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パンの表面に切れ込みを入れる作業。6軸ロボットに超音波カッタを取り付けて、ラインレーザースキャナで取得した点群に対して作業。
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ミーハー技術マニアを自称する僕としては、一度くらいは触れておかねば、ということでポチってみた
カマボコは買ってないけど、まぁ、わざわざ買うようなものでも……
ヌテラのパッケージは日本語にローカライズされてる。原産国はオーストラリア(カンガルーがいる方)だそうだ。
ハーシーキスは英語パッケージの裏に輸入業者の日本語ラベルが貼ってある。英語圏の食品って熱量はジュールで書いてあるイメージだったけど、ハーシーキスはカロリー表記だった。ジュール表記ってどのエリアなんだろう? 内容量は5.3oz(150g)で、1食7個(32g)あたり「Amount per serving Calories 160」だそうだ。まぁ、キロカロリーの間違いであろう。7粒でTNT換算160グラム、1粒あたり23グラムくらい。
たしかNISTの人が言ってたと思うけど、アメリカは国際単位系を定数倍して度量衡を決めているから、定義としてはアメリカも国際単位系によっている国なんだよね。日本でも建築分野では尺が使われているけど、これは国際単位系の定数倍のメモリが振ってあるだけであって、違法な尺貫法の使用が黙認されているわけではない(そんな事を言い始めたらヤード・ポンド法はSIで拘束されてるから日本でも使っていいみたいなことになってしまうけど)。
8ozだとちょっと多いし4ozだとちょっと少ない、みたいなときに5.3ozとかいう変な値を使ったりするんだろう。『プロジェクト・ヘイル・メアリー』でもそういうシーンが有ったけど、日常的にいくつかの単位系を使っていると、丸めたときの誤差が少ない単位を選んで使える特殊能力が得られるらしい。
ハーシーキスは普通に美味しかった。いかにもミルクチョコレートという味。一粒が少し大きめで食べごたえもある。ただ、突起のある形状なので、口に入れると少し違和感がある。もっとも、円錐の頂点は熱容量が小さいから口に入れてすぐ溶け始めるので、実はチョコレートとしては良い形なのかも。
貧乏舌なので味とかよくわからんが、ヌテラも普通に美味しいよ。キャラメルっぽい味がするような気もするけど、キャラメルなんてもう何年も食べてないな…… わりとネタっぽく扱われてるのでビクビクしながら買ってみたけど、いうほどじゃない気がする。単純なチョコレートとかピーナッツバターみたいな味じゃないので、慣れれば飽きないかも。粘度の温度依存が強いので、冬場みたいに比較的低温な環境に置いてあると塗り伸ばすのが大変。高い拡散率を得るには電子レンジ等で軽くエネルギーを突っ込んでやる必要がある。
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STM32G4のプログラム、IRQHandlerをFlashではなくCCMSRAM(0x10000000)に置くようにしてみたんだけど、例えばEXTIだとCCMに置いたほうが微妙に遅くなる結果になった。遅くなると言っても12ns@170MHzくらいなので2サイクルの違いでしかないけど。
試しにFreeRTOSを入れて、RTOSのコードをCCMSRAMに置く比較
青のREFがCCMSRAMに置いたとき、紫がFlashに置いたときで、おおむねコアがビジーのときにLowパルスが出る。2種類のパルスがあって、短いほうがHALのTicks、長い方がFreeRTOSのTicksだと思う。HALはカウンタをインクリメントするだけ。FreeRTOSはコンテキストスイッチ判定が入る。HALはFlashに入ってるから関係ないはずなんだけど、かなり早くなってる。復帰が早くなるのかな?
