Mikrocontroller.net - Benutzerbeiträge [de]

LFSR

2022-07-03T22:26:28Z

172.26.45.37: LFSR

Als '''Linear Feedback Shift Register''' werden Schieberegister mit linearer Rückkopplung bezeichnet, bei denen das Eingangsbit mit einer binären Funktion aus dem vorherigen Zustand erzeugt wird. Am Meisten wird die Exklusiv-Oder-Verknüpfung (XOR) in digitalen Schaltungen benutzt. Mit einem LFSR kann eine Folge von Bits erzeugt werden, die zufällig erscheint.

== Funktion ==
Zu Beginn wird das Register mit einem Anfangswert, dem sogenannten "seed" geladen. Ab dann läuft die Bildung neuer Werte völlig deterministisch ab, bis es sich wiederholt. Die maximale Zahl unterschiedlicher Werte ist durch die Art der Verschaltung bestimmt und beträgt maximal 2hochN Zustände.

== Anwendung ==
Zu den Anwendungen von LFSRs gehören die Erzeugung von Pseudo-Zufallszahlen, Pseudo-Rauschsequenzen und schnellen digitalen Zählern. Auch CRC-Codes für die zyklische Redundanzprüfung können so erzeugt werden.

== Typen ==

== Links ==

* [https://www.mikrocontroller.net/topic/510150 Spektrum eines LFSR]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/525127 Muster von Zufallszahlen]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/517763 Weisses Rauschen mit LFSR]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/524810 CRC Berechnung in Hardware mit LFSR]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/522840 zufallszahlen einfach erzeugen]
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/519094 LFSR Tabelle woher kommen die Werte?]

Glossar

2022-07-03T22:12:37Z

172.26.45.37: /* L */ LFSR

{{TOC}}

== A ==

;ABI: '''A'''pplication '''B'''inary '''I'''nterface: Das Binärinterface, das zum Datenaustausch verwendet wird, z.B. die Registerverwendung in einer Funktion und für Parameterübergabe, Datenablage, Strukturlayout, etc. Jeder [[Compiler]] erzeugt Code nach einer bestimmten ABI, so daß der Code aus unterschiedlichen Modulen und Bibliotheken zusammenpasst. Beim Mischen von Hochsprachen mit (Inline-)Assembler muss auf ABI-Konformität geachtet werden. Compiler-Schalter können das ABI beeinflussen. Beispiel: -fpack-struct beim GCC.

;[[ADC]]: '''A'''nalog '''D'''igital '''C'''onverter. Im Deutschen auch 'ADU'.

;[[ADSR]]: '''A'''ttack '''D'''ecay '''S'''ustain '''R'''elease. Ein Amplitudenverlauf als Hüllkurve, die hauptsächlich in der elektronischen Musik - aber auch bei der Verhaltensbeschreibung von Regelersystemen verwendet wird

;[[AGC]]: '''A'''utomatic '''G'''ain '''C'''ontrol. Ein Schaltkreis oder eine Software zur selbsttätigen Verstärkungsanpassung in Form einer Regelung.

;[[ARC]]: '''A'''udio '''R'''eturn '''C'''hannel. Der Rückkanal bei HMDI-gekoppelten Audiogeräten

;[[ARM]]: '''A'''dvanced '''R'''ISC '''M'''achine. Eine Mikrocontrollerfamilie des Types RISC ("reduced instruction set") bzw. die Firma, die diese designt und lizensiert.

;[[AVR]]: Eine Mikrocontrollerfamilie von Atmel. Der Ursprung des Namens ist unklar.

== B ==

;[[BGA]]: '''B'''all '''G'''rid '''A'''rray: Eine Gehäuseform für ICs.

;Bit: '''Bi'''nary Digi'''t''': Kleinste Informationseinheit, siehe [[Bitmanipulation]].

;BNC: '''B'''ajonet '''N'''ut '''C'''onnector: Ein Steckverbinder für Koaxialkabel.

;[[BPM]]: '''B'''eats '''p'''er '''m'''minute: Anzahl der Herzschgläge bei Cardio-Applikationen / Zahl der Schlagzeugschläge je Minute in der Musik

;[[BPS]]: '''B'''its '''p'''er '''s'''econd: Anzahl der Bits je Sekunde, Masszahl für die Übertragungsgeschwindigkeit / Bandbreite

;[[BSDL]]: '''B'''oundary '''S'''can '''D'''escription '''L'''anguage: Eine Sprache für [[boundary scan]]-basiertes Testen und Debuggen.

== C ==

;[[C]]: Eine weit verbreitete Programmiersprache.

;[[CAN]]: '''C'''ontroller '''A'''rea '''N'''etwork: Ein Netzwerk für kleine [[Mikrocontroller]], ursprünglich für die Automobilbranche entwickelt.

