ゼミのお話/ロボット工学者養成所/要素別/シリアル通信

プログラミング関係 †

構造体struct termios †

構造体struct termiosの定義 †

• struct termiosはシリアルポートを含む汎用ターミナルインタフェースの設定を扱う構造体であり，定義は以下のようになっている．
  • struct termios {
    • tcflag_t c_iflag; /* 入力フラグ */
    • tcflag_t c_oflag; /* 出力フラグ */
    • tcflag_t c_cflag; /* 制御フラグ */
    • tcflag_t c_lflag; /* ローカルフラグ */
    • cc_t c_cc[NCCS]; /* 特殊制御文字の設定 */
  • };
• 入力フラグ
  • 端末(この場合armadillo)への入力に関する設定である．特に文字入力の仕方(入力の8ビット目を落とす，パリティ検査を行うなど)を制御する．
• 出力フラグ
  • 端末(この場合armadillo)からの出力に関する設定である．特に出力処理の実行の仕方(改行をCR/LFに変更するなど)を制御する．
• 制御フラグ
  • 端末(この場合armadillo)のハードウェアに関する設定である．RS-232のシリアルライン(モデムの状態信号の無視，文字ごとのストップビット数など)に影響する．
• ローカルフラグ
  • 端末(この場合armadillo)のその他の設定である．ドライバとユーザのインターフェース(エコーのオン/オフ，削除した文字の表示方法，端末生成シグナルの有無，バックグラウンドからの出力を止めるジョブ制御シグナルなど)に影響する．

基本的な使い方 †

• tcgetattrにてプログラム開始時の初期設定を読み込む
• new = old などとして初期設定と同じ新しい設定変数を作成し，以後新しい設定変数を使う
• cfsetspeedなど必要に応じて必要な箇所のみの変更を行う
• 通信処理
• プログラム終了時に初期設定に戻す

入力データの取り扱い †

入力方式と処理方法 †

• シリアルデバイスにおいてデータの入力はread関数によって行われる．この時，read関数が受け取るデータの単位と受け取る時の処理に幾通りかの方法がある．受け取るデータの単位に関する方法として，カノニカル入力処理と非カノニカル入力処理がある．また受け取る時の処理方法として，同期処理と非同期処理がある．

カノニカル・非カノニカル入力方式 †

• カノニカル入力処理(デフォルト)
  • 外部からの全ての入力は，行単位で処理される．つまり，readによって得られるデータは1行全体である．よってデータは以下のいずれかで終わる．

    NL(ASCIIのLF)

    ファイル終端

    行終端文字

    注意点としては，標準の設定ではCR(DOS/Windowsのデフォルトの行終端文字)は行終端とはならない．

• 非カノニカル入力処理
  • read関数を呼び出す際に読み込むデータの大きさを指定する方法である．特に，プログラムが決まった文字数のキャラクタを読み込む時や，接続したデバイスが大量の文字を送ってくる場合に使用する．

同期・非同期処理 †

• 同期処理
  • read関数にてデータ読み込みが始まると，データを読み終えるまでプログラムの処理は中断される．つまりデータが読み込まれるまで待つ．
• 非同期処理
  • read関数にてデータ読み込みが始まると，プログラム自体はread関数の次の行から処理が再開される．つまり，データが読み終えるまで待たずに，次の処理が続行される．データ読み込みが終わるとシステムがプログラムにシグナル(信号・合図)を送るしくみとなる．