もうちょっと真面目に計測して、HALが0.274us、RTOSが0.580usくらい短くなっている。合わせておよそ850ns。HALもRTOSも1kHzなので、850us/sくらいで、170MHzのコアだから毎秒14万サイクルくらい得られる。かなりデカい。
今回はタスクは一番優先度が低いやつ(ディレイなしの無限ループ)が1個とLチカ用の合わせて2個で、Lチカは数HzくらいになるようにvTaskDelayが入っているので、1秒に何回か長いビジーが入るけど、これは2.98usくらい短くなっている。LチカタスクはFlashに置いてあるけど、コンテキストスイッチ関連の処理がCCMに置いてある分で早くなっているんだと思う。1回のコンテキストスイッチで510サイクルくらい稼げるから、スレッド数が多くなった場合、特に数kHzで断続するような処理がある場合に効いてきそう。今回は使っていないけど、Queueとかを多用する場合もある程度は効果があるだろうし。
このオシロのRefほとんど使ったことないけど、めっちゃ使いづらいな。勝手に消えるし、表示する操作も面倒だし。バグフィックスされない安物オシロはこれだから。。。
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G474のDAC4ch2からOPA5を経由して波形の出力
DACが10Msps、100ptsの正弦波で100kHzが出ている。さすがに波形は汚くて、高調波が延々-50dBくらいで続いてる。spsの整数倍にもスペクトル多数。
DAC、普通に使うと11.3Msps(15分周)くらいが限界で、12.1Msps(14分周)だと途中で停止する。リンカスクリプトをSRAM1だけ使うようにして、DACのバッファをSRAM2に置けば、15.5Msps(11分周)でも波形は出てくる。
デフォルトのリンカスクリプトだと12.1Mspsで止まるのは、RTOSがメモリアクセスしてDMAが競合して負けてるんだと思う。メモリを分離すれば17Msps(10分周)でもある程度は波形が出るけど、やはり途中で止まる。SRAM2はDACでしか使っていないし、DMAもDACでしか使っていないから、アービトレーションロストみたいな感じではないと思うんだけど、少なくともカタログスペック値までは動いているから、正常動作しなくても文句は言えない。中途半端に動くのが気になるけど、当面は使う予定もないので放置。
今回は使っていないけど、G4のDACには1回のDMAリクエストで32bitにパックした2回のデータを転送するモードがあるので、それを使えばもう少し簡単にデータを流せるかも。
このチップにはCORDICエンジンも入っているから、ADCに極座標を入れてCORDICで振幅変調してDACから出すみたいなこともできそう。DACの高調波がアマチュアバンドに入るような設定をして水晶とかでBPFを作れば、ワンチップで狭帯域電話トランスミッタとか作れるかな? ADCとCORDICの間にFMACを入れればプリエンファシスもできそうだけど、WFMを出せるほどの帯域幅はさすがに難しそう。
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小ネタ中の小ネタ
コズミックガール、おまえもか……
なんだかこのところ陰謀論を作りたくなるレベルで小型ランチャーのトラブルが頻発してるなぁ。
「No kangaroos in austria」と書かれたTシャツを着てシェーンブルン動物園へ行く遊び。ところで、このTシャツに書いてある文字はどういう意味なんだ?(色々違う
こんなパンがあるのか。世の中には色々な物があるなぁ。
発売は1961年だそう。ちなみに、Syncom1号の打上げは1963年2月14日、同2号の打上げは同年7月26日、同3号の打上げは翌年(’64年)8月19日で、パンの発売日が’61年だとするとSyncomの打上げよりも前。発売年が正しいのであれば、発売当初は違う名前で売っていたんじゃないだろうか? いくらなんでも他国で打上げられる前の人工衛星の名前をパンの商品名にはしないと思うのだが。
なお、’64年東京オリンピックのテレビ中継に使われたのはこのSyncom3号で、打上げからわずか2ヶ月弱、静止化から1ヶ月後の事だった。
蛇足だが、Syncom1はAKM点火後に通信ロスト(地上観測で概ね燃焼は正常を確認)、Syncom2は面外制御は行わず対地同期軌道へ投入、Syncom3は面外制御も行って静止衛星へ、という感じ。Syncom3はAKMがちょっと強すぎて3deg/dayくらいでドリフトしていたらしい。近地点を少し下げて戻して、打上げから1ヶ月程度で所定の位置へ固定され、世界初の静止衛星となった。なお、衛星によるテレビ中継は静止衛星である必要はなくて、例えばケネディ暗殺を伝えたテレビ中継は軌道周期180分程度のリレー衛星によって行われた。
欧米の技術者はエジソンやテスラに対して「なぜ64サイクル毎秒にしなかったんだ!」という怒りを抱いている人は少なからずいそうな気がする。欧州はそれに追加して連合国に対して「なぜ64c/sの普及を怠ったんだ!」という2つ目の感情もありそう。世界の商用周波数が64Hzで統一されていればめちゃくちゃ便利な世の中だろうなぁ。特に映像関係の人たち。動画の発明じゃ帳消しにできないくらいにヘイト高そう。彼らの泥仕合がなければもっと楽に仕事ができるのに!
