Saturation arithmetic

static inline uint32_t saturated_addu32(uint32_t x, uint32_t y)
{
        uint32_t sum = x + y;
        sum |= -(sum < x);
        return sum;
}

非負整數相加，結果變小時 OR -1，否則 OR 0，不用判斷式。

static inline uint32_t saturated_subu32(uint32_t x, uint32_t y)
{
        uint32_t z = x - y;
        z &= -(z <= x);
        return z;
}

非負整數相減，結果變大時 AND 0 成為 0，否則 AND -1 不變，不用判斷式。

https://en.wikipedia.org/wiki/Saturation_arithmetic

Rounding integer division

Rounding integer division (instead of truncating)

static inline uint32_t rounding_divu32(uint32_t x, uint32_t y)
{
        return (x+(y>>1))/y;
}

先加上除數的一半再除。

AM335x ADC

AM335x 有 8-channel ADC，可支援 4/5/8-線電阻式觸控。

• 8 類比輸入 AN0~AN7 (≤1.8V)，VDDA_ADC (1.8V)，VSSA_ADC (GND)，VREFN，VREFP
• ADC 是 12-Bit 的 Successive Approximation Register (SAR) ADC
• ADC 時脈最快 24MHz。
• 每個 ADC 轉換至少需要 15 ADC 時脈，包括 1x Sample Delay (SOC)、1x 取樣、12x Digitize、和 1x EOC。
• 取樣率？200K Samples per Second (24M = 15 x 8 x 200K ？)
• 輸入選自 8 類比輸入的多工。
• 整體運作是由一些 sequencer 達成，包括平常沒事在 idle，和 16 個 ADC 步驟、佮一個 touchscreen 充電步驟。
• 每個步驟 (包括 idle) 可設定個別 AFE 訊號，包括 single-ended 或 differential、RFM/INP/INM/RFP 選擇、WPN/YPN/XNP/YNN/YPP/XNN/XPP 狀態。
• 每個 ADC 步驟和充電步驟各自可以設定是否啟動，和 Open Delay。
  
• 每個 ADC 步驟可轉換一個 channel，可設定 Sample Delay、是否範圍檢查、使用 FIFO 0 或 FIFO 1、是否 Average 1/2/4/8/16、SW 或 HW、和 One-shot 或 Continuous。
  
• Programmable FSM sequencer。
• Software register bit for start of conversion
• Optional start of conversion HW synchronized to Pen touch or external HW event (but not both)
• Single conversion (one-shot) 或 Continuous conversions
• Sequence through all input channels based on a mask
• Programmable OpenDelay before sampling each channel
• Programmable sampling delay for each channel
• Programmable averaging of input samples - 16/8/4/2/1
• Differential or singled ended mode setting for each channel
• Store data in either of two FIFO groups
• Option to encode channel number with data
• Support for servicing FIFOs via DMA or CPU
• Programmable DMA Request event (for each FIFO)
• Dynamically enable or disable channel inputs during operation
• Stop bit to end conversion
• Support for the following interrupts and status, with masking:
• Interrupt for HW pen (touch) event
• Interrupt for HW Pen Up event
• Interrupt after a sequence of conversions (all non-masked channels)
• Interrupt for FIFO threshold levels
• Interrupt if sampled data is out of a programmable range
• Interrupt for FIFO overflow and underflow conditions
• Status bit to indicate if ADC is busy converting

參考

1. AM335x Sitara™ Processors datasheet
2. AM335x and AMIC110 Sitara™ Processors Technical Reference Manual

• https://www.teachmemicro.com/beaglebone-black-adc/
• http://beaglebone.cameon.net/home/reading-the-analog-inputs-adc
• https://beagleboard.org/static/librobotcontrol/group___a_d_c.html：Robotics Cape 和 BeagleBone Blue 包含兩個 voltage divider 量測 2-cell lithium battery 和 9-18V DC power jack 電壓，分別用 c_adc_batt() 和 rc_adc_dc_jack() 讀取。Robotics Cape 還有 6-pin JST-SH 插座可連結 4 potentiometers 或類比訊號到 AIN。

Successive-approximation ADC

Successive Approximation Register (SAR) ADC 是一種 ADC 作法，結果採二進位搜尋，多次 DAC 回溯比較，逐步縮小範圍確認：

1. 值先清為 0，並把輸入取樣後維持住，方便後續多次比較。
2. 最高位元預設為 1，經過 DAC 相當於和 1/2 的位置，如果比較小就清為 0。
3. 再來次高位元先設為 1，相當於和 1/2 ± 1/4 的位置比較，如果比較小就清為 0。
4. 再來 1/2 ± 1/4 ± 1/8 位置，... 愈來愈接近。
5. 如果要輸出 12-bit 的值，總共需要經過 12 次比較後輸出。

優點是省電，缺點是較慢。