Beingの徒然日記（１）

2015/04/11

（１）実行環境について

マシン：Raspberry Pi B+
Ｏ　Ｓ：RASPBIAN(2015-02-16版)

（２）円周率計算プログラムについて

GMPの「Compute billions of digits of π using GMP!」にあるgmp-chudnovsky.cを使用させて頂きました。

（３）GMPライブラリと円周率計算プログラムのダウンロード、コンパイル

作業フォルダ"pi"を作成し、そこにGMPライブラリと円周率計算プログラムをダウンロード、コンパイルします。

$ mkdir pi
$ cd pi
$ wget https://ftp.gnu.org/gnu/gmp/gmp-6.0.0a.tar.xz
$ tar xvf gmp-6.0.0a.tar.xz
$ cd gmp-6.0.0/
$ ./configure
$ make -j4
$ make -j4 check
$ cd ..
$ wget https://gmplib.org/download/misc/gmp-chudnovsky.c
$ cc -Wall -static -o gmp-chudnovsky gmp-chudnovsky.c -Igmp-6.0.0 -Lgmp-6.0.0/.libs -lgmp -lm

raspbianデフォルトの状態では"m4"が入っていないためconfigureがエラー終了します。その場合は"sudo apt-get install m4"でm4をインストールします。その後、もう一度./configureを実行します。

GMPのコンパイルは小一時間かかります。（Raspberry Pi B+の場合）

（４）円周率計算プログラムの実行

・円周率1,000桁

円周率表示ありで0.03秒でした。

$ time -p ./gmp-chudnovsky 1000 1
#terms=70, depth=8
sieve   time =  0.000
...................................................

bs      time =  0.010
   gcd  time =  0.000
div     time =  0.000
sqrt    time =  0.000
mul     time =  0.000
total   time =  0.010
   P size=1334 digits (1.334000)
   Q size=1327 digits (1.327000)
pi(0,70)=
0.314159265358979323846264338327950288419716939937510582097494459230781640628620899862803482534211706798214808651328230664709384460955058223172535940812848111745028410270193852110555964462294895493038196442881097566593344612847564823378678316527120190914564856692346034861045432664821339360726024914127372458700660631558817488152092096282925409171536436789259036001133053054882046652138414695194151160943305727036575959195309218611738193261179310511854807446237996274956735188575272489122793818301194912983367336244065664308602139494639522473719070217986094370277053921717629317675238467481846766940513200056812714526356082778577134275778960917363717872146844090122495343014654958537105079227968925892354201995611212902196086403441815981362977477130996051870721134999999837297804995105973173281609631859502445945534690830264252230825334468503526193118817101000313783875288658753320838142061717766914730359825349042875546873115956286388235378759375195778185778053217122680661300192787661119590921642019894e1
real 0.03
user 0.01
sys 0.00

・円周率100万桁
円周率表示なしの計算のみで14.74秒でした。

$ time -p ./gmp-chudnovsky 1000000
#terms=70513, depth=18
sieve   time =  0.150
..................................................

bs      time = 10.910
   gcd  time =  0.000
div     time =  1.800
sqrt    time =  0.970
mul     time =  0.730
total   time = 14.580
   P size=1455608 digits (1.455608)
   Q size=1455601 digits (1.455601)
real 14.74
user 14.58
sys 0.09

2014/12/23

2014/10/25

　すこし前に購入した電波時計モジュール（40KHz） [MAS6180-40KHZ]を使って電波時計を作ってみることにしました。電波時計モジュールから出力されるパルス信号をAVRマイコンでデコードして7segLEDかLCDに表示するつもりです。
　ところが実際にデバッグを始めたところ困ったことが発生。電波時計モジュールから出力されるパルス信号がノイズだらけでデコードできないようなのです。電波時計モジュールとAVRマイコンを窓際に持っていくと正しいパルスが出てくるのですが、マイコンデバッグ用PCに接続するためにPCが設置されている場所まで持っていくと出力パルスが怪しくなります。原因として考えられるのは以下の２点です。

　１）電波が弱いため窓際でないと正しく受信できない。
　２）PCが出すノイズに邪魔される。

　PCの電源を落とすとだいぶ改善されるので２）の要因が大きいのだと思います。

　PCなしではマイコンのデバッグができないので、電波時計モジュールのパルス出力を疑似出力する「JJYシミュレータ」なるツールをAVRマイコンで試作することにしました。

構成

いつものAVRマイコン（ATmega168/328マイコンボードキット）を使用します。
ATmega168/328マイコンボードキットのPB5ピンにはLEDが実装されているので、このピンをパルス出力ピンにします。
パルス出力のフォーマットはNICTの長波JJY送信方法を参考にしました。
時刻情報はタイマ１で生成した10Hzから生成します。
時刻合わせ機能はありません（プログラム上で初期値を定義し、常に初期値からスタート）
タイマ０で40kHzを生成し、PD6(OC0A)ピンに出力します。このときパルス出力で送信OFF/ONを制御します。
パルス出力の状況はシリアル(RS232C)に出力します。

今回はパルス出力だけで良かったのですが、遊びで40kHz出力もつけてみました。

使ってみて

　まだ本来の目的（パルス出力を使って電波時計のデバッグ）は試していません。
　替わりに40kHz出力を試してみたところ見事に動きました。PD6ピンに15cmぐらいの線材を接続し市販電波時計に近づけてみたところ同期してくれました。10cmぐらい離しても同期します。
　本物のJJYの電波形式（A1B）とはちょっと違う40kHzの矩形波のON/OFFですがうまく動きました。
　頭では分かっているけど、実際に動いている所をみると電波は面白いというか不思議ですね。

シリアル出力例

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