組み込みソフトウェア:多軸同期制御技術blog

アナログ信号出力(DA変換)の追加

多軸同期.COMで作成した、モータの多軸制御を行う組み込みソフトウェアに、DAコンバータ(デジタル→アナログ変換)によるアナログ信号出力の機能を追加するよう依頼がありましたので、コーディングとデバッグを行いました。

DAコンバータは、ワンチップマイコンに内蔵されている場合が多いですが、今回は、マイコンに外付けされている分解能12ビットのDAコンバータを使ってアナログ信号を出力するという仕様です。

12ビットということで、符号無しデジタル値の000H～FFFH(0～4095)が、0～5Vに対応して出力されるのだろうと思っていたら、間違っていました．．．

今回のH/Wでは、符号付きのデジタル値800H～7FFH(-2048～2047)が、0～5Vに対応する仕様になっていました。

勝手な思い込みはいけませんね．．．

最終的には、モータを制御する速度指令をアナログ信号で出力するのですが、ボード単体でデバッグを行うために、ノコギリ波状の波形出力をするようなソフトウェア処理を入れ、アナログ信号をデジタルストレージオシロスコープで観測しました。

下記のように、ちゃんと意図した通りの波形が観測されたので、バッチリです。

波形が階段状になっているのは、変化点を識別しやすいように、そうなるようなソフトウェア処理としているからです。

アナログ信号出力のソフトウェア処理は、64μsec周期の割り込み処理内で行っているので、時間軸レンジを広げて、波形を観測してみたところ、信号の変化周期は、割り込み周期程度になっていることが確認できました。

信号の変化周期にバラツキが見られるのは、S/W要因なのかH/W要因なのか、現時点では特定できませんが、外付けDAコンバータの入力がシリアル信号方式なので、その影響ではないかと思います。

この程度のバラツキの影響は問題になることは無いだろうと考えますが、来週から、お客さまのところでモータと組み合わせた実機デバッグを行う予定ですので、そのときに確認することにします。

Interface12月号の特集は「組み込みOSを理解する！ μITRONと次世代OS」でした。

Interface (インターフェース) 2008年 12月号 [雑誌]
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μITRON(マイクロアイトロン)は、組み込みシステム用(工業用)のリアルタイム・マルチタスクOS(オペレーティングシステム)です。

様々な製品に組み込まれていて、もっとも多く使われている国産OSですね。

特集記事は、「なぜμITRONを使うのか」、「μITRONの仕様書を読めるようにする」からはじまっていますので、組み込み用のリアルタイムOSになじみの無い方でも理解できるような構成になっています。

私も、μITRONを組み込んだ製品のソフトウェア開発に携わった経験があります。

その製品に関しては、OSのポーティング(製品のハードウェアやシステム仕様にあわせて実装すること)から、ハードウェア評価用のプロトタイプソフトウェアのコーディング、製品版組み込みソフトウェアの設計、製品開発最終フェーズのシステム試験と、ソフトウェア設計全般の実務を経験しました。

マイコンメーカ製のμITORNを購入して実装したのですが、プロトタイプ段階での性能評価で、満足な結果が得られず、リアルタイムタスクの構成を変更しては再度性能評価を行うことを繰り返して、所定のリアルタイム性能を確保できるようにした記憶があります。