Timer를 활용하여 특정 파형간 간격 측정방법

임베디드/MCU 2015. 3. 25. 00:02

 아날로그 회로를 사용할 때 알고 싶은 정보들 중 하나로 특정 파형 간의 간격을 시간으로 구하는 것일겁니다. 그런데 이 파형이 간헐적이라면 사람의 감으로 대략적으로 알 수 있겠습니다만 1MHz 정도 되는 파형으로는 절대 사람의 힘으로는 알 수 없을 것입니다. 이러한 파형을 측정하기 위해 사용되는 것이 바로 MCU에서 사용되는 Timer와 Counter이지요.


 2015년 현재 웨어러블이 주목받고 있습니다. 사람의 몸에 직접 착용하여 사용하는 기기이다 보니 사람의 생체를 활용한 기능들이 속속 선보이고 있습니다. 삼성전자의 갤럭시워치에는 심전도 측정 기능이 등장하였는데요 심박수를 측정할 때도 이 Timer가 쓰이는 것이지요.



  

 2015년 현재의 대표적인 상징물이라 할 수 있는 스마트워치

심전도, 만보계 등 생체를 활용한 기능들이 활용되고 있다.


 이번 포스팅에서는 특정 파형에서 원하는 구간을 측정하여 해당 구간의 시간 간격을 타이머로 구하는 방법에 대해 이야기하려 합니다. 파형으로 심전도 측정값을 활용하여 진행해 보도록 하겠습니다.




 다음과 같이 특정한 파형이 있다고 가정해 봅시다. 우리는 위 파형에서 보이고 있는 Peak 값을 구해볼 것입니다. MCU에서 해당 부분만 검출하기 위해서 아날로그 비교기(Analog Comparator)를 통해 검출해내 보겠습니다.


 여기서 잠시 Analog Comparator의 동작 방식에 대해 간단하게 이해를 하고 넘어가겠습니다.


 Analog Comparator은 기본적으로 2개의 입력과 1개의 출력으로 구성되어 있습니다. 이 때 Vin+을 Input1로, Vin-을 Input2라 가정합니다. 쉽게 설명하자면 Input1과 Input2의 전압차이가 +일 경우 Output의 값은 1이 되며 Input1과 Input2의 전압차이가 -가 될 경우 Output의 값은 0이 됩니다. 아래는 Analog Comparator을 사용한 입출력값과 결과값을 나타냅니다.




 출력결과를 확인하시면 우리들이 흔히 접하는 0과 1의 디지털 파형이 되는 것을 보실 수 있습니다. 이제 이 Output값을 이용해서 우리는 각 1이되는 값 사이의 간격을 측정해 볼 것입니다. 여기서 Output의 파형을 상세하게 보도록 하겠습니다.



 아날로그 파형에서 자신이 측정하고자 하던 파형 사이의 간격은 다음과 같이 측정하면 될 것입니다. 이 때 파형을 측정하는 방법을 다음과 같이 4가지로 보실 수 있습니다.


1. 파형이 1이 될 때

2. 파형이 0이 될 때

3. 파형이 Positive Edge(0에서 1로 올라가는 순간)이 될 때

4. 파형이 Negative Edge(1에서 0으로 내려가는 순간)이 될 때


 Interrupt를 공부하신 분이라면 이 부분에서 '아하!'하고 이해하실 수 있을 것입니다. 그렇습니다. 출력 부분을 Interrupt 처리가 가능한 입력 부분에 연결하실 후 Positive Edge가 발생하는 순간부터 Timer를 동작시켜 시간을 측정하신 후 그 다음 Interrupt가 들어오는 순간 Timer의 동작을 종료시킨 후 해당 값을 확인하시면 파형간 간격을 측정하실 수 있으실 것입니다.

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안드로이드 프레임워크 프로그래밍(13) [커널이미지 적용후 부팅화면만 나올 때 대처법]

안드로이드/프레임워크 2015. 3. 24. 02:16

 AOSP를 알면 알수록 참으로 심오한 안드로이드의 신비를 몸소 느끼고 있습니다. 아마 이 포스팅을 보시는 여러분들도 안드로이드의 구조에 대해 열심히 공부하고 계시리라 생각합니다. 이번 포스팅에서는 프로그래밍 도중 일어날 수 있는 무한 부팅모드에 대해 이야기를 해보려 합니다.


