HaikuVM A Java VM for ARDUINO and other micros using the leJOS runtime.

[janvp]

Hallo haikuvm,

Ich habe jetzt die Wire-Library von Arduino genommen und fast komplett in Java nachgebaut. Lediglich einen native Methode brauch ich noch, um auf den Interrupt TWI_vect zu reagieren. Denn wenn die Interrupt Routine SIGNAL(TWI_vect) (im c Code) aufgerufen wird, wird ein nur Integer auf 1 gesetzt. Diesen Integer frage ich im Java Programm in einem separaten Thread permanent ab. Wenn der Integer auf 1 springt, wird die java Methode SIGNAL() ausgeführt. Diese hat den selben Inhalt, wie die Routine aus twi.c.

Leider funktioniert einiges irgendwie nicht:
Wenn ich den Arduino als Slave und den NXT als Master betreibe, zeigt mir der NXT an, dass ein BUS Error vorliegt.
Wenn der Master trotzdem versucht etwas zu senden, wird auch onReceive(int numBytes) beim Slave aufgerufen, aber numBytes ist immer 0. D. h. es werden keine Daten empfangen.
Wenn der Master versucht etwas zu empfangen, wird onRequest() aufgerufen, aber der Master empfängt nichts.

Leider konnte ich den Arduino nicht als Master betreiben, weil ich keinen Slave besitze.

Weißt du woran es liegen könnte, dass es zu einem BUS Error kommt?

Hier sind meine Dateien, falls du mal einen Blick darauf werfen willst.

LG jan

[haikuvm]

Hallo Janvp,

puuuh, da hast Du zu Beginn gleich ein gewaltiges Projekt eröffnet. Die gesamte Wire-Library von Arduino, fast komplett ...!
Würde mich freuen wenn das funktioniert!!
Da habe ich aber auch eine gewaltige Menge von Fragen:
1) Funktioniert denn die reine C Lösung der Wire-Library von Arduino? D.h.:
1a) Hast Du das schon in der Arduino IDE probiert?
1b) Und gegen den NXT laufen sehen?

2) Welches Memorymodel von HaikuVM nutzt Du 16/32 oder 32/64? (Hast Du Dich da eingelesen auf der HaikuVM Page?)
Denn ich sehe da in Deinem Code: int TWI_FREQ = 100000;
(Das passt nicht in einen int16 falls 16/32 !!!)

3) Hast Du Erfahrung mit Interruptprogrammierung?
Denn Erfahrene schreiben eigentlich: volatile uint8_t newSignal = 0;

4) Geht es nicht auch ganz ohne Interrupt (denn Threads machen's möglich) also ohne setzen von TWIE (und damit auch ohne JNI Code)? Einfach das Bit in der run()-Schleife direkt testen.

if ( (TWCR & _BV(TWINT)) != 0 ) { SIGNAL(); };

(Hierbei nicht vergessen TWINT wieder zurück zu setzen.)

5) Kosmetik: Ich würde twi nicht von Thread ableiten sondern so schreiben:

public class twi implements Runnable, SlaveRxEvent, SlaveTxEvent{
...
          Thread th = new Thread(this);
...
}

6) Ganz wichtig: Welche Version von HaikuVM nutzt Du?

[janvp]

Hallo Haikuvm,

Zu 2 und 3) Ich hab seit längerer Zeit nicht mehr in C programmiert. Aber nach diesem Projekt sollte wieder alles da sein Natürlich muss es ein long sein.
Zu 4) Nein es geht anscheinend nicht. Ich führe if(TWCR & _BV(TWINT)) != 0 ) in einem separaten Thread aus, aber es ist niemals "true". Kann es sein, dass es nicht oft genug aufgerufen wird?
Zu 6) 1.0.2

Zu 1) Mit der Wire-Library und der Arduino-Idee hab ich eine Verbindung zum NXT aufbauen können.
Wenn ich die Wire-Library in C anspreche, bekomme ich auch einen Bus-Error..
Deshalb hab ich noch einmal ganz vorne angefangen und meine eigene Interrupt-Routine in C geschrieben. Diese funktioniert nun auch einwandfrei (auch die Slave-Funktionen). Nun werde ich die Einzelteile langsam auf Java übertragen und gucken ob es diesmal funktioniert.