黎明期では、例えばロンドンでは10種類の周波数が使われているような規格の乱立が起こっていたらしい。ただ、当時の周波数の一覧を見ても64Hzという値は見当たらないから、この値は誰も見向きもしていなかったのかも。商用周波数を基準周波数に使うようなアイデアは1900年前後には出ていたようだけど、機械時計を商用周波数に同期するなら適当な同期モータとギヤを組み合わせれば済むから、2^nに合わせるような需要はなかったんだろう。
機械時計、どことなく量子コンピュータに似た雰囲気がある。冷凍機の金メッキ構造物が真鍮の色に似ている。
機械時計を真空引きすれば温度や酸化の影響を防止できそうだけど、そういう工夫をする前に電気式の水晶時計とか原子時計の時代になってしまった。真空容器に入れたら巻き上げや調整の手間とか色々面倒そうだし。巻き上げはモーター、調整は真空度で行う、みたいな機械式時計をアクリルとかの真空チャンバに突っ込んだらちょっとカッコ良さそう。大気圧で遅れ、真空で進みに調整して、アルゴンガスの圧力で速度を調整、みたいな感じにして。今度は圧力を通年でどうやって維持するんだという問題が。。。
ALOS-2はGOSATベース、ただしGOSATはNASDAのMPU(R4901)、ALOS-2はJAXAのMPU(HR5000S)を使用しているので、計算機のハード周りは結構手を入れてる。ソフトウェアに関しては、可能な限りファームウェアレベルで吸収して、ソフトウェアはGOSATからの流用率を高める。ファームウェアも、TOPPERS等のRTOS(「ブラックボックス」)を使わず、自社開発。16HzでMPUにリセットをかけて処理しているらしい。RTOSで言うタスクとかスレッドや、ウォッチドッグタイマみたいな機能をゴリ押しで作っている感じ。SEUとかを後ろに伝搬させないようにするには良い方法なのかもしれないけど。ただ、ALOS-2はミッション機器の制御をだいぶ変えたらしいから、ソフトウェアも結構大規模に手を入れてそうな気はするが。
ALOS-2のHR5000SはSpaceWireに対応したボードで、周辺機器との接続はSpWにブリッジを接続して、それでインターフェースを合わせているらしい。従来はPCIバスの下にディスクリート信号やRS-422みたいなものを接続するボードを積んでいると思うが、ALOS-2ではPCIの下にSpaceWireボードを積んで、SpWの下にディスクリート信号とかを接続する。バスが1層増えるのでボトルネックになりそうだけど、将来的にはバス機器とかもSpWで直結したいな、みたいな感じなのかな?
RAISE-2もHR5000を使っていたらしい。衛星規模を考えればOBCはかなり高コストな感が否めない。とは言え、機器の宇宙実証が目的だから、OBCは可能な限り高い信頼性を確保したいところではある。
宇宙用MPUは各国の戦略物資扱いで、それぞれの国が独自開発するのが通例、だそうだけど、HR5000はMIPS64 5KfにEureka Technologyのペリフェラルを組み合わせてファウンドリ企業で製造して、GNU/GCCで開発しているらしくて、なんだかなぁ(2008年頃の話)。
宇宙用のCortex-M4Fなコア。パッケージが特殊用途用っぽかったり、SpaceWireが乗ってるのが特徴的な点。あとはSPIやI2C、CANやEthernet、ADCやDACとか、普通のCortex-M4Fチップっぽい。さすがに1553は非対応。HR5000よりめちゃくちゃ多機能。とはいえ、クロックが100MHzまでで32bitコアなのでHRよりは計算能力は低いけど、それでもミッションデータとかに触らないのであれば十分なスペックがありそう。/* HRも必要ならcPCIの下にいろいろバス拡張できるだろうけど */
SAMRH71 | Microchip Technology
Cortex-M7でCANFDとか1553とかSpaceWireとかいろいろ対応。SpWはRMAPにも対応だそうだ。さすがにMicrochip Directとかには在庫はなさそう。データシートとかはダウンロードできる。
評価キットも用意されていて回路図にはSpWや1553周りも書いてある。SpWはドライバとか保護素子とかも無くチップとコネクタが直結されている。まぁ、ただのLVDSだしね。高価なドライバ無しで使いたいよねっていうコンセプトだし。ただし終端抵抗は内蔵されておらず、外付けする必要がある。コネクタの型番はググっても在庫が見当たらないけど、似たような型番の製品は1個1万円くらい。SpWのコネクタは1-2万円くらいのレンジかな。
