U-Boot Debug GPIO IP

การ Debug GPIO IP นั้นสามารถทำได้หลายวิธี เช่น การใช้ Testbench เพื่อ Simulation การใช้ System Console หรือ การใช้ Signal Tap อย่างไรก็ตาม ในบทความนี้จะกล่าวถึงอีกวิธีหนึ่งที่อาจเป็นประโยชน์ นั่นคือ การ Debug GPIO IP ผ่าน U-Boot โดย U-Boot เป็น Bootloader ที่ใช้ในการบูตระบบปฏิบัติการ เช่น Linux บน Hardware นอกจากนี้ U-Boot ยังสามารถใช้ในการเข้าถึง memory ต่างๆ ได้ โดยในบทความนี้ก็จะใช้ U-Boot ในการเข้าถึง memory เพื่อ Debug GPIO IP ที่สร้างขึ้น # ในตัวอย่างนี้จะแสดงขั้นตอนบนบอร์ด Terasic SoCKit ( … Read More

Custom GPIO IP

ในบทความนี้จะมาแนะนำวิธีการสร้าง GPIO IP ขึ้นมาด้วยตัวเอง และ การเพิ่ม GPIO IP ที่สร้างขึ้นนี้เป็น IP ใน Platform Designer บน Quartus โดยจะอธิบายข้อมูลเบื้องต้นเกี่ยวกับ GPIO และ Platform Designer ก่อนจะกล่าวถึงขั้นตอนการสร้าง GPIO ย่อมาจาก General Purpose Input/Output คือ ขา Input และ Output ใน Microcontroller หรือMicroprocessor ที่สามารถใช้ควบคุมหรือรับข้อมูลจากอุปกรณ์ภายนอกได้ โดย GPIO สามารถกำหนดให้เป็น Input/Output ก็ได้ สำหรับ Altera ได้มี IP สำหรับใช้ควบคุม GPIO โดยมีชื่อว่า PIO core แต่หากต้องการสร้างฟังก์ชั่นสำหรับการควบคุม GPIO เพิ่มเติม เช่น การสร้างสัญญาณ PWM … Read More

PCB Design: Make our PCB as small as possible

Photo by Harrison Broadbent on Unsplash ในกระบวนการออกแบบ PCB, ขนาดของ PCB เป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญอย่างมาก ขนาดนี้มีผลต่อหลายปัจจัยทั้งจำนวนและขนาดของส่วนประกอบ, คุณสมบัติทางไฟฟ้า, ความต้องการด้านความทนทาน, และงบประมาณ การปรับปรุงขนาดของ PCB ต้องพิจารณาอย่างรอบคอบเพื่อให้เหมาะสมกับความต้องการและความสะดวกในการใช้งาน ปัจจัยที่ส่งผลต่อขนาดของ PCB 1. ขนาดส่วนประกอบ ส่วนประกอบที่มีขนาดเล็กกว่าจะช่วยให้ PCB มีขนาดที่เล็กลงได้ โดยส่วนประกอบ SMT นั้นโดยทั่วไปจะมีขนาดเล็กกว่าส่วนประกอบผ่านรู (THT) มาก รูปที่ 1 ส่วนประกอบ SMT | Photo by Adrien on Unsplash ส่วนประกอบ SMT (Surface Mounted Device) เป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ติดตั้งบนพื้นผิวของ PCB โดยใช้เทคนิคการยึดพื้นผิว (SMT) โดยทั่วไปจะมีขนาดเล็กกว่าส่วนประกอบผ่านรู (THT) มาก เนื่องจากไม่ต้องมีขาหรือรูสำหรับยึดเข้ากับ PCB ส่วนประกอบผ่านรู … Read More

How to noise reduction for PCB design (part 3/3)

