RaspberryPiのGPIOでパルス幅の短いパルスを読み取る方法

Question

前提・実現したいこと

RaspberryPiのGPIO でパルスを受け取り、コールバック関数(gpioSetAlertFunc)を用いてカウントするプログラムを作成しています。
使用言語は　C++、使用ライブラリは pigpio　です。

発生している問題・エラーメッセージ

ここで問題が起こっています。
コールバック関数(gpioSetAlertFunc)のサンプリングレートはデフォルトで5μ秒であるのに対して、
GPIO に入力されるパルスの幅は600nsであり、読み落としてしまう事が予想されます。

600nsのパルス幅のパルスを読み取れるようにサンプリングレートを設定する、もしくは他の関数で読み取りを実現できる方法はないでしょうか。

私自身も探しましたが解決策を見つける事ができませんでした。
どなたか知っている方がいらっしゃいましたらご教授願います。

GPIO1,GPIO2でEVENT,OVERFLOWの２つの割り込みに待機して、割り込みが発生したらそれぞれのカウントを増やします。
また、EVENT割り込みが発生した際はGPIO3からGPIO10より、2進数8bitのデータを読み込み、表示します。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <pigpio.h>
#include <unistd.h>
#include <time.h>
#include <string>
#define locate(x,y) printf("\033[%d;%dH",x,y)
#define clr  printf("\033[2J")


unsigned long EventPulse = 0x00000000;
int ETCounter[256];
int OverFlow;
int Event;
char date[64];
unsigned char num = 0x00;
int ret1;
int ret2;

// callback1
void CallbackEvent(int GPIO, int level, uint32_t tick){
	char buffer[50];
  	sprintf(buffer,"%d%d%d%d%d%d%d%d",gpioRead(3),gpioRead(4),gpioRead(5),gpioRead(6),gpioRead(7),gpioRead(8),gpioRead(9),gpioRead(10));
  	int num=strtol(buffer,NULL,2);
  	ETCounter[num]++;
	Event++;
	

	locate(9,1);
	for(int i=0;i<=255;i=i+16){
		for(int j=0;j<=15;j++){
			printf("%4d",ETCounter[i+j]);
		}
		printf("\n");
	}
	//Event 
	locate(26,4);
	printf("Event : %d",Event);
	
}

//callback2
void CallbackOverFlow(int GPIO, int level, uint32_t tick){
	OverFlow++;
	

	//OverFlow
	locate(28,4);
	printf("OverFlow : %d",OverFlow);
	

}

	
	
		
//main
int main(){
	
	if(gpioInitialise()<0){
		return 1;
	}
	gpioSetMode(1,PI_INPUT);
	gpioSetMode(2,PI_INPUT);
	gpioSetMode(3,PI_INPUT);
	gpioSetMode(4,PI_INPUT);
	gpioSetMode(5,PI_INPUT);
	gpioSetMode(6,PI_INPUT);
	gpioSetMode(7,PI_INPUT);
	gpioSetMode(8,PI_INPUT);
	gpioSetMode(9,PI_INPUT);
	gpioSetMode(10,PI_INPUT);
	
	gpioSetPullUpDown(1,PI_PUD_DOWN);
	gpioSetPullUpDown(2,PI_PUD_DOWN);
	
	
	callback1=gpioSetAlertFunc(1,CallbackEvent);
	callback2=gpioSetAlertFunc(2,CallbackOverFlow);
	
	while(1){
		
		
		clr;
		locate(30,5);
		printf("A : END OBSERVATION");
		//Counter
		locate(9,1);
		for(int i=0;i<=255;i=i+16){
			for(int j=0;j<=15;j++){
				printf("%4d",ETCounter[i+j]);
			}
			printf("\n");
		}
		//Event 
		locate(26,4);
		printf("Event : %d",Event);
		//OverFlow
		locate(28,4);
		printf("OverFlow : %d",OverFlow);
		//GetTime
		locate(5,3);
		time_t t = time(NULL);
		strftime(date, sizeof(date), "%Y %m %d %H %M %S", localtime(&t));
		printf("STARTTIME = %s\n\n", date);
		
