Libuart

Allgemeines

Die Mikrocontroller der AVR-Architektur der Firma Atmel bieten je nach Typ eine mehr oder weniger umfangreiche Hardwareausstattung. In manchen Anwendungsfällen werden allerdings mehr serielle Schnittstellen benötigt, als die Hardware als UARTs (Universal Asyncronous Receiver Transmitter) zur Verfügung stellt. Weiters gibt es serielle Übertragungsparameter, die von der AVR-Hardware nicht - beziehungsweise nicht bei jedem Modell eines UARTs - unterstützt werden. In den genannten Fällen kann die Implementierung eines Software-UART eine Lösung sein.

Libuart ist die Implementierung solcher Software-UARTs für Mikrocontroller der Atmel AVR Architektur und entstand im Rahmen meiner Bakkalaureats-Arbeit "Implementierung unterschiedlicher Software-UART Varianten für die Atmel AVR Architektur". Ziel dieser Arbeit war der Vergleich der Leistungsfähigkeit verschiedener Implementierungsvarianten in Hinblick auf Performance und Störanfälligkeit. Auf Anregung meines Betreuers DI Dr.techn. Wilfried Elmenreich vom Institut für Technische Informatik an der TU Wien entschloß ich mich, die Quellen der Libuart-Implementierung unter einer Open Source Lizenz zu veröffentlichen.

Libuart ist mit folgenden Mikrocontrollern entwickelt und getestet worden:

• ATmega128 im ATmega103-Kompatibilitätsmodus
• AT90S8515
• AT90S4433
• ATmega128

Libuart implementiert folgende UART-Sender bzw. Empfänger:

• HW-Sender Referenz-Sender basierend auf dem Hardware-UART.
• TI-Sender Nutzt den Timer, um einen Pin zu bestimmten Zeitpunkten auf High- oder Low-Pegel zu setzen.
• OC-Sender Nutzt den Timer zusammen mit der Output-Compare-Funktion, um den OC1A-Pin auf High- oder Low-Pegel zu setzen.


• HW-Empfänger Referenz-Empfänger basierend auf dem Hardware-UART.
• TI-Empfänger Nutzt den Timer, um den Pegel an einem Pin zu bestimmten Zeitpunkten auszulesen. Nutzt weiters die Input-Capture-Funktion, um den Beginn eines Datenwortes zu erkennen.
• IC-Empfänger Nutzt die Input-Capture-Funktion, um Pegelwechsel auf der Leitung zu erkennen und aus den zugehörigen Timerwerten das Datenwort zu errechnen.
• ICTI-Empfänger Eine Kombination aus IC- und TI-Empfänger. Stellt mit der Input-Capture-Funktion den Zeitpunkt eines Flankenwechsels fest, über einen Outputcompare-Interrupt werden die Berechnungen im Bitzellentakt ausgeführt.

Libuart wurde mit folgenden seriellen Parametern getestet:

• Nutzdaten: 5 bis 9 Bit
• Parität: gerade, ungerade, keine
• Stopbits: 1 oder 2
• Viele verschiedene Baudraten

Die Bakkalaureatsarbeit gibt Auskunft über die einzelnen durchgeführten Tests, und welche Implementierungen welche Tests bestanden.

Lizenzbedigungen zu den Libuart-Quellen (entsprechen der MIT-Lizenz)

libuart libraries and the libuart test programs are copyright 2004-2005 Michael Abmayer.

Portions are copyright Wilfried Elmenreich, Thomas Egger, Wolfgang Haidinger, Christian Trödhandel and Bettina Weiss.

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