コグノスケ

JTSA Limited 練習記録 2022

目次: 射的 - まとめリンク

スピードシューティングを始めてから半年ほど経過しました。いよいよ 11月末は公式大会（リミティッド - 一般社団法人日本トイガン射撃協会 JTSA）です。今までの練習会のタイムをまとめておこうかと思います。

基本的に練習は週 1回のみです。たまに練習以外のシューティング系イベントにも行きますが、さほどタイム上達とは関係ないはず。たぶん。

JTSA Limited 練習会の記録

トータルタイムが 2種類ある理由は、途中で Stage 5 の追加が正式発表されたためです。そのため 7月までは Stage 1〜4 の合計（赤い線、右軸）、8月からは Stage 1〜5 の合計（青い線、右軸）が記録となります。ですが 8月以降も Stage 1〜4 の合計タイムを見たら、今までと比べて上達 or 停滞が分かりやすいかも？と思い、表示しています。

最初こそ順調に早くなっていますが、ここ 2〜3か月は伸びが止まっています、記録は正直だな〜。タイムは 80秒台前半、脱・初心者レベル（※）くらいです。もうオジサンだし、あんまり根詰めたり無理するとケガするだけなんで、気楽＆気長にやります。

（※）大会の前の公式記録会だと、総合（Hands Up）で 84/101 位、カテゴリ内（LM）で 21/28 位でした。

皆既月食と惑星食

今日は皆既月食と惑星食（天王星）が同時に観測できる非常に珍しい日だそうです。天王星はさすがに撮影できないでしょうけど、月ならなんとか撮れるだろうと思い、三脚とカメラを持って撮影しました。

肉眼で見ると赤くボンヤリとした月に見えます。先日（2022年 9月 10日の日記参照）撮った、中秋の名月と比較するとかなり暗いです。

まずコンデジでは暗くて写りません。マニュアルで明るさの限界を狙って設定したものの、私の腕と知識では下記の写真が限界でした……。

コンデジ（CASIO EXILIM EX-ZR1300）で撮影

月の左下に天王星らしき点？が写っています。天王星は青いと聞きましたが、あまりに点が小さすぎて良くわかりません。もしかしたらレンズについたゴミかもしれないです。

奥さんの一眼レフでも撮りました。さすがの高解像度＆性能ですが、残念ながらレンズのズーム倍率が足りず非常に小さくしか写りません。

一眼レフ（Canon EOS Kiss X10, Canon EF-S 18-55mm レンズ）で撮影

引き延ばしたところボンヤリした写真になってしまいました。世の写真家が撮影したきれいな写真がたくさんあるので、それを眺めることにします。

手動の最適化 対 コンパイラの最適化

ポッキーの日だそうですが、1（と 0）といえば 2進数、2進数といえばビット操作ですね（？）。以前 Bit Twiddling Hacks を最新のコンパイラ達に向けて試したときの悲しい結果をメモしておきたいと思います。

試したのは Conditionally set or clear bits without branching という項目で、f が true なら w と m のビット論理和を、f が false なら w から m のビットを消去した値を返す処理です。素朴な実装では if 文を使うでしょう。

int cond_set_or_clear1(bool f, int m, int w)
{
    if (f)
        return w | m;
    else
        return w & ~m;
}

さきほどのサイトでは最適化版として、条件分岐をなくす、データ依存性をなくす（スーパースカラプロセッサ用）、2つのバージョンを掲げています。まずは条件分岐をなくした版のコードを紹介します。

int cond_set_or_clear2(bool f, int m, int w)
{
    return w ^ ((-f ^ w) & m);
}

分岐がなくなっています。なんでこれで同じ動作をするのか？は説明が必要でしょう。f が true なら -f = -1 となり、-f ^ w は w のビット反転（not と同じ）と同じ結果 -1 ^ w = ~w になります。よって右側の括弧内 (-f ^ w) & m = ~w & m です。

あとは ~w & m は w = 0, m = 1 のビットだけ 1 になって残り、あとは全部 0 になります。w ^ (~w & m) は w | m と同じ結果ですが……そう言われてもわかりにくいので表にします。

一方 f が false の場合、0 とみなされるので -f = 0 となって、-f ^ w = 0 ^ w = w です。右側の括弧内 (-f ^ w) & m = w & m です。w ^ (w & m) は先ほどとは逆で w = 1, m = 1 のビットだけ 1 になって残り、あとは全部 0 になります。

最後に w とこの結果を xor することで w と m がともに 1 のビットだけ 0 になりますから、w ^ (w & m) は w & ~m と同じ結果です、が……これも表がわかりやすいでしょう。