;[[CCD]]: '''C'''harge '''C'''oupled '''D'''evices: (Ladungsverkoppelte Bauteile), eine Bezeichung für Bildsensoren

;[[CDC]]: '''C'''ross '''D'''omain '''C'''rossing: ein Synonym für Taktübergänge in digitalen Schaltungen

;[[CDC]]: '''C'''ommunication '''D'''evice '''C'''lass: Im USB-Standard festgelegte (OS-unabhängige) Emulation serieller Geräte über USB

;[[CDS]]: ''' C'''omponent '''D'''esign '''S'''pecification: formelle Designbeschreibung

;[[CLB]]: '''C'''onfigurable '''L'''ogic '''B'''lock: elementares konfigurierbares Logikelement in PLDs

;[[CMB]]: '''C'''ommand '''M'''anagement '''B'''lock: der Befehlsinterpreter in einer CPU-Plattform, meist im Bereich der Kommunikationsschnittstelle, auch [[CMI]]

;[[CMT]]: '''C'''lock '''M'''anagement '''T'''ile: Ein takterzeugendes Element in einem (Xilinx)-FPGA

;[[CNC]]: '''C'''omputerized '''N'''umerical '''C'''ontrol: Computer gesteuerte Steuerung, z.B. bei Werkzeugmaschinen

;[[CPLD]]: '''C'''omplex '''P'''rogrammable '''L'''ogic '''D'''evice: Ein programmierbarer Logikbaustein

;[[CRS]]: ''' C'''omponent '''R'''equirement '''S'''pecification: formelle Anforderungsspezifikation

== D ==
;[[DAC]]: '''D'''igital to '''A'''nalog '''C'''onverter
;[[DCC]]: '''D'''igital '''C'''ommand '''C'''ontrol: Standard zur digitalen Steuerung von Modelleisenbahnen
;[[DCM]]: '''D'''igital '''C'''lock '''M'''anager, eine Takterzeugungseinheit in [[FPGA]]s
;[[DDC]]: '''D'''igital '''D'''own '''C'''onversion: Abtastfrequenzverringerung in der Signalverarbeitung
;[[DDR]]: '''D'''ouble '''D'''ata '''R'''ate: "doppelte Datenrate", oft in Verbindung mit [[RAM]]s verwendet
;DDS: '''D'''igital '''D'''ata '''S'''torage: Bezeichung für grosse Massenspeicher in der Computertechnik
;[[DDS]]: '''D'''irect '''D'''igital '''S'''ynthesis: Verfahren zur Wellenformerzeugung - i.d.R ein Sinus

;[[DFS]]: '''D'''igital '''F'''requency '''S'''ynthesis: Allgemeiner Begriff bzw digitale Wellenformerzeugung

;[[DMX]]: Protokoll zur Steuerung von Lichteffektgeräten
;[[DRC]]: '''D'''esign '''R'''ule '''C'''heck, ein Prüfvorgang auf geometrische Fehler in einem PCB-Layout
;[[DTMF]]: '''D'''ual '''T'''one '''M'''ultiple '''F'''requency: Tonwahlverfahren im Telephon
;[[DUC]]: '''D'''igital '''U'''p '''C'''onversion: Abtastfrequenzerhöhung in der Signalverarbeitung

== E ==

;[[EDO]]: '''E'''nhanced '''D'''ata '''O'''ut, ein (inzwischen veraltetes) Datenformat beim [[RAM]]s.

;[[EEPROM]]: '''E'''lectrical '''E'''rasable and '''P'''rogrammable '''R'''ead '''O'''nly '''M'''emory: Ein nichtflüchtiger [[Speicher#EEPROM|Speicher]].

;[[EMV]]: '''E'''lektro'''m'''agnetische '''V'''erträglichkeit: Beschreibt das Verhalten von Geräten bezüglich Aussenden von elektromagetischen Störungen und die Toleranz bezüglich Einstrahlung eben dieser.

;[[ERC]]: '''E'''lectrical '''R'''ule '''C'''heck, ein Prüfvorgang auf Fehler in einem [[PCB]]-Layout, bzw einem Schaltplan.

;[[ESR]]: '''E'''quivalent '''S'''eries '''R'''esistance, der effektive innere Widerstand von z.B. Kondensatoren.

