオーダーでI/Oポートレジスタの操作ができることを利用して、NeoPixelの制御信号を作ってみました。

// UNO R4 minima NeoPixel test
inline void PH()  {   R_PORT1->POSR = bit(11);  }       // D13(UNO R4 minima P111) HIGH (83.3ns)
inline void PL()  {   R_PORT1->PORR = bit(11);  }       // D13(UNO R4 minima P111) LOW  (83.3ns)
inline void T0()  {   PH(); PH(); PH(); PH(); PL(); PL(); PL(); PL(); PL(); PL(); PL(); PL();   }
inline void T1()  {   PH(); PH(); PH(); PH(); T0();   }

#define NUMPIXELS (12)
uint8_t pixels[NUMPIXELS * 3];  // GRBGRBGRB...

void setup() {
  R_PORT1->PODR |= bit(11);     // D13(UNO R4 minima P111) pinMode OUTPUT
}

void loop() {
  for (uint8_t i = 0; i < NUMPIXELS; i++) {
    for (uint8_t c = 0; c < 6; c++) {
        pixels[ ((NUMPIXELS + i - c) * 3 + 2) % (NUMPIXELS * 3) ] = 31 >> c;
    }
    neoPixelShow();
    delay(100);
  }
}

void neoPixelShow() {
  for(uint8_t i = 0; i < NUMPIXELS * 3; i++) {
    for(uint8_t bm = 0b10000000; bm; bm >>= 1) {
      noInterrupts();
      if (pixels[i] & bm) T1();   else  T0();
      interrupts();
    }
  }
}

タグ：Uno R4 NeoPixel

UNO R4 digitalWrite と I/Oポートレジスタ

UNO R4 で digitalWrite() の代わりに、I/Oポートレジスタを制御することで高速化できるということは、各所で報告されております。

digitalWriteFast with UNO R4 - UNO R4 _ UNO R4 Minima - Arduino Forum
https://forum.arduino.cc/t/digitalwritefast-with-uno-r4/1145206

digitalWrite() と I/Oポートレジスタの制御でどのくらい時間が違うのかですが、
HIGH, LOW 1000回ループと、HIGH, LOW, HIGH, LOW 1000回ループの差分でfor()ループの影響を除去してHIGH, LOW 1000回分だけとして、これを２で割って、digitalWrite() １回分にかかる速度を調べてみました。ただ、割り込みなどがあるので、その時々で結構まちまちの値が出ました。

だいたい、
digitalWrite(LED_BUILTIN, HIGH); や
digitalWrite(LED_BUILTIN, LOW);
で 700 ns ちょっと。

R_PORT1->POSR = bit(11); や
R_PORT1->PORR = bit(11);
で 83 ns ちょっと。

UNO R4が48MHzということは、CPU 1cycleあたり、20.8333 nsくらい。
83.333nsだと、4 cyclesに相当するのかな？

ポート操作は速いけど、UNO R4は、「MINIMA」と「WIFI」でも一部ポートが違うので注意。

タグ：Uno R4