1553はHI-1579を経由してパルストランスへ。1553のプロトコルはMPUで処理するので、HI-1579は電圧レベルの変換とかを担当している。MPUへの接続も差動だけど、それ以外はCANドライバICと同じような感じ。スルーレートの調整を担当するのも同様。ワンチップで主従両系統を通せるけど、宇宙用でも使えるんだろうか? JAXAの設計思想とは相容れなさそうだが。ドライバは1個100ドルくらいで売ってるのかな。パルストランスはDigikeyだと単価7千円ちょっと。オーダーとしてはSpWも1553も大差ないような感じ。
MHIが宇宙用のMPUを開発中で、RAISE3で実験コンポーネントとして搭載し実証予定、だそう(RAISE2のプライムは三菱電機だが、RAISE3は三菱重工がプライム)。三菱。。。
コアはルネサスRXv3で、典型的なペリフェラル(I2C, SPI, CAN, etc...)はルネサスのIPだそう。ほとんどルネサスのRXマイコンと同じ感じで宇宙機も開発できる、という方向性かな? もちろんSpaceWireや1553にも対応。今更ルネサスの独自命令セット?とは思わないでもないけど、MIPSに海外メーカーのIP積んでGNUで開発するよりはマシか。
将来的にはデュアルユースで売りたい、みたいな話もあるらしい。チップ自体はRXとほとんど変わらないだろうから、高放射線環境とか超高信頼性が要求されるような用途だろうけど、どんな用途を想定しているんだろう? SpaceJetがガンガン売れてれば後続機で使えるかも、位にはなったかもしれないけど。
MHIのMPUは第1世代が2010年頃? この頃はSH4コアらしい。60MHzで動作。ASTRO-Hとかにも使っていたらしい。ISAS系の衛星や探査機には普通のSH3が使われていたらしいから、民生品を工夫して使うのでなく、プロセスレベルで耐放射線性を高めた製品を作ろう、ただし過去の資産を活かせる方向で、という感じか。クロックはISASのSH3ボードと同じ。命令セットとかは大幅には変わってないだろうから、計算能力もさほど違いはなさそう。それ以前にもMHIは半導体開発をやっていて、例えば2002年には宇宙用SRAMを作っていたらしい。4Mbitのメモリで、静止軌道上において290年に1回程度のSEU頻度だそうだ(民生品では11秒に1回程度の頻度)。
ところで、MELCOの半導体素子は光やRFを除けばパワエレ系の素子を主に扱っている。MELCOとMHIの担当分野逆じゃねーのという感じが。。。三菱電機は人間の生活に身近な分野で大電力の素子が欲しいし、三菱重工は宇宙や飛行機みたいに放射線環境とかが厳しい場所で使える素子がほしいってことなんだろうけど。
https://openit.kek.jp/workshop/2010/OSC2010/files/DAQM-RDajimura.pdf
神岡のCANDLES実験(液体シンチレータで二重β崩壊の検出器)で、DAQにSpaceWireを使っている例。
AlteraのFPGAに8ポートのSpWを接続できるボードだそうだけど、メザニンコネクタで8P8Cジャックが8個乗ったボードを重ねる構造。8P8Cを使うのはシマフジのSpacePiとかでも例があるけど(おそらくSpacePiよりこのDAQの方が先)、2層基板だとすると8P8Cに差動2ペアしか通っていないようにみえる。4層で4ペア通している可能性もあるけど、こんなスカスカな基板でわざわざ4層基板なんて使うかな? グランドプレーンも含めて内層が入ってるのかな。数百MHzを通すにしては等長配線というわけでもないし、なかなか謎い。ジャックはLEDがついた普通のEthernet用のやつに見えるけど、たぶんSpWの通信ステータスでLEDが光るみたいな便利機能は無いんだろうな。
おそらくFPGAからSpWを直接出して、SpWである程度の距離を運んで、PC側でPCI Expesss-SpaceWire変換カードを経由して、PCに取り込む、みたいなことだと思うけど、SpWって通信距離はUSBと大差ないだろうに。USBとかEthernetを使うほうが楽そうな気がするけども。全体を管理しているFPGAに低レイテンシでつなぎたいみたいな用途だったのかな?