== F ==

;FBGA: '''F'''ine [[BGA|'''B'''all '''G'''rid '''A'''rray]]: Eine Gehäusebauform für ICs.
;FCU: '''F'''low '''C'''ontrol '''U'''nit: eine logische Einheit in einem Microcontroller oder einem FPGA, welche einen Datenfluss steuert, z.B. in einer Rechenpipeline
;FEC: '''F'''orward '''E'''rror '''C'''orrectopn: Fehlerkorrekturverfahren, welches die Paritätsinformation vor den eigentlichen Daten sendet und somit eine on the fly Korrektur im Empfänger ermöglicht
;FEM: '''F'''inite '''E'''lemente '''M'''ethode: Rechenverfahren, das mittels Stützstellenapproximation und Minimierung eines Energiefunktionals Systemzustände ermittelt
;[http://de.wikipedia.org/wiki/Schnelle_Fourier-Transformation FFT]: '''F'''ast '''F'''ourier '''T'''ransformation: Ein Algorithmus zur effizienten Berechnung der [http://de.wikipedia.org/wiki/Diskrete_Fourier-Transformation Diskreten Fourier-Transformation] für den Fall gleicher Zeitabstände der Eingabewerte und einer Zweierpotenz als Anzahl der Eingabewerte. Die Fourier-Transformation bildet eine Funktion auf ihr Frequenzspektrum ab, was vielfach in der Signalverarbeitung Anwendung findet neben anderen Transformationen wie Laplace-Transformation, Wavelet-Transformation oder Z-Transformation.
;FI: Fehlerstromschutzschalter (Ein anderer Name für RCD.)
;[[FIFO]]: '''F'''irst '''I'''n '''F'''irst '''O'''ut: Eine Organisationsform für einen Zwischenspeicher, bei dem die Daten in der Reihenfolge ausgegeben werden, in der sie eingeschrieben wurden
;[[FMEA]]: '''F'''ault '''M'''ode '''E'''ffect '''A'''nalsys, englisch für die Analyse von Funktionsfehlern eines Systems infolge äusserer Einflüsse, deutsch auch "Fehlermöglichkeitseinflussanalyse"
;[[FOC]]: '''F'''ield '''O'''riented '''C'''ontrol, englisch für feldorientierte Regelung (bei Motoren)
;[[FPGA]]: '''F'''ield '''P'''rogrammable '''G'''ate '''A'''rray: Bezeichnung für jederzeit wieder programmierbare Logikbausteine.
;[[FPU]]: '''F'''loating '''P'''oint '''U'''nit: Teil eines Prozessors, der Berechnungen mit Gleitkommazahlen unterstützt.
;[[FSM]]: '''F'''inite '''S'''tate '''M'''achine, englisch für Zustandsautomat; eine Schaltung, die einen Ablauf in Form einer Software realisiert, z.B. in einem Microcontroller oder auch einem Logikbaustein

== G ==

;GFCI: '''G'''round '''F'''ault '''C'''urrent '''I'''nterrupter: eine Art RCD eingebaut in eine Steckdose. Bei Steckdosen für draußen und im Bad in Nordamerika anzutreffen.

;GFR: '''G'''eneral '''F'''unction '''R'''egister: s.u.
;GPR: '''G'''eneral '''P'''urpose '''R'''egister: Arbeitsregister eines Prozessors. Bei vielen Architekturen müssen Daten in solche Register geladen werden, um sie bearbeiten zu können. Bei [[AVR]] sind das die Register R0 – R31
;GMI:
;GMII: '''G'''igabit '''M'''edia '''I'''ndependent '''I'''nterface, ein [[MII]] für Gigabit-PHYs
;GPS: '''G'''lobal '''P'''ositioning '''S'''ystem
;GPU: '''G'''raphic '''P'''rocessing '''U'''nit, eine Grafikverarbeitungseinheit, meist für die Grafikarte in Rechnern verwendet, oft auch im Zusammenhang mit der Benutzung derselben als Coprozessor
;GSM: '''G'''lobal '''S'''ystem for '''M'''obile Communications: Das Mobilfunknetz der zweiten Generation (auch 2G genannt). Darüber können Gespräche (circuit switched) und Daten (packet switched, GPRS) übertragen werden.
;GTP: '''G'''igabit '''T'''ransceiver '''P'''ort: Ein high speed port bei FPGAs

== H ==

;HF: Hochfrequenz

;HIL: → Wikipedia: [http://de.wikipedia.org/wiki/Hardware_in_the_Loop '''H'''ardware '''i'''n the '''L'''oop].

;HP: '''H'''orse '''P'''ower, engl. Bezeichnung für mechanische Leistung, siehe Pferdestärek
;HPF: '''H'''igh '''P'''ass '''F'''ilter: Englisch für Hochpass-[[Filter]], seltener auch nur '''HP'''

== I ==

;IIR: '''I'''nfinite '''I'''mpulse '''R'''esponse: Bezeichnet ein bestimmte Sorte von [[Filter]]n, mit unendlicher Sprungantwort.

;ISA: '''I'''nstruction '''S'''et '''A'''rchitecture: Registerstruktur und Befehlssatz eines Prozessors/[[Mikrocontroller]]s bzw. einer Prozessorfamilie.

;[[ISP]]: '''I'''n '''S'''ystem '''P'''rogramming: Der Mikrocontroller wird direkt auf der Zielhardware programmiert.

;ISR: '''I'''nterrupt '''S'''ervice '''R'''outine: Ein Programmstück, das nach Eintreten eines bestimmten Ereignisses ausgeführt wird. Siehe [[Interrupt]].

;IRQ: '''I'''nterrupt '''R'''e'''q'''uest: Ein Ereignis, das einen [[Interrupt]] auslöst. In der Regel wird die Programmausführung unterbrochen und ein spezielles Programmstück, eine ISR, ausgeführt und danach zum ursprünglichen Programmcode zurückgekehrt. Viele IRQs können aktiviert oder deaktiviert werden.