Photo by resources.altium.com  สวัสดีครับ ท่านผู้อ่าน เจอกันอีกครั้งนะครับ บทความชุดนี้จะเป็นภาคต่อสุดท้ายแล้วสำหรับการออกแบบ PCB อย่างไรเพื่อให้งานที่ออกแบบมีสัญญาณรบกวนให้น้อยที่สุด เนื้อหาชุดนี้จะเป็นเรื่องทั่วๆ ไป ที่เราควรระวังในการออกแบบเพื่อลดสัญญาณรบกวน 1. กำหนดค่าเลเยอร์ที่อยู่ติดกันให้แตกต่างกัน (มี Plane คั่นระหว่างชั้นที่เป็น Signal) เมื่อจะจัดการกับสายสัญญาณที่หลากหลายภายในแผงวงจรพิมพ์ มีความจำเป็นต้องพิจารณาว่าควรวางเลเยอร์ที่เป็นสัญญาณไว้ติดกับชั้นใดโดยคำนึงถึงการแพร่กระจายของสัญญาณรบกวน รูปตัวอย่างด้านบนเป็นแผงวงจรพิมพ์ 6 ชั้น โดยชั้นสัญญาณที่ 1 กับ 2 และ 5 กับ 6 จะอยู่ติดกัน ในกรณีดังกล่าวจะเกิดสัญญาณรบกวนสาเหตุมาจาก Crosstalk นี่จึงเพิ่มความเป็นไปได้ที่อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อาจจะทำงานผิดปกติ  เมื่อจะจัดการกับสายสัญญาณที่หลากหลายบนแผงวงจรพิมพ์แบบหลายชั้น ตัวอย่างเช่น ในกรณีของแผงวงจรพิมพ์ 6 ชั้น ต้องแน่ใจว่าได้วางชั้น GND plane และ VCC plane ให้อยู่ระหว่างชั้นสัญญาณที่ 1 กับ 3 และ 4 กับ 6 ตามลำดับดังที่อธิบายไว้ข้างต้น ทำให้การออกแบบและผลิตแผงวงจรพิมพ์ช่วยลดผลกระทบจากสัญญาณรบกวน สรุป … Read More

Ethernet TSN

ก่อนจะพูดถึง Ethernet TSN ขอเกริ่นประวัติของเครือข่ายสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมซักหน่อยละกันครับ ในช่วงปี 1990 ซึ่งถือว่าเป็นช่วงเริ่มแรกของเครือข่ายสำหรับใช้ในอุตสาหกรรม มีหลายมาตรฐานการสื่อสารที่ถูกสร้างขึ้น โดยมีมาตรฐานมากกว่า 40 ตัวที่แข่งขันกัน จึงสร้างความสับสนให้กับผู้ใช้ที่ไม่รู้จะเลือกใช้อันไหน แต่เนื่องจากการแข่งขันเพื่อการอยู่รอดในตลาด แล้วท้ายสุดก็เหลือมาตราฐานที่เราคุ้นชินกันอยู่ เช่น CC-Link, PROFIBUS และ DeviceNet  โดยมาตราฐานเหล่านี้โดยส่วนใหญ่แล้วจะใช้ RS485 เป็นพื้นฐานสำหรับการสื่อสารจะยังคงมีความนิยมในตอนต้นของทศวรรษ 2000  หลังจากนั้นเนื่องจากความต้องการที่จะอยากให้ประสิทธิภาพที่ดีกว่าที่เป็นอยู่ ก็ได้มีการมีมาตราฐานใหม่โดยใช้เครือข่าย Ethernet เป็นฐาน ตัวอย่างเช่น PROFINET, Ethernet/IP, EtherCAT อย่างไรก็ตามก็ยังมีปัญหาที่ทำให้ไม่สะดวกในการใช้ Ethernet ในอุตสาหกรรมหรือโรงงาน โดยประเด็นสำคัญคือ: ความขาดคุณสมบัติการเรียลไทม์ ความทนทานต่อสภาพแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ, ความชื้น, ฝุ่น และ noise เป็นต้น นั้นเองทำให้ในช่วงปี 2019 ได้มีการนำเสนอ มาตรฐาน “Ethernet TSN (Time Sensitive Network)” โดยอ้างอิงจากมาตรฐาน “Ethernet … Read More

PoE ( Power over Ethernet )