Edit:

Gibt es die Möglichkeit Java Methoden aus dem C Code aufzurufen oder muss ich immer eine Variable überprüfen und dann die Methode aufrufen?
Mit "@NativeCVariable8" kann man doch aus dem Java Code ohne JNI auf C Variablen zugreifen, oder?

[haikuvm]

Hallo janvp,

zu 1) Hab' ich mir fast gedacht, dass die - sonst sehr hübsche - Wire-Library ein Problem hat mit dem NXT.
zu 4) Das wundert mich allerdings sehr!
4.1) Kann es sein, dass Du, auch bei dieser Lösung TWI Interrupt enabled hast? Dann nämlich wird das TWINT gleich vom Interrupt wieder weggefressen.
4.2) Klappt das nie? Oder kommt es beim aller ersten Mal doch einmal zum Auftruf von SIGNAL()?

Nein, aus C heraus JAVA Methoden aufrufen geht nicht (ohne weiteres).
Du hast schon Recht, mit @NativeCVariable8 kann man direkt auf C Variablen zugreifen. Z. Zt. können das aber nur die sein die von AVR vordefiniert sind und nix eigenes. (Also z.B. Dein 'newSignal'.) Mich hat das auch schon gestört und ich werde es mit der nächsten Version ermöglichen.

Leider habe ich nur einen Arduino. Sonst könnte ich beim TWI Slave mit testen.

[janvp]

Ich habe jetzt ein kleines Testprogramm geschrieben.
Wenn ich es ausführe, wird leider niemals "it works" ausgegeben..

import static haiku.avr.ATmega328p.*;
import haiku.avr.lib.arduino.WProgram.Serial;

public class SoftTWI {

	/**
	 * @param args
	 */
	public static void main(String[] args) {
		
		Serial.begin(115200);
		
		Serial.print("init...");
		
		// Interne Pull-Ups aktivieren
		DDRB = 0x00;
		PORTB = 0xff;
		DDRC = ((0 << DDC0) | (0 << DDC1) | (0 << DDC2) | (0 << DDC3) | (1 << DDC4) | (1 << DDC5));
		PORTC = ((1 << DDC0) | (1 << DDC1) | (1 << DDC2) | (1 << DDC3) | (0 << DDC4) | (0 << DDC5));
		DDRD = 0x00;
		PORTD = 0xff;
		
		// Adressregister (TWAR) auf Adresse setzen. Achtung: 1x links schieben, da Bit 0 für Global call verwendet wird
		TWAR  = (0x43 << 1);
		//TWAR |= (1 << 0); 
		// Kein Interrupt erlauben und ACK auf Adresse aktivieren
		//0<<twie kein Interrupt!
		TWCR = (0 << TWINT) | (1 << TWEA) | (0 << TWSTA) | (0 << TWSTO) | (1 << TWEN) | (0 << TWIE);

		Serial.println("finished");
		
		while(true){
			if( (TWCR & (1<<TWINT)) != 0 ){
				
				Serial.println("it works!");
				// ACK und reset TWINT
				TWCR = (1 << TWINT) | (1 << TWEA) | (0 << TWSTA) | (0 << TWSTO) | (1 << TWEN) | (0 << TWIE);
			}
		}
	}

}

Wenn ich das ganze in C schreibe und den Interrupt aktiviere, wird die Interrupt-Routine aufgerufen. Die Initialisierung sollte also stimmen.

Hab ich irgendwas übersehen oder müsste eigentlich alles richtig sein?