		int a=getchar();
		if(a =='A'){
			
			locate(30,5);
			printf("A : END OBSERVATION");
			//Counter
			locate(9,1);
			for(int i=0;i<=255;i=i+16){
				for(int j=0;j<=15;j++){
					printf("%4d",ETCounter[i+j]);
				}
				printf("\n");
			}
			//Event 
			locate(26,4);
			printf("Event : %d",Event);
			//OverFlow
			locate(28,4);
			printf("OverFlow : %d",OverFlow);
			//GetTime
			locate(6,3);
			time_t t = time(NULL);
			strftime(date, sizeof(date), "%Y %m %d %H %M %S", localtime(&t));
			printf("ENDTIME   = %s\n\n", date);
			}
		gpioTerminate();
		return 0;
	}
}
	
	
	

変更不可な部分
・RaspberryPi
・C++
・パルス幅600ns

Answer 1

割り込みかけたいならgpioSetISRFunc()です。

Comments

[megaman]

回答ありがとうございます。
gpioSetAlertFunc→gpioSetISRFunc(gpio番号,RISING_EDGE,0,コールバックする関数)
に変更し、実行してみましたが、割り込みが発生しません。
第３引数はタイムアウト を発生させないために0に設定しました。

他にも変更すべき点がもしございましたら教えていただきたいです。

この関数に関しましてもパルス幅に関する記述を見つける事ができませんでした。

[ozwk]

スイッチなりジャンパー線なりでピンを操作して割り込みが発生しますか？（つまり、長いパルスであれば割り込みが発生しますか？）

出力するパルスが鈍ってませんか？

出力パルスの電圧レベルはラズパイのgpioと合っていますか？

パルスは本当に出力されていますか？

[megaman]

回答ありがとうございます。
指示を頂いた項目をチェックしているうちに一つ疑問点が浮かんだので検証しました。

今回パルスを発生させる装置の動作電圧は５Vで、RaspberryPiのGPIO から給電していました。
しっかり５V出力できているか確認したところ、5V出力できておりませんでした。
そこでACアダプターを交換し再度確認したところ、５V出力を確認し、また問題点であったイベント割り込みの発生も確認する事ができました。ありがとうございます。

つまり、今回の問題はコードの内容ではなく、ハード面の不備にありました。
ozwk様のような視点で物事を検証できるよう精進します。
改めてありがとうございました。

Answer 2

GPIOとして読むなら、そのパルスを確実に読む方法はありません
そのパルスが来たということを知るだけなら、割り込み入力としてGPIOを設定し、割り込みが発生したかどうかでパルスの有無を判定できます

それが可能なのか、どのピンが割り込み入力に出来るか、は別途調べましょう

Comments

[megaman]

コメントありがとうございます。
今回GPIOに入力されるパルスのパルス幅が600nsと決まっているので、サンプリングレートを600nsよりも小さくする事で確実に割り込み入力する事ができるのではないかと考えていました。

誤解を生むような質問をしてしまい、大変申し訳ありません。
コードを追記しましたので、ご覧になっていただけると幸いです。

[y_waiwai]

サンプリングレートをその周期より小さく出来るなら、取りこぼすことはありません。
で、現状はどうなのでしょうか。

ラズパイをベアメタルでプログラムしている、というのであれば、600ns以下の周期でサンプリングするのも可能でしょう。それを検出するのになんの障害もありません。
で、現状はどうなの？（二回目

[megaman]

現状はgpioSetAlertFunc()のデフォルトのサンプリングレート5μsで実装しております。
疑問はサンプリングレートを600nsよりも小さくする方法はあるか。という事でした。

たびたび申し訳ありませんでした。