次にスーパースカラ版のコードを紹介します。

int cond_set_or_clear3(bool f, int m, int w)
{
    return (w & ~m) | (-f & m);
}

これは先ほどよりシンプルです。左側の括弧は f によらず常に w & ~m で一定で、右側の括弧の値だけが変化します。

まず f が true なら -f = -1 となり、-f & m = m です。(w & ~m) | m ですが、w & ~m は w から m の 1 となっているビット位置を 0 にする演算でした。そこに m を or すると消えたビットは再び 1 になります。すなわち w | m と同じ結果です。

次に f が false なら -f = 0 となり、-f & m = 0 です。よって (w & ~m) | 0 = w & ~m になります。

なぜスーパースカラ向けか書いていませんが、w & ~m と -f & m に依存性がなくて同時に演算できるからだと思われます。じゃあ全部これでいいじゃないか？と思われるかもしれませんが、演算回数を見ると、

2つ目の方式: w ^ ((-f ^ w) & m)

neg, xor, and, xor の 4回の演算が必要

3つ目の方式: (w & ~m) | (-f & m)

not, and, neg, and, or の 5回の演算が必要

このため同時に演算できないプロセッサの場合は 2つ目の方式の方が良いと言えます。

全てを無にするコンパイラの最適化

ここまで長々と紹介しておいてこんなことを言うのは憚られますけど。この手のビット魔術は面白いのでつい手を出したくなりますが、最近のコンパイラに対し C 言語レベルでの最適化はあまり意味がないです。

論より証拠で GCC 12.2.0 の結果から見てみましょう。

GCC 12.2.0 でのコンパイル結果

あれだけグダグダ語った 3つ目の方式でしたが、なんと 2つ目の方式と全く同じバイナリになりました。

GCC だけでは証拠として不安でしょうか？では次に clang 15.0.0 の結果も見ましょう。

clang 15.0.0 でのコンパイル結果

なんと 3つ目の方式は「これ分岐じゃね？」と解釈されて分岐に戻されてしまいました。これが分岐に見える clang はスゴイですね。私はこのコードを見ても分岐には見えません……。

1つ目の方式と 2つ目の方式が違うバイナリになるところを見る限り、全くの無意味ではないです。しかし見やすさでは大幅に劣ります。基本は素朴なコードにしておき、遅くて困る場合のみビット魔術に手を出すべきでしょう。

個人で自社製品 RISC-V CPU を買うことはできるか？その 1 - 問い合わせ

目次: RISC-V - まとめリンク

個人で自社製品を買おうとしたらどうすれば良いか？を調べました。NSITEXE の IP で世の中に出ているものは 2種類ありますが、Akaria NS31A という汎用 RISC-V 32bit CPU IP を購入します。

CPU IP そのもの（Verilog のコード）を買うのはライセンス契約等が必要で個人ではほぼ不可能なので、CPU IP を試せる FPGA の購入を検討します。

とにかく買い方がわからなくて辛い

萩原エレクトロニクスがパートナー企業として評価キットを販売してくれています。しかし NSITEXE NS31A で検索してもかなり下に評価キットのニュースリリースが出るのみで、製品紹介サイトはありません（NSITEXE 製 RISC-V コア評価キット発売について - 萩原電気ホールディングス株式会社）。ニュースリリースですといずれ消えるのでは？大丈夫か……？

ニュースリリースには Akaria NS31A の Entry Kit の特徴は「発売中」と書いてあるものの、買い方が一切書いていません。この時点で興味のあるエンジニアの 3割が脱落すると思います。

めげずに読み進めて下の方にある「NSITEXE 製 RISC-V コア評価キット製品紹介」というボタンを押すと、チラシが PDF で出てきます。Interface 誌にもこのチラシが載っていました（チラシへのリンク）。

チラシを見ても相変わらず買い方がわからないです。あと QR コードだけという仕様も辛いです。PC ユーザーを見捨てないでほしいです。この時点で興味のあるエンジニアの 6割が興味を失って脱落すると思います。

すぐに買えないのはなぜ？

めげずにスマホを持ってきて QR コードを読むと、良くわからん QA フォームに飛ばされます（お問い合わせ - 萩原エレクトロニクス）。

出た出た！日本の半導体会社の最大の悪癖「営業にご連絡ください」攻撃です。この時点で興味のあるエンジニアの 9割が脱落します。上司に言われて仕事で渋々買う人以外は連絡しませんよ。これ。

QA フォームを見ると会社名が必須で「個人の開発者など用はない、去れ」という気持ちがビシビシ伝わりますが、めげずに「個人ですが何か？」とフォームを埋めてメッセージを送信しました。

QA フォーム

しばし待ってみましたが、特に確認メールなどは来ないようです。正常に送れたんでしょうか？不安になりますね。今日はいったんここまでです。買い方がわかったらまた続きを書こうと思います。

他国と比べてしまう

中国や台湾のメーカーはボード 1つでも売ってくれるし、一瞬で注文できるし海を越えても届けてくれるのに、日本のボードは 1日で発注にすら至らないし、すごく面倒くさいです。相当の機会損失していると思います……。

