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2018年4月 3日 (火)

Arduinoのブートローダーの有無による起動時間の違いについて

SNSにて、「Arduinoを電源を入れてからスケッチが実行するまでの時間を早くしたい」という
旨の話題があり、ブートローダーが無ければ早くなるのではと思い、調べてみました。

まずArduino Unoで採用しているブートローダー optibootのソースを見てみると、
(参考:Optiboot/optiboot https://github.com/Optiboot/optiboot

ホストからのスケッチ書き込み要求のためのシリアル通信の監視を1.5秒間行った後、
書き込まれているスケッチの実行を行っていることが分かりました。
(この監視する待ち時間をタイムアウト時間と呼ぶことにします)

実際に、次のようなスケッチを実行してリセットからD2ピンにLOW・HIGHが出力されるまでの
時間を計測してみました。

void setup() {
  pinMode(2,OUTPUT);
  digitalWrite(2,0);
  digitalWrite(2,1);
}

void loop() {
}

ブートローダーありの場合
ロジックアナライザでリセットピンD2ピンの出力を調べてみると次のような感じになりました。

Boot
(クリックすると拡大表示します)

リセットボタンを押して、離した後からD2ピンがLOW・HIGHのエッジ間は1.579秒でした。
まあ、だいたい予想通りの時間でした。


ブートローダー無しの場合
次に、同じスケッチをプログラマを使って直接書き込み、測定していました。
スケッチをブートローダー経由ではなく、プログラマで直接書き込む場合は、
Arduino IDEのメニュー [スケッチ]  - [書込み装置を使って書き込む]にて書き込みます。
この際、事前にメニュー [ツール] - [書込み装置]にて利用する書込み装置を指定しておきます。

リセットボタンを押して、離した後からD2ピンがLOW・HIGHのエッジ間は67ミリ秒でした。
ブートローダーのタイムアウト時間ない分、早く起動できていることがわかりました。

Noboot
(クリックすると拡大表示します)


1.5秒が長いか、短いかは微妙ですがブートローダーを利用しない場合は、
リセット後のスケッチの起動がタイムアウト時間を待たない分、早く起動できます。

ただし、スケッチを直接書き込んだ場合、ブートローダーは無くなってしまうため、
Arduinoとしてのお手軽さが無くなってしまいます。
とりあえず、1.5秒の待ちは我慢して利用したほうが良いですね。

ちなみに、スケッチの直接書込みはこんな感じで行っています。

aitendoのATTiny ISPシールドきっと [K-TINY-SLD]を利用しました。

Writing

上が書込み装置(スケッチ Arduino ISPを書込み)のArduino Uno互換機です。
下が書き込み対象のArduino Uno互換機です。




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