การพัฒนาในโลกดิจิทัลมีผลกระทบอย่างมากต่อการใช้งานเครือข่ายและอุปกรณ์ไฟฟ้า หนึ่งในเทคโนโลยีที่สำคัญและทันสมัยที่ช่วยให้การสื่อสารและการเชื่อมต่อเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วคือ “Power over Ethernet” หรือ PoE PoE คืออะไร PoE ย่อมาจาก Power over Ethernet เป็นเทคโนโลยีจ่ายไฟฟ้าผ่านสาย LAN เพียงแค่มีสาย LAN เพียง 1 เส้นก็สามารถสื่อสารและใช้พลังงานร่วมกันได้จึงทำให้การติดตั้งสะดวกสบาย ไม่ว่าจะเป็นนอกอาคาร เพดาน หรือแม้กระทั่งบริเวณที่ไม่มีสายไฟก็สามารถใช้งานได้ ยกตัวอย่างเช่นกล้องรักษาความปลอดภัย สถานที่ติดตั้งจะมีทั้งนอกอาคาร และ ภายในอาคาร ถ้าหากไม่ใช้ PoE ปัญหาที่พบเจอก็คือ บริเวณที่ติดตั้งจะต้องมีแหล่งจ่ายไฟเสมอ จากนี้จะขออธิบายเนื้อหาของ PoE ที่สามารถเข้าใจได้ง่ายๆครับ มาตราฐาน PoE แบ่งออกได้ดังนี้ เปิดตัวครั้งแรกในปี 2003「PoE(IEEE 802.3af)」ครั้งที่สองปี 2009「PoE+(IEEE 802.3at)」และครั้งที่สามปี 2018「PoE++(IEEE802.3bt)」หลังจากนั้นก็มีหลายๆบริษัทพัฒนาเทคโนโลยี PoE เพื่อให้ได้กำลังไฟฟ้าที่สูงขึ้น ข้อเสียและข้อควรระวังหากจะใช้งาน PoE ราคาแพงกว่าอุปกรณ์ที่ไม่รองรับ PoE ต้องตัดสินใจให้ดีก่อนจะเลือกใช้งาน สำหรับกล้อง PTZ จะมีจุดบอดเมื่อกล้องเปลี่ยนตำแหน่งการจับภาพ ทำให้ต้องมีการติดตั้งกล้องหลายๆจุดเพื่อป้องกันจุดบอดนั้น … Read More

มาลองสร้าง Kernel Module สำหรับ Embedded Linux กัน

(Tux image reference: https://en.wikipedia.org/wiki/File:Tux.png) Embedded Linux คือ? บนระบบฝังตัว (Embedded System) นั้นมีส่วนประกอบใหญ่ๆ อยู่ 2 ส่วน คือ ฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ โดยในส่วนของซอฟต์แวร์นั้นก็จะมีระบบปฏิบัติการ (Operating System: OS) ที่เหมือนเป็นตัวกลางระหว่างฮาร์ดแวร์และผู้ใช้งาน โดยระบบปฏิบัติการนั้นจะแตกต่างกันไปตามความสามารถของฮาร์ดแวร์นั่นเอง Embedded Linux เป็นระบบปฏิบัติการแบบหนึ่งที่นิยมใช้ใน Embedded System ที่ออกแบบมาเพื่อทำงานบนอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์ที่มีข้อจำกัดในเรื่องของทรัพยากร ทำให้ส่วนการทำงานบางส่วนภายใน Embedded Linux จะหายไปเมื่อเทียบกับ Linux OS ที่ใช้งานบนคอมพิวเตอร์หรือที่ระบบที่มีส่วนการประมวลผลขนาดใหญ่ เช่น C library เป็นต้น  ทำให้เมื่อต้องการสร้างโปรแกรมหรือ Kernel Module นั้นก็ต้องทำการคอมไพล์แบบ cross-compile เช่นเดียวกับระบบปฏิบัติการอื่นๆ ที่ใช้ใน Embedded System Components of an Embedded Linux System  https://www.windriver.com/solutions/learning/embedded-linux … Read More

