前回からラズパイPicoの特長の一つである interpolator を使いはじめました。今回は、interpolator の内部にある、シフタ、マスク、符号拡張器を制御してみます。RP2040データシートを読むとちょうどいい塩梅に処理例が載っていました。DeadBeefとな。ここでは16進数でちょうど３２ビットだからってことみたいですが。
さて参照しているのは 以下のデータシートです。SIOの中に interpolator の説明があり、Lane Operationsという項目の中に 値 0xdeadbeef に対する処理例が記載されています。
処理例では、右シフトして、マスクかけて、符号拡張したらこんな感じでしょ、という値が記載されているだけでプログラム例の記載はないので、勝手に相当の処理を実機上で動かしてみました。
処理の流れを冒頭のアイキャッチ画像に図にしてみましたのでご覧くださいまし。
- アキュムレータに 0xdeadbeef を入れる
- シフタで 0xdeadbeef を右シフト（冒頭画像の例は１２ビット）
- マスクで 0x000deadb の中間部分を取り出す（冒頭画像の例はMSB=19からLSB=4ビット目を残して他はゼロクリア。）
- 符号拡張器で、上記のMSB=19ビット目を符号とみて20ビット目以上にコピー
- 最後にBASE（冒頭画像例ではゼロ）と加算し、PEEKで読み出し
ステップ毎にみて行けば処理そのものは簡単です。interpolatorの強みは、一度上記のような処理フローを設定してしまえば、後は 0xdeadbeef だろうと 0x12345678 だろうと、何を突っ込んでも同じフローで処理して結果が出てくるというところだと思います。
実際に作製したソース
ビルド、デバッグ環境などは前回設定したものそのままを使っています。また、上記の処理例そのままではあまりに芸が無いので、マスク処理と符号拡張が連動している様子が分かるように、MSBを動かして結果を観察できるようにしてみました。なお、そのため毎回 interpolator のコンフィギュレーションを行うように書いてしまいました。一度コンフィギュレーションしたらほとんど書き換えないのが本来の使い方だと思うのですが。
#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"
#include "hardware/interp.h"
volatile int counter = 1;
int main()
{
const uint LED_PIN = 25;
gpio_init(LED_PIN);
gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);
stdio_init_all();
interp_config cfg = interp_default_config();
printf("Interp training 002\n");
while (1) {
printf("TEST LOOP: %d\n", counter++);
interp_config_set_shift(&cfg, 8);
interp_config_set_mask(&cfg, 4, 7);
interp_config_set_signed(&cfg, true);
interp_set_config(interp0, 0, &cfg);
interp0->accum[0] = 0xdeadbeef;
interp0->base[0] = 0;
printf("deadbeef (8:4:7)-> 0x%08x\n", interp0->peek[0]);
gpio_put(LED_PIN, 1);
sleep_ms(1000);
for (int i=7; i<20; i++) {
interp_config_set_shift(&cfg, 12);
interp_config_set_mask(&cfg, 4, i);
interp_config_set_signed(&cfg, true);
interp_set_config(interp0, 0, &cfg);
interp0->accum[0] = 0xdeadbeef;
interp0->base[0] = 0;
printf("deadbeef (12:4:%d)-> 0x%08x\n", i, interp0->peek[0]);
}
gpio_put(LED_PIN, 0);
sleep_ms(1000);
}
return 0;
}
最初に、右シフト８ビット、マスクで７ビット目から４ビット目をとりだして符号拡張をかけているのがデータシート記載の「オリジナル」の DeadBeef 例です。
forループの中で、右シフト１２ビットで、マスクの値を変化させながら符号拡張をかけているのがマスクと符号拡張の連動を見るための例です。
実機動作結果
以下の実機動作結果のうち、(12:4:x)とあるのが、マスクと符号拡張を見るための例です。
TEST LOOP: 6 deadbeef (8:4:7)-> 0xffffffb0 deadbeef (12:4:7)-> 0xffffffd0 deadbeef (12:4:8)-> 0x000000d0 deadbeef (12:4:9)-> 0xfffffed0 deadbeef (12:4:10)-> 0x000002d0 deadbeef (12:4:11)-> 0xfffffad0 deadbeef (12:4:12)-> 0x00000ad0 deadbeef (12:4:13)-> 0xffffead0 deadbeef (12:4:14)-> 0xffffead0 deadbeef (12:4:15)-> 0xffffead0 deadbeef (12:4:16)-> 0xffffead0 deadbeef (12:4:17)-> 0x0001ead0 deadbeef (12:4:18)-> 0xfffdead0 deadbeef (12:4:19)-> 0xfffdead0
12ビット右シフトし、マスクで下位４ビットを０にした後の下２０ビットのビットパターンは以下のようです（上１６進、下２進）
d e a d 0 1101 1110 1010 1101 0000
上記の実行例で、マスクでのMSBの指定をビット７からビット１９まで変化させてみていると、MSBに応じて符号拡張の様子が変化していくのが分かると思います。
演算器部品の動作確認例としては良かったけれど、deadbeef とかあまり目出度いお名前とも思えませぬが、ラズパイの中の人の趣味？