RTOS Farmware リアルタイムＯＳ

Fujisekk Store ForSale
RTOS＆ファームウエア
ワンチップマイコンの組み込ソフト

ARM関連
Fu-RTOS for ARM
ルネサスH8
TI MSP-430F
マイコンによるモータ駆動
ロータリーエンコーダ
　ジョグダイアルもロータリーエンコーダだ
USB関連

E-kermit適当な訳
マイコンでもファイルのやり取りが出来そうだ。
　
リアルタイムＯＳ　Fu-rtos
仕様

フリースケール MCS08
CodeWalliorの上でシュミレータを使用、タイマー割り込みでコンテキスト切り替え
①wai_tsk(Msec)よりの復帰
②ark_tskでの起動
③ext_tskでの終了
が確認出来た
　コンソールはうまくつながらない。
ガイガーカウンターで使用しました。

RAMのZeroPageを使う
RAMの0x0ffまでは1Byteでアドレッシング出きるので早くアクセスできる

#pragma DATA_SEG _DATA_ZEROPAGE
unsigned int SPUDW[TASK_NUM]; /* stack buff size=16bit */
#pragma DATA_SEG DEFAULT
のようにすれば良い

TWR-S08LL64　LCDの利用
デジタルクロックにしてみました。

 セグメントのデザインは12時間表示の時計用＋２桁の７セグ＋曜日＋絵文字２＋battryMetor
 絵文字は炎と雪？ということで空調コントローラ用で他に使い道はない、

サンフルプログラムTWRLL64_Quick_Startもサーモスタットとなっている。

 しかしこれはヘッダーがおかしいかリンクが出来ない。
 TWRLL64_AccelerometerはＯＫだった。
 そこでAccelerometerのプロジェクトファイルを使い時計を動かしてみる事とした。
 CodeWarriorV6.3を起動し下記ファイルのプロジェクトをinportして不足のソースは Quick_Startからコビーしてくる。

プロジェクトと変更ソースは下記。

TWR-S08LL64 Clock

ガイガーカウンタ
GeigarCounterの設計
仕様
ClockにCounterを追加しガイガーカウンターの表示と記録を取る

4,5のカラムにフィルター後のリアルタイムの数値
選択で時間ごと　１０分３０分１時間区切りで過去の記録を表示
フィルターは簡易なＩＩＲ型

PWM
TWR-S08LL64にはブザーがありPTC2/TPM1CH0に繋がっている。
ブザーをソフトで動かすとCPUの負担が多くなるのでPWMでドライブする
TWRLL64_Quick_Startからbuzzer.cをコピー
BZ1は2.3KHZらしいので設定はいい、DUTY比は50%Fixで良いのでInitのみ変更する
BUZZER_Interruptはこの場合不用だがその時は割り込み許可の設定はしない、追加の応用を考えてこのままとした。

***************************************************
初期化とともに鳴り出す

void BUZZER_Init(void)
{
/* TPM1SC: TOF=0,TOIE=0,CPWMS=0,CLKSB=0,CLKSA=0,PS2=0,PS1=0,PS0=0 */
setReg8(TPM1SC, 0x00);               /* Disable device */
/* TPM1C0SC: CH0F=0,CH0IE=0,MS0B=1,MS0A=1,ELS0B=1,ELS0A=1,??=0,??=0 */
setReg8(TPM1C0SC, 0x3C);             /* Set up PWM mode with output signal level low */
RatioStore = 0xFFFFU;                /* Store initial value of the ratio */
/* TPM1MOD: BIT15=0,BIT14=0,BIT13=0,BIT12=1,BIT11=1,BIT10=1,BIT9=1,BIT8=1,BIT7=0,BIT6=0,BIT5=1,BIT4=0,BIT3=0,BIT2=0,BIT1=0,BIT0=0 */
setReg16(TPM1MOD, 0x1F20U);          /* Set modulo register */
SetRatio();                          /* Calculate and set up new values of the compare according to the selected speed CPU mode */
/* TPM1SC: TOF=0,TOIE=1,CPWMS=0,CLKSB=0,CLKSA=1,PS2=0,PS1=0,PS0=0 */
setReg8(TPM1SC, 0x48);               /* Run the counter (set CLKSB:CLKSA) */