電池まとめリンク

目次: 電池 - まとめリンク

一覧が欲しくなったので作りました。

ニッケル水素電池（Ni-MH）。

• ニッケル水素電池の使い道
• ニッケル水素電池と電池式モバイルバッテリー
• 新しいニッケル水素電池の充電器を購入
• 古いニッケル水素電池と新しい充電器

個人で自社製品 RISC-V CPU を買うことはできるか？その 2 - 個人向け販売チャネル検討中

目次: RISC-V - まとめリンク

先日（2022年 11月 12日の日記参照）送った NS31A の評価キット購入についての問い合わせの返事が来ました。あまりに返事が来なくて、メールアドレス書き間違ったかな？って不安だったので安心しました。ちなみに返事の内容は、

• 個人向け販売は想定外だった
• 個人向け販売もできないか社内調整する
• 販売可能か不可能か今は答えられない

とのことです。QA フォームを見た時点で、これ BtoB 販売しか想定してないでしょ！？とは薄々感じていたので、やっぱりか〜と思いました。

というわけで、何かしらの決定＆判断をいただけるまでもう少し待ってみます。

メモ: 技術系の話は Facebook から転記しておくことにした。

個人で自社製品 RISC-V CPU を買うことはできるか？その 3 - 個人向け販売チャネル開設

目次: RISC-V - まとめリンク

結論を先に言うと「面倒くさいけど個人でも買える」です。

Akaria NS31A の Entry Kit のご担当の方と何度かメールをやり取りしていただけで、あっというまに 1週間経ちました。この時間があれば、中国や台湾のボードなら注文、支払いは全て終わって、家に届いていますね。さておき個人が NS31A Entry Kit を購入する場合の条件は下記の通りでした。

• 個人→担当: QA フォームから連絡（Web サイトは準備中とのこと）
• 個人→担当: 住所/電話番号を伝える
• 担当→個人: 見積書が送られてくる
• 個人: 萩原エレクトロニクス社の指定口座へ手数料負担で先払い
• 担当→個人: 注文書 PDF が送られてくる
• 個人→担当: 注文書を印刷、捺印、スキャンして画像を返送
• 商品は「着払い」で届く

最近の便利な通販サービスに慣れきってしまったため、かなり面倒くさいのと、そんなことするの？という驚きでいっぱいです。Amazon や楽天がいかに簡単で素晴らしいかわかります。

通販らしくない

B2B のみの販売経路に、個人への販売経路を追加していただいたのは感謝していますが、企業→個人で「着払い」で物が送られるのは初めてで驚きました。

通常は請求料金に送料を乗せます。3万円のボードなら送料を企業側が負担することも珍しくありません。個人でやっているレベルの小規模小売店もできていることです。払う総額は同じでも、個人側の負担を減らそう、料金を明瞭にしよう、という意気込みが欲しかった……。

企業が着払いを使うのは逆（個人→企業）の方向に送るときです。つまり個人側が送料を負担しなくていいように、企業が着払いで受け取ります。修理時の発送では割と見かけますね。

古いニッケル水素電池と新しい充電器

目次: 電池 - まとめリンク

以前購入（2022年 2月 4日の日記参照）したニッケル水素電池（以降 Ni-MH）の充電器 Panasonic BQ-CC87 は、我が家の古い電池がお気に召さない（HHR-3MRS など 12本, 2000mAh, 09年 9月製くらい）らしく充電してくれません。勿体ないですが古い電池は捨てることにしました。

電池がなくなってしまったので新たに買いました。生き残った電池と、新たに購入した電池は下記のとおりです。白黒 eneloop は 4本ずつ買いました。いずれも単三型です。

• 古い電池: 充電式 EVOLTA (Panasonic 充電式 EVOLTA, HHR-3MWS/3MKS, 1900mAh, 12年 2月製) 4本
• 新しい電池: 白 eneloop (Panasonic eneloop, BK-3MCC, 1900mAh, 22年 8月製) 4本
• 新しい電池 2: 黒 eneloop (Panasonic eneloop pro, BK-3HCD, 2500mAh, 22年 7月製) 4本

生き残った古い電池と、充電器に見捨てられた電池（捨てる予定）の違いは良くわかりませんが、何度やっても充電できず捨てるしかありませんでした。

10年の劣化

Panasonic BQ-CC87 は放電の機能（Ni-MH を 4本使って USB バッテリー代わりに使える）もあります。放電機能を使って新しい電池と古い電池の実力の差を見ましょう。

新たに買った白黒 eneloop は購入時に充電済みでした。測定条件を揃えるため、どちらの電池も 1度放電した後に、満充電＋放電します。満充電に必要な電流量、放電できた電流量を、USB 端子に付けた RouteR の RT-USBVAQ4QC を使って測ります。結果は下記の通りです。

