如何使3D面膜

Question

目前我遇到一個技術問題，這讓我想改善以前的實現，該情況是：

我有5個GPIO引腳，我需要使用這些引腳作爲硬件標識符，例如：

pin1: LOW 
pin2: LOW 
pin3: LOW 
pin4: LOW 
pin5: LOW 

這意味着我的一個硬件變體，所以我們可以有很多組合。在以往的設計中，開發人員使用if-else實現這一點，就像：

if(PIN1 == LOW && ... && ......&& PIN5 ==LOW) 
{ 
    HWID = variant1; 
} 
else if(...) 
{ 
} 
... 
else 
{ 
} 

，但我認爲這是不好的，因爲這將有超過200點的變體，並且代碼將變得很長，我想改變它掩飾。我的想法是將這5個引腳視爲一個5位寄存器，並且由於我可以根據GPIO狀態來預測需要分配哪個變體（這已由硬件團隊定義，它們提供了一個變體列表，以及所有這些GPIO引腳配置）因此，代碼可能是這樣的：

enum{ 
    variant 0x0 //GPIO config 1 
    ... 
    variant 0xF3 //GPIO config 243 
} 

話，我可以先閱讀這五個GPIO引腳的狀態，並比較了一些面具，看看他們是否相等。

問題

然而，GPIO，它有三種狀態，即：低，高，OPEN。如果有一個好的計算方法來製作3D掩模？

Answer 1

你有5只腳各3個狀態。你可以用幾種方法來表達這一點。

首先，設想利用這種框架：

#define LOW (0) 
#define HIGH (1) 
#define OPEN (2) 

uint16_t config = PIN_CONFIG(pin1, pin2, pin3, pin4, pin5); 

if(config == PIN_CONFIG(LOW, HIGH, OPEN, LOW, LOW)) 
{ 
    // do something 
} 

switch(config) { 
    case PIN_CONFIG(LOW, HIGH, OPEN, LOW, HIGH): 
     // do something; 
     break; 
} 

uint16_t config_max = PIN_CONFIG(OPEN, OPEN, OPEN, OPEN, OPEN); 
uint32_t hardware_ids[config_max + 1] = {0}; 

// init your hardware ids 
hardware_ids[PIN_CONFIG(LOW, HIGH, HIGH, LOW, LOW)] = 0xF315; 
hardware_ids[PIN_CONFIG(LOW, LOW, HIGH, LOW, LOW)] = 0xF225; 

// look up a HWID 
uint32_t hwid = hardware_ids[config]; 

此代碼只是那種東西你想和引腳配置做。留下來實施的唯一的一點是PIN_CONFIG

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方法1

第一種方法是使用它作爲一個位字段保留，但每銷，而不是1位使用2個比特來表示每個引腳的狀態。我認爲這是最乾淨的，即使你爲每個銷釘「浪費」了一半。

#define PIN_CLAMP(x) ((x) & 0x03) 
#define PIN_CONFIG(p1, p2, p3, p4, p5) \\ 
    (PIN_CLAMP(p1) &      \\ 
    (PIN_CLAMP(p2) << 2) &    \\ 
    (PIN_CLAMP(p3) << 4) &    \\ 
    (PIN_CLAMP(p4) << 6) &    \\ 
    (PIN_CLAMP(p5) << 8)) 

這是一種不錯的，因爲它留下餘地「不關心」或「無效」值，如果你打算以後做搜索。

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方法2

或者，你可以用算術來做到這一點，並確保您使用的必要位的最小量。也就是說，〜1.5位來編碼3個值。正如預期的那樣，這從0到242共計3^5 = 243個狀態。 不知道你的情況，我相信這是你的針狀態最小的完整編碼。 （實際上，你必須使用8位編碼243個值，所以它的每個引腳的1.5位）

#define PIN_CLAMP(x) ((x) % 3) /* note this should really assert */ 
#define PIN_CONFIG(p1, p2, p3, p4, p5) \\ 
    (PIN_CLAMP(p1) &      \\ 
    (PIN_CLAMP(p2) * 3) &     \\ 
    (PIN_CLAMP(p3) * 9) &     \\ 
    (PIN_CLAMP(p4) * 27) &    \\ 
    (PIN_CLAMP(p5) * 81)) 

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方法1.1

如果你不喜歡預處理的東西，你可以使用函數有點像這樣：

enum PinLevel (low = 0, high, open); 

void set_pin(uint32_t * config, uint8_t pin_number, enum PinLevel value) { 
    int shift = pin_number * 2; // 2 bits 
    int mask = 0x03 << shift; // 2 bits set to on, moved to the right spot 
    *config &= ~pinmask; 
    *config |= (((int)value) << shift) & pinmask; 
} 

enum PinLevel get_pin(uint32_t config, uint8_t pin_number) { 
    int shift = pin_number * 2; // 2 bits 
    return (enum PinLevel)((config >> shift) & 0x03); 
} 

這跟隨第一（每值2位）的方法。

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方法1.2

YET用C的冷靜位域語法另一種方式：

struct pins { 
    uint16_t pin1 : 2; 
    uint16_t pin2 : 2; 
    uint16_t pin3 : 2; 
    uint16_t pin4 : 2; 
    uint16_t pin5 : 2; 
}; 

typedef union pinconfig_ { 
    struct pins pins; 
    uint16_t value; 
} pinconfig; 

pinconfig input; 
input.value = 0; // don't forget to init the members unless static 

input.pins.pin1 = HIGH; 
input.pins.pin2 = LOW; 

printf("%d", input.value); 

input.value = 0x0003; 
printd("%d", input.pins.pin1); 

工會允許您查看位域爲一個數字，反之亦然。

（注：所有的代碼經過充分測試）

Answer 2

這是我的建議，解決問題

#include<stdio.h> 

#define LOW 0 
#define HIGH 1 
#define OPEN 2 

#define MAXGPIO 5 

int main() 
{ 
    int gpio[MAXGPIO] = { LOW, LOW, OPEN, HIGH, OPEN }; 

    int mask = 0; 

    for (int i = 0; i < MAXGPIO; i++) 
     mask = mask << 2 | gpio[i]; 

    printf("Masked: %d\n", mask); 
    printf("Unmasked:\n"); 

    for (int i = 0; i < MAXGPIO; i++) 
     printf("GPIO %d = %d\n", i + 1, (mask >> (2*(MAXGPIO-1-i))) & 0x03); 

    return 0; 
} 

對代碼做一點解釋。

掩蔽
我使用2位保存每個GPIO值。的組合是：

• 00: LOW
• 01: HIGH
• 02: OPEN
• 03是無效

我迭代所述陣列GPIO（其中，i具有所獲取的值）以及創建在掩模mask變量左移2位並應用or操作。

取消屏蔽
要獲得的初始值我只是使相反的操作右移2位乘以GPIO的量 - 1，並用0×03

掩蔽我將掩模施加與×03因爲這些是我感興趣的一點。

這是該計劃的結果

$ cc -Wall test.c -o test;./test 
Masked: 38 
Unmasked: 
GPIO 1 = 0 
GPIO 2 = 0 
GPIO 3 = 2 
GPIO 4 = 1 
GPIO 5 = 2 

希望這有助於