 안드로이드 기기를 켰을 때 부팅화면이 나오게 되는데 이 상태에서 안드로이드 기기는 설정되어 있는 시스템들을 모두 구동될 때 까지 준비중이라는 의미로 부팅화면을 띄우는데요. 간혹 특정 코드 부분을 코딩하다보면 의도치 않게 보시는 바와 같이 무한 로딩 상태에 빠지는 경우가 있습니다.



 아마 위의 화면처럼 안드로이드의 부팅화면이 반복되는 것을 본다면 혹시 고장은 아닌가 하는 걱정이 들 것입니다. 이는 eclipse를 실행 후 Logcat 화면을 확인해 보시면 분명 기기는 동작중이긴 한데 특정 부분에서 exception이 벌어지고 있는 것을 보실 수 있습니다.


 과연 이 경우는 어떤 경우일까요? 가장 큰 요인은 자신이 수정한 부분에서 문제가 발생하였을 때 이러한 현상이 주로 발생합니다. 비록 단순하지만 다음과 같이 대처하시면 원인을 찾으실 수 있으실 겁니다.


1. 일단 자신의 기기의 전원버튼을 계속 누르셔서 기기를 종료합니다. 어떤 기기의 경우 전원이 꺼지자마자 바로 부팅모드에 진입하는 경우가 있는데 그런 경우 그냥 처음부터 bootloader 모드로 진입하도록 합니다.


2. 커널 이미지를 적용하기 직전 자신이 작성한 소스코드 부분들을 모두 주석처리합니다. 그런 다음 다시 컴파일을 시도하신 후 이미지를 bootloader에 진입한 기기에 적용합니다.


3. 주석처리한 코드를 꼼꼼히 살피면서 주석을 한 줄씩 지워가며 문제가 발생한 부분을 찾습니다. 거의 이 단계에서 무안 부팅모드에 빠지는 코드를 찾아내실 수 있으실 겁니다.

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안드로이드 프레임워크 프로그래밍(12) [IServiceManager 등록과정]

안드로이드/프레임워크 2015. 3. 23. 01:43

 처음 안드로이드 프레임워크를 분석하게 되었을 때엔 적어도 Java Framework 단계에서 모든 작업을 해결할 수 있을 듯해 보였습니다만 최근 연구하는 Camera의 경우 안드로이드 내 리눅스 커널 단계까지 연구하고 있는 제 모습을 보고 있습니다...


 이번 포스팅에서는 CameraService와 같이 Hardware Service들을 IServiceManager에 등록되는 과정에 대해 샅샅히 살펴보고자 합니다. 본 포스팅에서는 CameraService.cpp를 예로 들어볼 것입니다.


 카메라 작동과 관련된 동작을 관리하는 CameraService는 main_mediaserver.cpp에 의해 안드로이드 시스템 내에 등록이 되어집니다.

/frameworks/av/media/mediaserver/Android.mk

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LOCAL_PATH:= $(call my-dir)
 
ifneq ($(BOARD_USE_CUSTOM_MEDIASERVEREXTENSIONS),true)
include $(CLEAR_VARS)
LOCAL_SRC_FILES := register.cpp
LOCAL_MODULE := libregistermsext
LOCAL_MODULE_TAGS := optional
include $(BUILD_STATIC_LIBRARY)
endif
 
include $(CLEAR_VARS)
 
LOCAL_SRC_FILES:= \
    main_mediaserver.cpp 
 
LOCAL_SHARED_LIBRARIES := \
    libaudioflinger \
    libcameraservice \
    libmedialogservice \
    libcutils \
    libnbaio \
    libmedia \
    libmediaplayerservice \
    libutils \
    liblog \
    libbinder
 
LOCAL_STATIC_LIBRARIES := \
    libregistermsext
 
LOCAL_C_INCLUDES := \
    frameworks/av/media/libmediaplayerservice \
    frameworks/av/services/medialog \
    frameworks/av/services/audioflinger \
    frameworks/av/services/camera/libcameraservice
 
LOCAL_MODULE:= mediaserver
 
include $(BUILD_EXECUTABLE)
 
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/frameworks/av/media/mediaserver/main_mediaserver.cpp