== J ==

;[[JTAG]]: '''J'''oint '''T'''est '''A'''ction '''G'''roup: Eine Funktion für komplexe ICs, um diese im aufgelöteten Zustand zu prüfen bzw. zu programmieren und debuggen (Mikrocontroller).

== K ==

;KDE: Oberfläche bei Linux

== L ==
;[[LFSR]]: '''L'''inear '''F'''eedback '''S'''hift '''R'''egister: Rückgekoppeltes Schieberegister

;LIFO: '''L'''ast ''''I'''n '''F'''irst '''O'''ut: azyklisch beschriebener Speicher, der wie ein Stapel (stack) arbeitet

;LPF: '''L'''ow '''P'''ass '''F'''ilter: Englisch für Tiefpass[[Filter]], teilweise auch nur '''LP'''

;LSB: '''L'''east '''S'''ignificant '''B'''yte: Das niederwertigste Byte in einem Datenwort mit mehreren Bytes. Je nach Zusammenhang aber auch
: '''L'''east '''S'''ignificant '''B'''it: niederwertigstes Bit.

;LTE: '''L'''ong '''T'''erm '''E'''volution: LTE ist ein Mobilfunkstandard und auch als 4G (fourth generation) bekannt. Der Vorgänger von LTE ist 3G (third generation).

== M ==

;MAC: '''M'''edia '''A'''ccess '''C'''ontroller: Bezeichnung für die Logik, die einen Baustein steuert, meist im Zusammenhang mit Ethernet verwendet

;MCB: '''M'''ain '''C'''ontrol '''B'''lock: Eine allgemeine Bezeichnung für die zentrale Steuerlogik in einem System
: '''M'''emory '''C'''ontroller '''B'''lock: Abkürzung für einen Speichercontroller z.B. in einem FPGA

;MCU: '''M'''ain '''C'''ontrol '''U'''nit: Die zentrale Steuerlogik in einem System, auch '''[[CPU]]'''
: '''M'''icro '''C'''ontroller '''U'''nit: allgeine Bezeichnung für einen Prozessor

: '''M'''icro '''E'''lectro '''M'''echanical '''S'''ystem : Abkürzung für ein Bauelement der Mikrosystemtechnik

;MIG: '''M'''emory '''I'''nterface '''G'''enerator: Eine Software, die ein Speicherinterface in [[FPGA]]s konfiguriert

;MII: '''M'''edia '''I'''ndependent '''I'''nterface, ein Begriff für ein allgemeines, bausteinunabhängiges Interface, oft in Verbindung mit Ethernet-PHYs verwendet

;[[MIPS]]: '''M'''illion '''i'''nstructions '''p'''er '''s'''econd
: '''M'''icroprocessor without '''i'''nterlocked '''p'''ipeline '''s'''tages.

;MMC: '''M'''ulti '''M'''edia '''C'''ard: Eine kleine Speicherkarte

;MSB: '''M'''ost '''S'''ignificant '''B'''yte: Das höchstwertige Byte in einem Datenwort mit mehreren Bytes. Je nach Zusammenhang aber auch
: '''M'''ost '''S'''ignificant '''B'''it: höchstwertiges Bit.

;[[Modbus]]: Ein älteres, aber immer noch oft eingesetztes Busprotokoll für serielle Verbindungen. In der Modbus [[TCP]]-Variante auch ethernetfähig

== N ==

;NCO: '''N'''umeric '''C'''ontrolled '''O'''scillator. Ein numerisch/digital arbeitender Schwingkreis - siehe auch [[DDS]].

== O ==

; OCDS: '''O'''n '''C'''hip '''D'''ebug '''S'''upport

== P ==
;[[PAM]]: '''P'''ulse '''A'''mplituden '''M'''odulation: Umsetzung eines Wertes auf analoge Spannungszustände, z.B. bei Ethernet
;[[PCM]]: '''P'''ulse '''C'''ode '''M'''odulation: Umsetzung eines analogen Wertes auf ein digitales Signal - auch als Begriff für das Datenformat verwendet. Siehe [[Pulscodemodulation]]
;PDM: '''P'''ulse '''D'''ichte '''M'''odulation: Umsetzung eines Wertes auf ein 1-Bit Signal, siehe [[Pulsdichtemodulation]]
;[[PFC]]: '''P'''ower '''F'''actor '''C'''orrection: Eine Schaltung, die Blindleistung kompensiert
;PHY: Bezeichnung für einen physikalischen Chip, oft im Zusammenhang mit Ethernet verwendet
;[http://de.wikipedia.org/wiki/Phase-locked_loop PLL]: '''P'''hase '''L'''ocked '''L'''oop: Eine Schaltung, die einen Ausgangstakt mit definierter Phaselage zu einem Eingangstakt generiert.
;[[PSU]]: '''P'''ower '''S'''upply '''U'''nit: Bezeichnung für die Stromversorgungseinheit
;[[PWM]]: '''P'''ulse '''W'''eiten '''M'''odulation: Umsetzung eines Wertes auf 1-Bit Signal - siehe [[Pulsweitenmodulation]]

== Q ==
;[[QAM]]: '''Q'''adratur '''A'''mplituden '''M'''odulation: Modulation eines Analogsignals mit einem Quadratursignal (IQ).

