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SampleMachine

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Diese Anwendung habe ich für eine Ausstellung im Auftrag von Iris Rennert erstellt. Es handelt sich dabei um einen “Teppich” mit Kontaktschaltern/Sensoren, die Audio-Samples ab einer SD-Karte mehrstimmig (polyphon) abspielen.

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Die Anlage besteht aus einer mehrschichtigen Kunststoffmatte, einer Steuerung und einem Verstärker- / Lautsprechersystem.

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Mit einem Laptop werden die letzten Programmupdates über USB auf die Steuerung übertragen.

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Die Steuerung besteht aus einem TMS320C5515 eZdsp USB Stick und dem Prototypen eines I/O Boards.

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Das I/O-Board ist bestückt mit 3 8-Kanal-CMOS-Multiplexern (4051) und hat 22 Eingänge für Sensoren.

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Eine Vorgängerversion des I/O-Boards arbeitete mit 4 Analogeingängen und “Analog-DACs” aus Widerstandreihen. Diese Idee habe ich nicht weiter verfolgt, weil die gemessenen Spannungwerte zu ungenau waren um die einzelnen Tastendrucke auseinanderzuhalten.

USB Mass Storage

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Eine Nebenaufgabe war, die SD-Karte direkt über USB von einem Hostrechner aus beschreiben zu können. Hierzu muss die USB-Hardware des DSP als “USB Mass Storage” konfiguriert werden.

Heute ist es mir gelungen, basierend auf dem USB Demo des C5515 Boards ein eigenes Projekt zu erstellen, dass kompiliert, und sich danach unter Windows 7 als USB MASS STORAGE Device anmeldet. Ich habe hierzu lediglich die USB Deskriptoren leicht modifiziert, gemäss folgender Spezifikationen:

www.usb.org/developers/devclass_docs/Mass_Storage_Specification_Overview_v1.4_2-19-2010.pdf

www.usb.org/developers/devclass_docs/usbmassbulk_10.pdf

Es stellen sich nun verschiedene Fragen:

Auf eine weitere Implementierung habe ich vorerst verzichtet, da andere Arbeiten höhere Priorität haben bzw. das Projektziel auch ohne dieses Zusatzfeature erreicht werden kann.

USBSTK-5515 Inbetriebnahme, SD-Example

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Folgende Punkte bewegten mich dazu, entgegen vorherigem Entscheid, die SD-Karte doch in Betrieb zu nehmen:

–  Der Onboard-Chip des eZdsp-Sticks hat mit 512kBit eine zu geringe Kapazität und das Development von weiterer Hardware ist vorerst nicht vorgesehen.

– Weitere Erfahrungen mit einer Technologie – auch wenn es sich nicht um die bevorzugte Technologie handelt – erweitern das Wissensspektrum, was zu einem der Hauptziele dieser Arbeit zählt

– Die Implementierung eines USB-Memorysticks erweist sich als aufwändiger als angenommen, da kein entsprechendes Beispiel vorhanden ist (, wie zunächst angenommen wurde).

Bei der Inbetriebnahme des neuen eZdsp USBStick-5515 konnte ich feststellen, dass eine neuere Version der IDE CCS (bisher 4.0, neu 4.1) mitgeliefert wurde. Da ich nicht herausfand, wie ich in der alten CSS Version eine Target Configuration für das neue Board erstellen kann, habe ich kurzerhand die neue Version von CSS in einem Separaten Ordner (…/Texas Instruments2/) installiert.

Erfreulich ist, dass nun die Treiber auch unter Windows 7 (64-Bit) funktionieren. Ich habe auf Anraten der Installationsprozedur die Software nicht unter c:\Programm Files (x86) sondern in ein eigens dafür angelegtes Verzeichnis c:\Texas Instruments installiert.

Das Kompilieren des SD-Beispiels gelang zunächst nicht, da sowohl die spezifischen Include-Dateien für das Board, sowie die Datei usbstk5515bsl.lib nicht gefunden wurden.

Die Include/Lib Dateien waren schnell ausfindig gemacht und unter den Projekt/Properties/C++ Build/C5500 Compiler/Include Options bzw. Linker Options der entsprechende Pfad (Texas Instruments2/cssv4/emulation/boards/usbstk5515_v1/include bzw. lib) hinzugefügt.