古い電池 (Panasonic 充電式 EVOLTA, HHR-3MWS, 1900mAh)

充電: 2795mAh
放電: 864mAh

新しい電池 (Panasonic eneloop, BK-3MCC, 1900mAh)

充電: 3761mAh
放電: 1275mAh

新しい電池 (Panasonic eneloop pro, BK-3HCD, 2500mAh)

充電: 4857mAh
放電: 1761mAh

圧倒的ですね。新旧で 1.5倍くらい違います。違いすぎじゃないですかね？10年使えるとかいう話はどこへ行ったのか。しかし新品であっても電池の公称容量 1900mAh に対して 1275mAh 程度しか放電できていない点が気になります。BQ-CC87 の放電機能を観察するに、

• Ni-MH 4本中、2本が電圧低下判定されたら放電は強制終了される
• 電圧低下判定の条件は不明だが、電池を傷めないよう最大容量まで使わないはず
• 放電時の昇圧ロスもある

などなど踏まえて、全容量の 7割程度使えたら良い方かな？と仮定すると、

Panasonic eneloop

(Ni-MH 側)
1.2V x 1900mAh x 4 = 9.12Wh
9.12 x 70% = 6.38Wh

(USB 側)
5V x 1275mAh = 6.37Wh


Panasonic eneloop pro

(Ni-MH 側)
1.2V x 2500mAh x 4 = 12Wh
12Wh x 70% = 8.4Wh

(USB 側)
5V x 1761mAh = 8.8Wh

それなりに計算が合います。7割の仮定が妥当かどうかは、後ほど黒 eneloop も使って追加検証します（追記: 黒 eneloop でも大体 7割程度でした）。

放電機能の価値

BQ-CC87 の放電機能を使えば、乾電池もしくは Ni-MH がモバイルバッテリー代わりに！と言いたいところですが、常用には全く向きません。新しい電池を使ってさえ公称容量 1900mAh をフルに発揮することはなく、古い電池であればさらにヘボヘボです。

役立つとしたら、モバイルバッテリーが壊れたときくらいですね。容量、放電能力（BQ-CC87 は 1A 程度）、重量、サイズ、全てにおいて Li-ion タイプのモバイルバッテリーの勝利です。Ni-MH の勝ち目はありません。

BQ-CC87 はあくまでも充電器で、放電機能は緊急時のおまけ機能です……。

JTSA Limited 大会参加 2022

目次: 射的 - まとめリンク

JTSA Limited の大会に参加しました。半年間の練習の成果を……と意気込むほどの腕前でもないので、気楽に参加してきました。終始、和やかな雰囲気で良かったですね。自分のスクワッド（squad = 分隊のことか？）は Stage 4, 3, 1, 2, 5 の順でした。

• Stage 4: 大失敗、ワーストタイム更新
• Stage 3: 成功、このステージは得意らしい
• Stage 1: 失敗、このステージは苦手らしい
• Stage 2: 大成功、ベストタイム更新
• Stage 5: 成功

大会中はタイムを見ていなかったので、各 Stage の成功、失敗は自覚がありませんでしたが、最初の Stage 4 だけは自覚できるレベルの大失敗でした。大会前の弾速チェックで数発撃ったことを忘れていて、外しまくったため弾切れしてホールドオープンしました……ダサいですね。

逆に大成功の Stage 2 はそれほどうまくいった自覚はありませんが、タイムを見ると自己ベストを更新していました、意外にも良かったです。人間、失敗は強く自覚しますが、成功はあまり自覚できないようにできているのかもしれません。

JTSA Limited 練習会＋大会の記録

総合的にはワーストとベストが打ち消しあって普通のタイム（いつもの 85秒前後）で、結果オーライですね。成績は総合 109位 / 131人、LM クラス 28位 / 33人でした。

大会参加の方法

JTSA Limited も来年の JTSA Unlimited も会員登録（1年間有効 3,000円）＆参加費を払えば（1大会 6,000円かな？）参加できます。大会中はルールを詳細に説明しませんから、大会のルールがわからない人はダメです（全員わかっている前提で進行します）が、それ以外の制限はありません。

大会に一人で特攻しても構わないですが、話す相手がいないのも寂しいでしょうし、身近なシューティングレンジで開催されている練習会に参加してみると良いかと思います。

個人で自社製品 RISC-V CPU を買うことはできるか？その 4 - 発注

目次: RISC-V - まとめリンク

Akaria NS31A の Entry Kit の注文をしました。下記は実際に送った書類です。住所とか電話番号とか、直筆で名前とか書いてある部分は黒塗りしてます。

NS31A Entry Kit 発注書

NS31A Entry Kit 注文書

いずれも現時点のもので、参考程度です。書式や値段は今後変わるかもしれません。