;[[QDR]]: '''Q'''adruple '''D'''ata '''R'''ate: Eine Speicherzugriffstechnik mit 4 Daten je Takt, siehe RAMs.

== R ==

;RCCB: '''R'''esidual '''C'''urrent operated '''C'''ircuit '''B'''reaker - ist eine andere Bezeichnung für einen RCD.

;RCD: '''R'''esidual '''C'''urrent protective '''D'''evice, neudeutsch für [http://de.wikipedia.org/wiki/Fehlerstromschutzschalter Fehlerstromschutzschalter].

;RISC: '''R'''educed '''I'''nstruction '''S'''et '''C'''omputer. Designstrategie für den Befehlssatz von Prozessoren und Microcontrollern, die einfache Befehle bevorzugt.

;[[RS232]]: '''R'''ecommended '''S'''tandard 232: Eine Definition zur seriellen Datenübertragung, eng gekoppelt an [[UART]]. [[RS232]] ist auch unter EIA232 bekannt.

;[[RS485]]: '''R'''ecommended '''S'''tandard 485: Eine Definition zur seriellen Datenübertragung, eng gekoppelt an [[UART]]. [[RS485]] ist differentiell, was Störfestigkeit erhöht. Auch unter EIA485 bekannt.

== S ==

;SAR: '''S'''ynthetic '''A'''perture '''R'''adar: Eine Messwertverarbeitungsmethodik in der Radartechnik, bei der durch eine virtuelle Positionsvariation eine künstlich vergrösserte "Blende" benutzt werden kann, wodurch sich der Empfangsbereich stark vergrössert.

;SAS: '''S'''erial '''A'''ttached '''S'''CSI: SAS ist eine Schnittstelle zur Anbindung von SSDs und Festplatten, welche meistens in Servern zu finden ist. Es gibt auch SAS Expander, mit welchen man an ein Interface noch mehr Datenträger hängen kann.

;SATA: Sata ist eine Schnittstelle zur anbindung von Festplatten und SSDs innerhalb eines Computers. Der Nachfolger ist NVMe.

;SDF: '''S'''ignal '''D'''elay '''F'''ile: Eine Datei für zeitgenaue Simulationen in der Digitaltechnik, welche die internen Zeitverzögerungen beschreibt.

;SDR: '''S'''oftware '''D'''efined '''R'''adio: Allgemeine Bezeichung für mathematisch - per Software erzeugte - und modulierte elektromagnetische Wellen in der HF-Technik, speziell der Funkdatenübertragung und Radartechnik.

;SOC: '''S'''ystem '''O'''n '''C'''hip: Bezeichung für die Erzeugung ganzer, computerähnlicher Rechnersysteme in programmierbaren Schaltkreisen wie FPGAs.

;SOP: '''S'''tart '''O'''f '''P'''roduction: Ein Begriff aus dem Projektmanagement, der den Beginn der Produktion bezeichet.

;SOP: '''S'''tandard '''O'''peration '''P'''rocedure: Ein Begriff aus dem Qualitätsmanagement, der eine Test- und Prüfmethodik zur Qualifizierung von Systemen beschreibt. Wird teilweise auch als Anleitung für Benutzer verstanden.

;SFR: '''S'''pecial '''F'''unction '''R'''egister: Hardware-Register, über die interne und externe Peripherie eines Prozessors/[[Mikrocontroller]]s konfiguriert wird, und über die Daten ausgetauscht werden. IO-Ports werden z.B. auf bestimmte [[Speicher#Register|SFRs]] abgebildet, auf die dann mit speziellen Befehlen zugegriffen werden kann.

;STM: Eine Microcontrollerfamilie der Firma '''S''' '''T''' '''M'''icroelectronics.

== T ==

;TTL: '''T'''ransistor-'''T'''ransistor-'''L'''ogik.

== U ==

;[[UART]]: '''U'''niversal '''A'''synchronus '''R'''eceiver and '''T'''ransmitter: Ein Modul in Mikrocontrollern oder PCs zum seriellen Datenaustausch.

;[[USB]]: '''U'''niversal '''S'''erial '''B'''us : Ein standardisiertes serielles Protokoll, das vorwiegend bei PCs verwendet wird. Bandbreite beträgt bis zu 5Gbit/s.

== V ==
;VCA: '''V'''oltage '''C'''ontrolled '''A'''mplifier - Spannungsgesteuerter Verstärker
;VCO: '''V'''oltage '''C'''ontrolled '''O'''scillator - Spannungsgesteuerter Oszillator
;VHDL: '''V'''HSIC '''H'''ardware '''D'''escription '''L'''anguage - Programmiersprache für ASIC-und FPGA-Entwurfswerkzeuge
;VHSIC: '''V'''ery '''H'''igh '''S'''peed '''I'''ntegrated '''C'''ircuit - allgemein für schnelle Digtialschaltungen
;VLSI: '''V'''ery '''L'''arge '''S'''cale '''I'''ntegrated '''C'''ircuit - allgemein für ASICS

== W ==

;[[Watchdog|WDT]]: '''W'''atch '''D'''og '''T'''imer

== X ==

== Y ==

== Z ==

;Z: In der HF-Technik das Formelzeichen für den [[Wellenwiderstand]].