Etwas anders als in der Anleitung angegeben funktioniert das Übertragen des kompilierten Codes auf das Board. Vergeblich habe ich im Kontext-Menu den Befehl Load Program gesucht. Gefunden habe ich diesen dann im Menu Target, von wo aus ich über die Schaltfläche Workspace die .out-Datei anwählen und laden konnte.

Der erste Test ergab folgenden Output:

EXBUSSEL = 6100
01  Testing SD card...
SD Card Initialization failed
 FAIL... error code 1... quitting

Das war korrekt, denn keine SD-Karte war eingelegt. Nach dem Einlegen einer SD-Karte erhielt ich dann nicht die gewünschte Erfolgsmeldung. D.H. das Programm bleibt beim Initialisieren der SD-Karte hängen.

Es fällt auch auf, dass der eZdsp-Stick jedesmal wieder das geladene Testprogramm verliert. Ich habe herausgefunden, dass ein binäres Programm “programmer.out” vorhanden ist, das es ermöglicht, eine Software fix auf das SPI-EEPROM zu programmieren.

Als nächstes will ich eine WAV-Datei von einem FAT-System lesen. Siehe dazu: de.wikipedia.org/wiki/File_Allocation_Table

Testboard Evaluation

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Bei der Evaluation des Testhardware standen folgende Kandidaten in der engeren Auswahl. Es ergab sich eine Rangliste:

  1. eZDSP TMS320C5515: erste Wahl, verfügt über vielfältige Möglichkeiten, insbesondere programmierbare USB-Schnittstelle und Micro-SD Slot.
  2. eZDSP TMS320VC5505: Geeignet, aber ohne USB und SD-Karten Unterstützung.
  3. Beagleboard: wenig Informationen vorhanden, Linux-basiert daher tendenzieller Universalrechner mit hohem Software-Overhead
  4. Arduino:  viel zu langsam

Design Frage Speicher (Board/CPU 5505/5515)

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Wie sich heraus stellt, ist die ursprünglich intuitiv gewählte Speicher-Technologie der SD-Karte nicht frei, d.h. es steht eine Organisation dahinter, die eine Lizenzgebühr für die vollständige Dokumentation und für den Einsatz in Produkten verlangt. Ausserdem wird eine proprietäre Steckverbindung verwendet, die teuer und nicht so einfach erhältlich ist.

Als sinnvolle Alternative dazu bietet sich an, einen Onboard-Flash-Memory Chip zu verwenden. Ein solcher ist auf dem eZdsp-Board vorhanden. Dazu müsste ich eine USB-Anbindung schreiben, so dass unser Board sich als USB-Memory-Stick an einem Host anmelden kann. Diese Technologie zu ergründen und zu beherrschen ist sehr spannend, denn USB ist ein freier und weit verbreiteter Standard.

Aufgrund dieser Erkenntnis verzichte ich auf eine weitere Entwicklung mit der SD-Karte.

In folgendem Archiv findet sich ein USB-Stick Codebeispiel, das allerdings für ein C5515-Board geschrieben ist. Es ist jedoch ein Einstiegspunkt. Ich werde nun versuchen, dieses Beispiel auf unser VC5505-Board zu portieren.

support.spectrumdigital.com/boards/usbstk5515/reva/

Ausserdem habe ich schon mal die USB2.0-Spezifikationen besorgt:

www.usb.org/developers/docs/

Erkenntnisse:

  • USB kann auf dem VC5505-Board nicht getestet werden, da die benötigten Anschlüsse an der CPU gegen Masse verdrahtet sind (Schema Seite 3, Pins G13,J12,H14,G8…). Ausserdem würde ein zusätzliches 12-MHz-Quarz benötigt.
  • Bis auf eine höhere maximale Taktfrequenz (C5515: 120 MHz, VC5505: 100 MHz) sind die beiden CPUs identisch.
  • Die CPUs verfügen über einen SD-Card Controller, der auch im SD-Modus funktioniert
  • VC5505 scheit ein Auslaufmodell zu sein und wird vom Hersteller nicht für Neuentwicklungen empfohlen. Nachfolgermodell wäre C5505, C5515 ist ähnlich

Weiteres Vorgehen: Besorgen des C5515-Testboards: ch.farnell.com/spectrum-digital/c5515-ezdsp-usb-stick/entwicklungsboard-ezdsp-usb-stick/dp/1831928

 

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