Basic Interrupt Example - 割り込みサンプル¶

BMI270のDATA_RDY割り込みを使用して、効率的にセンサーデータを取得するサンプルです。

特徴¶

効率的: CPU使用率が低い（データがない時はスリープ）
即応性: 新しいデータが即座に利用可能
実用的: バッテリー駆動アプリケーションに最適

ポーリングとの比較¶

項目	ポーリング	割り込み（本サンプル）
CPU使用率	高い（常時チェック）	低い（データがある時のみ動作）
応答性	ポーリング間隔に依存	即座（数μs）
消費電力	高い	低い
実装の難易度	簡単	やや複雑

動作概要¶

SPI通信初期化
BMI270センサー初期化
センサー設定（100Hz, ±4g, ±1000°/s）
GPIO11をINT1割り込みピンとして設定
BMI270のDATA_RDY割り込みを有効化
データ準備完了時に割り込み発生
セマフォでタスクを起床
データ読み取り＆出力
タスクがスリープ（次の割り込みまで）

ハードウェア接続¶

このサンプルはM5StampFly向けに設定されています：

BMI270	ESP32-S3 GPIO	用途
MOSI	GPIO14	SPI データ出力
MISO	GPIO43	SPI データ入力
SCK	GPIO44	SPI クロック
CS	GPIO46	SPI チップセレクト
INT1	GPIO11	DATA_RDY割り込み

ビルド＆実行¶

# 開発環境のセットアップ
source setup_env.sh

# ターゲット設定（初回のみ）
cd examples/basic_interrupt
idf.py set-target esp32s3

# ビルド＆書き込み
idf.py build flash monitor

期待される出力¶

I (XXX) BMI270_BASIC_INT: ========================================
I (XXX) BMI270_BASIC_INT:  BMI270 Basic Interrupt Example
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: ========================================
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: Step 1: Initializing SPI bus...
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: SPI initialized
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: Step 2: Initializing BMI270 sensor...
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: BMI270 initialized (CHIP_ID: 0x24)
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: Step 3: Configuring sensors (100Hz, ±4g, ±1000°/s)...
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: Step 4: Configuring GPIO INT1 (GPIO11)...
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: Step 5: Creating semaphore...
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: Step 6: Configuring DATA_RDY interrupt...
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: DATA_RDY interrupt configured on INT1 (GPIO11)
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: Step 7: Creating data acquisition task...
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: Data acquisition task started (waiting for interrupts)
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: ========================================
I (XXX) BMI270_BASIC_INT:  Interrupt-driven data acquisition active
I (XXX) BMI270_BASIC_INT:  Waiting for DATA_RDY interrupts @ 100Hz
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: ========================================
I (XXX) BMI270_BASIC_INT: Sample #10:
I (XXX) BMI270_BASIC_INT:   Gyro  [rad/s]: X=  -0.002  Y=   0.003  Z=  -0.001
I (XXX) BMI270_BASIC_INT:   Accel [g]:     X=   0.012  Y=  -0.024  Z=   0.995
I (XXX) BMI270_BASIC_INT:   Temp  [°C]:     25.50
>gyr_x:-0.002
>gyr_y:0.003
>gyr_z:-0.001
>acc_x:0.012
>acc_y:-0.024
>acc_z:0.995

割り込み動作の仕組み¶

INT1ピン設定¶

// INT1ピン: アクティブハイ、プッシュプル、出力有効
uint8_t int1_io_ctrl = (1 << 1) | (1 << 3);
bmi270_write_register(&g_dev, BMI270_REG_INT1_IO_CTRL, int1_io_ctrl);

DATA_RDY割り込みマッピング¶

// DATA_RDY割り込みをINT1にマッピング
uint8_t int_map_data = (1 << 2);  // bit2: drdy_int -> INT1
bmi270_write_register(&g_dev, BMI270_REG_INT_MAP_DATA, int_map_data);

GPIO割り込みハンドラ¶

static void IRAM_ATTR bmi270_int1_isr_handler(void* arg)
{
    BaseType_t xHigherPriorityTaskWoken = pdFALSE;
    // セマフォを渡してタスクを起床
    xSemaphoreGiveFromISR(data_ready_sem, &xHigherPriorityTaskWoken);
    if (xHigherPriorityTaskWoken) {
        portYIELD_FROM_ISR();
    }
}

パラメータ調整¶

サンプリング周波数を変更¶

200Hzに変更する場合：

#define SENSOR_ODR_HZ       200       // 100 → 200Hz

// センサー設定も変更
bmi270_set_accel_config(&g_dev, BMI270_ACC_ODR_200HZ, BMI270_FILTER_PERFORMANCE);
bmi270_set_gyro_config(&g_dev, BMI270_GYR_ODR_200HZ, BMI270_FILTER_PERFORMANCE);

注意: 割り込み周波数もODRに合わせて自動的に200Hzになります。

INT1をラッチモードにする¶

デフォルトは非ラッチモード（パルス）ですが、ラッチモードに変更可能：

// bit0=1でラッチモード有効
uint8_t int1_io_ctrl = (1 << 0) | (1 << 1) | (1 << 3);
bmi270_write_register(&g_dev, BMI270_REG_INT1_IO_CTRL, int1_io_ctrl);

ラッチモードの場合、INT_STATUS_1レジスタを読むとクリアされます。

CPU使用率の最適化¶

割り込み駆動の利点を最大限活用するために：

メインタスクを低優先度に

xTaskCreate(data_acquisition_task, "data_acq", 4096, NULL, 5, NULL);  // 優先度5

データ処理を最小化
ISRハンドラ内では最小限の処理のみ
セマフォでタスクに処理を委譲
スリープモードを活用
データがない時はタスクが自動的にブロック
FreeRTOSがCPUを低消費電力モードに移行

次のステップ¶

さらに高度なデータ取得方法：

basic_fifo - FIFOバッファで複数フレームを一括読み取り

トラブルシューティング¶

割り込みが発生しない¶

GPIO配線を確認
INT1ピン（GPIO11）が正しく接続されているか

INT1設定を確認

// デバッグ用: INT1_IO_CTRLレジスタを読み取り
uint8_t int1_ctrl;
bmi270_read_register(&g_dev, BMI270_REG_INT1_IO_CTRL, &int1_ctrl);
ESP_LOGI(TAG, "INT1_IO_CTRL: 0x%02X", int1_ctrl);

割り込みマッピングを確認

// デバッグ用: INT_MAP_DATAレジスタを読み取り
uint8_t int_map;
bmi270_read_register(&g_dev, BMI270_REG_INT_MAP_DATA, &int_map);
ESP_LOGI(TAG, "INT_MAP_DATA: 0x%02X", int_map);

"Failed to create semaphore"¶

ヒープメモリが不足している可能性
menuconfigでFreeRTOSヒープサイズを増やす

データ読み取りエラー¶

割り込みハンドラ内でSPI通信を行っていないか確認
タスク内でのみSPI通信を実行

API仕様¶

詳細なAPI仕様はdocs/API.mdを参照してください。