[[Kategorie:Grundlagen| ]]
[[Kategorie:Listen]]

NMEA

2022-07-01T19:50:54Z

172.26.45.37: /* Web-Links */

NMEA steht für National Marine Electronics Association, einer Vereinigung von Herstellern von Datenübertragungsgeräten und Messgeräten im Bereich Seefahrt/Wassersport die im Jahre 1957 gegründet wurde. Unter dem NMEA Standard versteht man einen im maritimen Bereich sehr vergreiteten Übertragungsstandard der die Einzelheiten der Datenübertragung vorschreibt. Es gibt mehrere dieser Standards, ursprünglich die Version 0180 von Februar 1980 mit 1200 Baud, danach Version 0182 März 1982, und schliesslich Version 0183 vom März 1983 mit 4800 Baud. Später gab es noch weitere Veränderungen 0183-1.5 Dezember 1987 und 0183-2.0 Januar 1992. Die aktuelleste Version der 0183 ist nun die 0183-2.3 vom Februar 1998. Leider beginnt die Norm sich hier in einigen Punkten von der ursprünglichen 0183 zu entfernen und es kann zu "Verständigungsproblemen" in Verbindung mit alter Hardware kommen. Die Versionen vor 0183 haben nur mehr historische Bedeutung. Neuerdings gibt es auch den NMEA-2000 Standard, der dem CAN-BUS entspricht, sich aber noch nicht durchgesetzt hat. Am verbreitesten ist immer noch '''NMEA 0183'''. [http://www.mikrocontroller.net/topic/143234#1324762 Hier] findet man einen NMEA2000 Protokoll Stack für die AVR Microcontroller.

Die nicht-busfähige NMEA 0183 ist aber hoffnungslos veraltet und entspricht schon lange nicht mehr dem Stand der Technik. Sie kann sich auch nicht mehr der heutigen Lage anpassen und wird eines Tages sozusagen aussterben. Folgen dieser überholten Technik sind verstopfte Multiplexer und Störungen durch fehlende Erkennung von Kollisionen oder Übertragungsfehlern. Dennoch hält sie sich hartnäckig dank ihrer weiten Verbreitung und der einfachen Technik.

Unterschieden wird zwischen "talker" und "listener".

Des weiteren wird zwischen einem asymmetrischen und einem symmetrischen Übertragungsweg unterschieden, je nachdem ob eine Masseverbindung vorhanden ist oder nicht. In englischer Sprache wird hier von differential (symmetrisch) und single-ended gesprochen.

Ein NMEA-Ausgang kann im Allgemeinen mehrere listener mit Daten versorgen, jedoch dürfen mehrere talker nicht zusammengeschaltet werden. In diesem Fall muss ein sogenannter NMEA-Multiplexer eingesetzt werden.

NMEA 0183
Datenübertragungsgeschwindigkeit mit 4800 Baud (bits/Sek.)
8 Datenbits
no handshake
1 Stopbit, kein parity-bit
Ruhepegel ist 0 Volt, Startbit hat +5 Volt Pegel

Hin- und wieder trifft man auch auf "high-speed" NMEA, zum Beispiel '''0183-HS''', dann wird meist mit 38400 Baud, manchmal jedoch auch mit 9600 Baud übertragen.

NMEA ähnelt, abgesehen von den Pegeln, RS232/V24.
Ein NMEA Ausgang kann bei kurzer Kabellänge an einen seriellen (COM) Eingang eines PC angeschlossen werden. Dabei kann durch eine Diode in Sperrichtung verhindert werden, dass ein eventueller negativer Pegel den NMEA-Ausgang zerstört.

NMEA Datenübertragung findet sich fast immer bei GPS-Geräten.

Die Datenübertragung läuft in kleinen Dateneinheiten, den sogenannten "sentences", also Datensätzen. Jeder Datensatz darf maximal 80 Zeichen lang sein. Jeder sentence muss mit einem $-Zeichen (hex 0x24) beginnen und wird mit <CR><LF> (0x13, 0x10) beendet. Die ersten beiden Buchstaben nach dem $-Zeichen bezeichnen die

'''talker-ID''', ein Kürzel für das sendende Gerät. Hier steht zum Beispiel GP für ein GPS-Gerät. Der talker-ID folgt die

'''sentence-ID''', die aus drei Buchstaben besteht.

Danach folgen die eigentlichen Daten, die durch Kommata getrennt sind.