Ich hab leider auch nur den NXT als Master. Bald werd ich mir aber einen zweiten AVR anschaffen. Vielleicht liegt es echt am NXT.

[haikuvm]

Hallo Janvp,

ich bin mit den Details von TWI echt überfragt. (Vielleicht können hier Andere besser helfen.) Aber, Du setzt in Deinem Beispiel zwei mal das TWCR Register. So weit so gut. Aber sollte es nicht beide male "TWCR = (1 << TWINT) | ..." heißen? Also:

    TWCR = (1 << TWINT) | (1 << TWEA) | (0 << TWSTA) | (0 << TWSTO) | (1 << TWEN) | (0 << TWIE);

[janvp]

Zuerst einmal:
Eigentlich müsste die erste Zuweisung richtig sein. Denn wenn man stattdessen "TWCR = (1 << TWINT)..." schreibt ist die Bedingung immer "true", auch wenn ich nichtmal eine Kabelverbindung habe. Die zweite Zuweisung wird ja leider nie aufgerufen, aber ich habe im Wissensbereich (oder im Mircrcontroller-Forum?) gelesen, dass TWCR zurück gesetzt wird, indem TWINT durch "TWCR = (1<<TWINT).." gelöscht wird. Ich habe das aber auch nicht so ganz verstanden..

Jetzt etwas neues:
Meine TWI-Slave-Lib funktioniert jetzt endlich. Sie basiert aber auf der Interrupt-Routine. Ich habe erst versucht, dass eine Methode im Java Programm aufgerufen wird, wenn etwas passiert. Dies scheint aber nicht zu funktionieren.

Wenn die Interrupt-Routine nicht auf das Java-Programm warten muss, gibt es keinen Bus-Error mehr und alles funktioniert.

So funktioniert es nun:
Empfang von Daten:
Jetzt werden alle Daten im C-Programm empfangen und in einen Buffer geschrieben, welcher dann an das Java-Programm weiter gegeben wird. Die Interrupt-Routine wird nicht unterbrochen, da dass Java-Programm die Abfrage des Buffers übernimmt.
Senden von Daten:
Wenn ein Request eingeht, wird eine Java Methode ausgelöst. Gleichzeitig geht's weiter: Wenn der txBuffer leer ist, wird ein bestimmtes Zeichen (-1) verschickt, woran der Master erkennen soll, dass der Slave die Daten noch nicht parat hat. Der Master muss solange den Slave abfragen, bis dieser was anderes als -1 schickt.
Wenn das Java Programm dann irgendwann mal den Buffer gefüllt hat wird dieser verschickt.
Der nächste Request kann ausgelöst werden.

Die Slave-Lib funktioniert jetzt wunderbar. Der Quellcode ist aber überhaupt nicht schön. Das muss noch behoben werden. Auch möchte ich noch ein Funktions-Diagramm machen, welches zeigt, wie der Master handeln sollte, damit alles funktioniert.


Mir ist da grad etwas eingefallen:
Früher hab ich ja im Interrupt eine Variable auf 1 gesetzt und dann mit einer Schleife solange gewartet, bis diese 0 ist. Das Java-Programm sollte sie nämlich abfragen und dann auf 0 ändern. Das ganze kann doch gar nicht funktionieren: Denn wenn der Interrupt läuft, kann ja gleichzeitig kein anderer Code ausgeführt werden. Der Interrupt hebelt somit das Java-Thread-System aus.


Jetzt hab ich mein erstes Teil-Ziel erreicht Ich würde die Library gerne Hochladen, aber mein Internet gibt zurzeit den Geist auf (Danke Vodafone!!!). Vielleicht wird es heute Abend was.
Edit: Hier ist sie: http://dl.dropbox.com/u/54743553/Archiv.zip
Eine Frage bleibt aber noch: Muss ich, damit ich die "Serial.println.." am PC auslesen kann, die Arduino IDE benutzen, oder gibt es dafür ein anderes Programm?

Vielen Dank