音源とオーディオの電子工作（予定）: Nucleo F446RE(mbed)の内蔵DACとSPI DACのMCP4922の速度を比較する

2017年6月22日木曜日

Nucleo F446RE(mbed)の内蔵DACとSPI DACのMCP4922の速度を比較する

結論から言うと、内蔵DACの方が圧倒的に速かった。

mbedでプログラムを書いて、SPI DACのMCP4922とNucleo F446RE内蔵DACの処理時間を比較してみた。

どちらも12bit。

/*
 * 内蔵DACとMCP4922に出力するテスト
 *
 * 2017.06.21
 *
 */

#include "mbed.h"
#include "rtos.h"

#define SPI_CLOCK   (24000000)

SPI SpiM(SPI_MOSI, SPI_MISO, SPI_SCK);  // mosi, miso, sclk
DigitalOut Cs(D10, 1);

AnalogOut InternalDac(PA_4);

DigitalOut CheckPinD2(D2);
DigitalOut CheckPinD3(D3);

// v: 0..0x0fff
void OutMCP4922(uint16_t v)
{
    //v &= 0x0fff;

    // Channel A
    Cs = 0;
    SpiM.write(v >> 8 | 0x30);    // 0x30: DAC_A(0) | Vref Unbuffered(0) | Vout 1x(1) | !SHDN(1)
    SpiM.write(v & 0xff);
    Cs = 1;
}


// v: 0..0xffff
void OutInternalDac(uint16_t v)
{
    InternalDac.write_u16(v);
}

int main()
{
    SpiM.format(8, 0);
    SpiM.frequency(SPI_CLOCK);

    uint16_t count = 0;
    for (;;) {
        uint16_t v12 = count >> 4;
        uint16_t v16 = count;
        
        CheckPinD2 = 1;
        OutMCP4922(v12);
        CheckPinD2 = 0;

        CheckPinD3 = 1;
        OutInternalDac(v16);
        CheckPinD3 = 0;
        
        count += 0x100;

        Thread::wait(1);
    }
}

Nucleoをmbedで使って、SPIの周波数設定をするとちょうどの周波数にはならない。おそらくマスタークロックの分周比なのだと思う。

こういうハードウェア寄りの使い勝手はmbedの弱点ではあります。

SPI::frequency()でSPIクロックの周波数を変えて測定してみた。

ブレッドボード配線図

MCP4922にはLDAC pinがあって、これをH→LするとA ChannelとB Channelが同期して
同時に電圧が出力されるが、LDACをL（GND）に落としておくと、CSのアクティブ/インアクティブで制御できるようだ。配線や処理時間のコストがシビアな場合は役に立つと思う。（A Channelだけしか試してないです）

1MHz