Für alle möglichen Zwecke sind von der NMEA bestimmte Datensätze festgelegt worden. Diese wurden und werden durch kommerzielle Anwender (z. B. Garmin) weiter erweitert. Eigene, also nicht NMEA-festgelegte Datensätze beginnen als "proprietary sentence" mit $P. Eine Aufstellung aller sentences [http://www.google.de/search?q=sentences+nmea findet sich im Internet].

== NMEA2000 ==

NMEA2000 basiert auf dem von Bosch und Intel entwickelten CAN-Bus. Die Übertragung aller Nachrichten erfolgt immer als ''Extended Data Frame''

[[Datei:ExtendedCANFrame.png|Bits in einem Extended CAN-Frame]]

<span style="color:Red;"> ToDo:</span> Genaue Informationen zum Aufbau des 29-bit CAN Identifiers und der Zelegung in das PDU-Format

Jeder Busteilnehmer benötigt eine Bus-ID, die ihn eindeutig identifiziert. Diese Bus-ID wird beim ersten Kontakt eines Gerätes zwischen dem neuen Endgerät und den schon am Bus vorhandenen Geräten ausgehandelt.

Wenn ein neues Gerät an einen NMEA2000-Bus angeschlossen wird, so sendet dieses Gerät zunächst die Nachricht "ISO Address Claim" (PGN:60928; 0xEE00). Damit wird versucht, eine

<span style="color:Red;"> ToDo:</span> Beschreiben, das die vom Endgerät gewünschte ID zunächt direkt während des Address Claim Prozesses eingefordert wird. Ist die ID schon vergeben wird an Hand der sogenannten "Name identification number" verglichen und arbitriert.

| 18EExxyy || 46 || b4 || 31 || 11 || 00 || 82 || 32 || C0

=== ISO Address Claim ===

{| class="wikitable" style="text-align:center"
! Feld !! Feldname !! Beschreibung !! Bytefeld !! Bitfeld !! Datentype !! Datenbereich
|- style="text-align:left"
|1 || ISO Identity Number || Art Seriennummer || || 21 Bit
|-
|2 || Herstellercode || Fest vergebene Codes || || 11 Bit
|-
|3 || Device Instance Lower || || || 3 Bit
|-
|4 || Device Instance Higher || || || 5 Bit
|-
|5 || Iso Function || Gerätefunktion || || 8 Bit
|-
|6 || reserviert || || || 1 Bit
|-
|7 || Device Class || || || 7 Bit
|-
|8 || System instance || || || 4 Bit
|-
|9 || Industry Group || || || 3 Bit
|-
|10 || ISO Self Configurable || || || 1 Bit
|}

== Verwandte Bussysteme im maritimen Bereich: ==
* Die von Raymarine verwendete Norm "Seatalk" ist der NMEA ähnlich und ebenfalls veraltet. Sie ist kein offener Standard, inzwischen durch [http://www.thomas-knauf.de/seatalk reverse engineering] aber ausreichend dokumentiert. Sie verwendet eine serielle 9-Bit Übertragung. Diese 9-Bit Übertragung kann in den UARTs von einigen Mikrocontrollern (8051 Familie, AVR Familie) direkt eingestellt werden. Bei ''normalen'' PC-UARTs kann hierfuer das Parity-Bit in die Datenübertragung miteinbezogen werden. Bei SeaTalk gibt es keinen Netz-Master. Alle Geräte können ohne Aufforderung auf den Bus senden. Deshalb beinhaltet das SeaTalk Protokoll eine Kollisionserkennung - die die UARTs von Microcontrollern normalerweise nicht unterstützen. Die UARTs der Microcontroller bzw. des PC können deshalb nur zum Lesen von SeaTalk Daten verwendet werden. [http://www.gadgetpool.de Hier gibt es Informationen] über SeaTalk, SeaTalk Anbindung an AT-Mega32, Schaltpläne, Open Source Software.
* Furuno Navnet: entspricht Ethernet mit 10 MBit. Leider kein offener Standard.
* Corus Navico: auch ein CAN-BUS System, das nicht offen ist.
* Bluetooth und WLAN WiFi können hier noch genannt werden.

== Web-Links ==
* [http://vancouver-webpages.com/peter/index.html NMEA-0183 and GPS Information] von Peter Bennett
* [http://www.gpsinformation.org/dale/nmea.htm NMEA data] von Dale DePriest - Link Tot
* [http://www.kh-gps.de/crc.htm Erzeugung und Auswertung von Prüfsummen bei NMEA-Strings] ([[CRC]]) von Klaus H. Hirschelmann - Link Tot
* [http://www.compendiumarcana.com/gps/ oPossum] - Parses NMEA sentances and displays five common messages in dedicated frames. GPL source code included.

[[Category:GPS]]

Offline-Sprachausgabe (TTS)

2022-06-30T19:23:30Z

172.26.45.37: Mimic 3 hinzugefügt.

Sprachsynthese ist die künstliche Erzeugung der menschlichen Sprechstimme, englisch ''Text-to-Speech'' (TTS).