มาทำความรู้จักกับโพรโทคอล Controller Area Network

CAN หรือ Controller Area Network [1] นั้นเป็นโพรโทคอลสื่อสารที่มีความสำคัญและถูกนำมาใช้ในระบบอิเล็กทรอนิกส์โดยเฉพาะในอุตสาหากรรมยานยนต์รวมไปถึงอุตสาหกรรมต่าง ๆ โพรโทคอลนี้ถูกพัฒนาขึ้นโดยบริษัท Bosch ในช่วงปี ค.ศ. 1980 โดยมีแนวความคิดที่ว่าเพื่อจัดการกับปัญหาความซับซ้อนและปริมาณสายไฟที่จำเป็นในการสื่อสารระหว่างหน่วยควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ (ECU) ในรถยนต์ ที่มาของโปรโตคอล CAN bus นั้นเกิดจากความต้องการในการลดน้ำหนัก ลดต้นทุน และลดความซับซ้อนของระบบการเชื่อมต่อด้วยสายไฟแบบจุดต่อจุด (point-to-point) ก่อนหน้านี้การเชื่อมต่ออุปกรณ์ต่าง ๆ ในรถยนต์ใช้สายไฟหลายเส้นในการเชื่อมต่อ ซึ่งสร้างความยุ่งเหยิงและความซับซ้อนในการติดตั้ง การบำรุงรักษา และการขยายตัวของระบบ รูปที่ 1 แสดงตัวอย่างการใช้ CAN bus ในการลดความซับซ้อนของระบบ [2] CAN bus นั้นได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่องตั้งแต่ที่ได้มีการเปิดตัวโพรโทคอลออย่างเป็นทางการในช่วงปี ค.ศ. 1980 อย่างมีนัยยะสำคัญ ทำให้ในปัจจุบัน CAN นั้นมีหลายรูปแบบให้เลือกใช้ได้อย่างเหมาะสมกับสภาพแวดล้อมอุตสาหากรรมที่แตกต่างกันไป ตัวอย่างเช่น CAN สำหรับรถยนต์ (CAN for Automotive): CAN เวอร์ชันนี้ถูกพัฒนาและปรับแต่งเฉพาะสำหรับใช้ในระบบอิเล็กทรอนิกส์ของรถยนต์ ถือเป็นเวอร์ชันที่นิยมนำมาประยุกต์ใช้กันอย่างแพร่หลายและได้รับการใช้งานอย่างกว้างขวางในอุตสาหกรรมยานยนต์ ความสามารถในการรับส่งข้อมูลความเร็วสูง อีกทั้งยังมีความน่าเชื่อถือสูง … Read More

แนะนำ Message Queue ที่น่าสนใจ Apache Pulsar!!

Image Credit: https://pulsar.apache.org แนะนำ Message Queue ที่น่าสนใจ Apache Pulsar!! สวัสดีครับเพื่อนๆ วันนี้ทางแอดมิน มี platform ของ message queue ดีๆที่น่าสนใจมานำเสนอเพื่อน ๆ ครับ หลายๆคนถ้าอยู่ในวงการ software มาซักพักก็น่าจะคุ้นเคยกับ apache kafka , mqtt , rabbitMQ ที่เป็น message queue ที่นิยมใช้งานใช่มั้ยครับ ทั้งนี้แอดมินขอเสนอ อีก 1 platform ที่น่าสนใจ เผื่อให้เพื่อนสามารถนำไปเป็นอีกตัวเลือกนึงในการนำไปใช้งานได้ครับ ซึ่งนั่นก็คือ Apache pulsar ครับ อนึ่งแอดมินไปเจอบทความที่น่าสนใจเกี่ยวกับเจ้า Apache pulsar ซึ่งมีความน่าสนใจยังไง ไปดูกันเลยครับ  Apache Pulsar คืออะไร? Apache Pulsar หรือเรียกกัน Pulsar เป็นแพลตฟอร์ม … Read More

Protobuf

โดยทั่วไปในการพัฒนา Software มักจะต้องมีการส่งข้อมูลไปมาระหว่าง Application/Server/Device และมักมีการ serialization ข้อมูลเพื่อส่งไปยังอีกจุดเป็นเรื่องปกติ โดยวิธีการ serialization data structure ที่หลายคนนึกถึงก็มักจะเป็น JSON หรือ XML เป็นต้น แต่ในวันนี้เราจะมาแนะนำเครื่องมือในการ serialization ข้อมูลที่น่าสนใจอีกตัวนั่นก็คือเครื่องมือที่ชื่อว่า Protobuf นั่นเอง https://www.freecodecamp.org/news/content/images/size/w2000/2020/05/unnamed-1.png Protobuf คืออะไร Protobuf หรือชื่อเต็มคือ Protocol buffer โดยแรกเริ่มเป็นเครื่องมือสำหรับ serialization ข้อมูลที่พัฒนาขึ้นมาโดย Google เพื่อใช้งานเป็นการภายในแทนการใช้ XML ที่มีขนาดใหญ่ในการส่งข้อมูล แต่ภายหลังก็ได้มีเปิด source code ออกสู่สาธารณะ โดย Protobuf มีจุดเด่นคือ ข้อมูลมีขนาดเล็กเนื่องจากเลือกที่จะ serialization ข้อมูลออกมาในรูปแบบ binary ไม่เหมือนกับ JSON หรือ XML ที่เก็บข้อมูลในรูปแบบ string ที่ใช้พื้นที่เยอะกว่า ทำการ serialization/deserialization … Read More