SpaceWire Brick Mk4 - STAR-Dundee
イギリスのSpaceWireとかSpaceFibre関連の機器を作っている会社の製品。主に地上用機器がメイン。軌道上で使えそうなものはIPコアくらいしか売ってないのかな? シマフジはCubeというところ英語圏の会社はBrickというのがお国柄って感じ(
大部分の製品は1Uのラックマウントキットに載せれるのかな? 例えば8ポートのルータを2個積める。衛星コンポーネントの地上試験リグ用だと思うんだけど。
信頼性が程々でいい用途ならHDMIとかDisplayPortのコネクタが乗ったFPGAボードを流用すればいいんじゃね?と思ったけど、この手のシンプルなボードはググっても意外と出てこない。映像入出力が使えるような規模の既製品だと周辺回路たくさんついてて規模がデカい。ある程度の規模の基板だと保護素子とかAC結合とかいろいろ入っているので、違う用途に転用しようとするとちょっと面倒そう。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/bplus/7/1/7_25/_pdf
センサ系ハーネスのワイヤレス化とかの話。例えば軽自動車ではハーネスが10kgくらいになるので、ある程度をワイヤレス化で削減できれば国内で年間60万トンのCO2削減に資する、と。航空機だとUH-60の話が少し。ハーネスが900kgになるのでワイヤレスで軽量化したいという点ももちろんだけど、「ワイヤレスなら撃たれても断線しない」みたいな利点も。軍事用で使うとなるとジャミングとかの問題も出てくるけど。人工衛星は概要程度に。
既存の通信技術は人間相手の高帯域幅でベストエフォート(レイテンシやジッタはある程度許容する)タイプなので、組込機器みたいに数ビット(8-12bit程度)のセンサ数百個から1kHz程度で遅延なくデータを集めてくるような通信プロトコルが存在しておらず、それがセンサ収集系のワイヤレス化の普及を拒む要因となっている。
三菱電機の静止衛星デュアルロンチ案、おそらくH3にDS2000改造だと思うけど、ボーイングのやつみたいに上下に重ねるのでなく、左右に2機並べるような感じ。イプシロンの小型衛星複数機打上げみたいな様相。上下結合に比べて地球面(ミッション機器)の自由度の高さや、軌道上では不要な過剰な強度が必要ない利点はあるけど、地球面の設計自由度の高さ以上に展開構造物の寸法制限が厳しそう。
三菱電機が三菱重工に頼み込んでロケット側で対応してもらうのが嫌、みたいな理由もあるんだろうけど、素直にMHI(&KHI)に頼んでH-IIAの4/4Dみたいなフェアリングを作ってもらうほうがはるかに楽な気がする。HTV-X用に専用のフェアリング作るくらいだから、小型静止衛星用にも専用のフェアリングを作ってもらって…… 半分はノーマルのS型を流用できるはずだし。GTOだけでなくLEOへのデュアルロンチとかにも使えるわけだし。
そもそも5年近く前の資料なので、この案がどの程度進んでいるのか(残っているのか)は不明だけど。
アメリカ国家偵察局は名前の通り諜報を担う組織なわけですが、彼らの活動領域はWFIRSTによって太陽系外惑星にまで拡大され、他恒星系にまで米国の監視が敷かれることになるのです……
WFIRSTにNAOJとかも参加してるんだな。NAOJって防衛省の補助金制度にかなり反発していたような印象だけど、アメリカの諜報機関から研究支援を受けるのは問題ないのかな?「こんな時代遅れの予備部品なんか持ってても倉庫を圧迫するだけだし捨てちまおう」ってやつをNASAが拾ってきただけだから、諜報機関から援助を受けているわけではない、みたいなことなのかな。あるいは軍事組織は駄目だけど諜報機関はOK、とか、日本では諜報機関が予算出してないからそっちの判断はまだやってない、とか、間に一つ組織を挟めば問題ない、とか。
/* 某SF続編どうなってるんだ */
PCの起動ボタン、タッチパネルでパスワードを入力するようなヤツとかないのかな。ゲーミングPCでクロックとか温度とかを表示できるタッチパネルを搭載したケースはあるらしいけど、電源ボタンはあくまでも単純な押しボタンでしかない。タッチパネルをスワイプしたらテンキーが出てきて正しいパスワードを入力したら起動できる、みたいなスクリーンがあったらかっこいいと思うんだけど。ケース開けてジャンパピン1本差し込めばパスワード無しで起動できるからセキュリティとしては全く無防備で、単純な見せつけだけ。あるいは、ケースを開けたりパスワードを複数回間違えるとタンパピンに通知してもいいけど。
液体酸素を使った鮭料理、という電波を受信。LN2を使った調理法はあるけど、LOXを使った料理は無さそうな気がする。フランベに一匙のLOXを…… /* 例えばドイツ語ではサケ類をLachsと書き、ユダヤ料理にはLoxという鮭料理がある */
極低温系の液体ロケットをやってる人たちのバーベキューでは鮭のホイル焼きがマスト?
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