===Mikrocontroller===
Mit einem kleinen Mikrocontroller ist Sprachsynthese nur in schlechter Qualität möglich, z.B.:
* [https://www.mikrocontroller.net/topic/298763#6537056 Henrik Haftmann TU Chemnitz]. Text -> Lautschrift -> Phoneme -> PCM-Wave
* [https://www.avrfreaks.net/forum/text-speech-conversion?name=PNphpBB2&file=viewtopic&t=89761 AVR-Freaks-Diskussion]
* [https://simulationcorner.net/index.php?page=sam SAM '''S'''oftware '''A'''utomatic '''M'''outh] C64-Programm konvertiert nach [[C]]
Mehr Sinn macht das Abspielen von kurzen Tonfetzen (Samples), die man kreativ zusammenfügt (fünf-zehn Uhr drei-ßig). Bei größerem Speicherbedarf kann man auf SD-Karten zurückgreifen, z.B. [http://www.elm-chan.org/works/sd8p/report.html Elm-Chan SD8P], und dann ganze Sätze einspeichern.
* [https://en.wikipedia.org/wiki/Linear_predictive_coding LPC]-Kompression mit [https://github.com/going-digital/Talkie Talkie für Arduino] (dazu [https://www.youtube.com/watch?v=JnIo37Od7-A Hörprobe] und [https://www.heise.de/select/make/2021/2/2103513080130883903 Zeitungsartikel])
** Verbessert von [https://github.com/ArminJo/Talkie ArminJo]

===Software Open-Source===
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Sprachsynthese#Sprachsynthese-Software Wikipedia Sprachsynthese-Software], darunter Open-Soure:
** [http://mary.dfki.de MaryTTS vom DFKI] Qualität passabel
** [https://github.com/naggety/picotts PicoTTS] Qualität ok
** [https://de.wikipedia.org/wiki/ESpeak_NG Wikipedia: eSpeak NG] (Qualität mäßig)
** [https://github.com/mipuc/hts-engine-world HTS] Qualität ok, nur österreichisch
** [https://github.com/mozilla/TTS Mozilla TTS]
*** Deutsche Stimme von [https://twitter.com/ThorstenVoice Thorsten Müller]. Sehr gut, aber rechenintensiv. In 2022 in schneller Entwicklung. Gemeinfrei [https://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/deed.de CC0].
**** [https://community.mycroft.ai/t/free-german-tts-voice-for-mycroft-sneak-preview/9458/22 Hörproben im Mycroft-Forum]
**** [https://discourse.mozilla.org/t/contributing-my-german-voice-for-tts/48150/224 Mozilla-Forum]
**** [https://github.com/thorstenMueller/deep-learning-german-tts/ GitHub]
**** [http://www.thorsten-voice.de Thorsten-Voice.de]
*** [https://github.com/coqui-ai/TTS 🐸Coqui.ai]
**** [https://erogol.github.io/ddc-samples/ englische Hörproben]
**** [https://discourse.mozilla.org/t/coqui-ai-is-here/77027 Mozilla-Forum]
** [https://mycroft.ai/mimic-3/ Mycroft Mimic 3]. Performantes offline TTS welches auch auf Raspberry Pi 3/4 gut nutzbare Geschwindigkeiten bietet (100+ Sprachen unterstützt). [http://www.thorsten-voice.de Thorsten-Voice] ist als deutsche Stimme auch mit dabei.
* [https://github.com/GHPS/txt2pho txt2pho (Hadifix)] Sprachausgabe-System entwickelt von der Universität Bonn, eingesetzt in zahlreichen Systemen für Blinde, Sprachqualität gut, sehr flexibel, geeignet für PC und Raspberry Pi
* [https://mimic.mycroft.ai Mimic von Mycroft] für Raspberry Pi. Deutsch mit [https://openvoice-tech.net/index.php?title=Using_Mycroft_with_German_Thorsten_voice dieser Anleitung].
* [https://wiki.ubuntuusers.de/Sprachausgabe/ Ubuntu-Wiki: Sprachausgabe] (alte und neue Programme)
* [https://github.com/synesthesiam/opentts OpenTTS] Sammlung von Docker images mit den Engines: Larynx, Coqui-TTS, Glow-Speak, nanoTTS, MaryTTS, flite, Festival, eSpeak

===Software kommerziell===
* [https://www.acapela-group.com/solutions/acapela-tts-voices-for-google-play/ Acapela Stimme Julia deutsch] für Android
* [https://www.linguatec.de/voice-reader-studio-15-demo/ Windows-Programm] 500€

===Hardware-Modul oder IC===
* [https://de.wikipedia.org/wiki/Sprachsynthese#Sprachsynthese-Hardware Wikipedia: Sprachsynthese-Hardware] (ICs)
* [http://www.redcedar.com/sc01.htm Redcedar] (1970er und 80er)

===Hörproben===
* [http://www.ttssamples.syntheticspeech.de www.TTSsamples.SyntheticSpeech.de] von Prof. Dr. Felix Burkhardt

==Siehe auch==
* [[Offline-Spracherkennung|Offline-Spracherkennung (speech recognition)]]
* [https://openvoice-tech.net OpenVoice-Tech Wiki]