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#define LOG_TAG "mediaserver"
....
#include <binder/IServiceManager.h>
....
#include "CameraService.h"
 
using namespace android;
 
int main(int argc, char** argv)
{
    signal(SIGPIPE, SIG_IGN);
    char value[PROPERTY_VALUE_MAX];
    bool doLog = (property_get("ro.test_harness", value, "0") > 0) && (atoi(value) == 1);
    pid_t childPid;
    if (doLog && (childPid = fork()) != 0) {
        ....
    } else {
        // all other services
        if (doLog) {
            prctl(PR_SET_PDEATHSIG, SIGKILL);   // if parent media.log dies before me, kill me also
            setpgid(0, 0);                      // but if I die first, don't kill my parent
        }
    ....
        CameraService::instantiate();
    ....
    }
}
cs


 위의 소스코드에서 보시는 바와 같이 CameraService::instantiate() 함수가 실행됨으로서 ServiceManager에 등록되는 과정이 진행됩니다. 그런데 막상 CameraService.cpp 내에서 imstantiate() 함수는 눈을 씻고 보아도 어디에도 보이지 않습니다. 이는 즉 다른 클래스에서 상속되었다는 뜻으로 볼 수 있을텐데요. 그렇다면 이를 직접 찾아보도록 하겠습니다.


/frameworks/av/services/camera/libcameraservice/CameraService.h

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....
#include <binder/BinderService.h>
....
class CameraService :
    public BinderService<CameraService>,
    public BnCameraService,
    public IBinder::DeathRecipient,
    public camera_module_callbacks_t
{
    friend class BinderService<CameraService>;
....
}
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/frameworks/native/include/binder/BinderService.h
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#ifndef ANDROID_BINDER_SERVICE_H
#define ANDROID_BINDER_SERVICE_H
 
#include <stdint.h>
 
#include <utils/Errors.h>
#include <utils/String16.h>
 
#include <binder/IServiceManager.h>
#include <binder/IPCThreadState.h>
#include <binder/ProcessState.h>
#include <binder/IServiceManager.h>
 
// ---------------------------------------------------------------------------
namespace android {
 
template<typename SERVICE>
class BinderService
{
public:
    static status_t publish(bool allowIsolated = false) {
        sp<IServiceManager> sm(defaultServiceManager());
        return sm->addService(
                String16(SERVICE::getServiceName()),
                new SERVICE(), allowIsolated);
    }
 
    static void publishAndJoinThreadPool(bool allowIsolated = false) {
        publish(allowIsolated);
        joinThreadPool();
    }
 
    static void instantiate() { publish(); }
 
    static status_t shutdown() { return NO_ERROR; }
 
private:
    static void joinThreadPool() {
        sp<ProcessState> ps(ProcessState::self());
        ps->startThreadPool();
        ps->giveThreadPoolName();
        IPCThreadState::self()->joinThreadPool();
    }
};
 
 
}; // namespace android
// ---------------------------------------------------------------------------
#endif // ANDROID_BINDER_SERVICE_H
 
 
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 위의 코드에서 보시는 바와 같이 instantiate() 함수는 BinderService 클래스에서 이루어지고 있는 모습을 보실 수 있습니다. 그리고 그 안에는 publish() 함수가 실행되고 있으며 publish() 함수는 CameraService를 IServiceManager에 등록하고 있는 과정을 보이고 있습니다.


return sm->addService(

                String16(SERVICE::getServiceName()),
                new SERVICE(), allowIsolated);


static char const* getServiceName() { return "media.camera"; }



 위 코드를 통해 CameraService는 IServiceManager에 등록됩니다.

/frameworks/native/libs/binder/IServiceManager.cpp

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    virtual status_t addService(const String16& name, const sp<IBinder>& service,
            bool allowIsolated)
    {
        Parcel data, reply;
        data.writeInterfaceToken(IServiceManager::getInterfaceDescriptor());
        data.writeString16(name);
        data.writeStrongBinder(service);
        data.writeInt32(allowIsolated ? 1 : 0);
        status_t err = remote()->transact(ADD_SERVICE_TRANSACTION, data, &reply);
        return err == NO_ERROR ? reply.readExceptionCode() : err;
    }
 
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