TPM1C0V = 0xF20U;　<-追加
}
ブザー停止
void BUZZER_OnEnd(void)
{
/* Write your code here ... */
// Clear CH0F flag
TPM1C0SC &=0x7F;

//Clear the 16-bit timer1 counter
TPM1CNTH = 0x00;
    setReg8(TPM1SC, 0x00);    <-追加
}

#pragma CODE_SEG __NEAR_SEG NON_BANKED

/*
** ===================================================================
**     Method      : BUZZER_Interrupt (bean PWM)
**
**     Description :
**         The method services the interrupt of the selected peripheral(s)
**         and eventually invokes the beans event(s).
**         This method is internal. It is used by Processor Expert only.
** ===================================================================
*/
ISR(TPM1_isr)
{
(void)getReg8(TPM1SC);               /* Dummy read of the TPM1SC register to reset flag */
/* TPM1SC: TOF=0 */
clrReg8Bits(TPM1SC, 0x80);           /* Reset interrupt request flag */
// BUZZER_OnEnd();                      /* Invoke user event */
}

Fu-RTOS
ブザーを鳴らすのにFu-RTOSを使いました、
仕様　一定時間ならす
この手の処理は簡単であるが、独自のイベントを作るか、ループの中でカウントを監視するなど、スパケ゜ッテープログラムの元凶だ。
RTOSを使用すれば下記のようにすっきりする。
main.c

// Buzzer Task
３０秒ＯＮする
void BuzzerQsec() {
BUZZER_Init();
tslp_tsk(2);
BUZZER_OnEnd();
   ext_tsk();
}

　RunClock
       if(TOD_MATCH_EVENT()){
             nowtime=vfnUpdateDayAndTime(&Calendar_RTC);
              arc_tsk ( BuzzerQsec ); <-追加

Fu-RTOSはItoronと違い、タスク登録のような概念はありませんarc_tsk ( 名前)で起動します。

Ｆｕ－Ｒｔｏｓ V1.1
MCS08低消費電力化
　
消費電力はぼクロックに反比例するようである、MCS08はじめ最近のＭＣＵはクロックギアになっている。
クロックギアとは動作中にクロック速度を変えることを言うがメーカーによっては別の言い方のところもある。
MCS08のクロック回路は複雑で読み解くがたいへんだ、そこで手始めに。
サンブルのソースを変更して1/1～1/8が設定出来るようにしてみました。
注、リミットチェックはしていないので必要なら追加すること。

void ICS_FEI(char bdiv) {

if (NVICSTRM != 0xFF)
    ICSTRM = NVICSTRM;                      // load trim value if NV location not blank
else
    ICSTRM = 0xAD;                  // use a default value if NVICSTRM is blank

ICSC1 = ICSC1_FEI;
bdiv=bdiv&0x03;
cpu_speed=8>>bdiv;
// cpu_speed=cpu_speed*1000;
bdiv=(bdiv)<<6;
ICSC2 = ICSC2_FEI |bdiv;
ICSSC = ICSSC_FEI;
while (ICSC1_CLKS != ICSSC_CLKST) {} // wait for clk state to match clk select
} //end InitICS

:結果はJP2=MCU IDDをテスターで計測
16MHZ 6mA
２MHZ 1mA
１／８とはならないもののほぼ満足な結果。

　2013/5追記
　　TWR-S08LL64ではＪＰ４をＧＮＤにしないとMAX3218がAutoShutdownDisabledらしくこれだけで平均２ｍＡ食うことになっています。

CodeWarrior V6.3を新規に入れたら古いパソコンのプロジェクトでTWR-S08LL64のＢＤＭデバッガが見つけることが出来なくなた。
V6.3　Welcome_CW_MCUs.txtには
(5) Support for the new Freescale Open Source BDM connection based on HCS08JM60
platform. The "HCS08 FSL Open Source BDM" and "CFV1 FSL Open Source BDM"
connections can   be selected in New Project Wizard for the new derivatives
listed above.
新規作成時に選ぶことで使用可能になるらしく、新規プロジェクトを作成して見たらＯＫだった。

低電力アナログ入力
アナログデータ取り込みには、A/DConvertorを使うのが一般的だ。
しかしdataloggerのようにコイン型電池で長時間使いたいこともある。
小型のワンチップマイコンのばあいA/DConvertoのReferenceはVDDになっている。
低消費電力の電源ＩＣもあるけど、それでもアイドル電流はもったいない。
そんな時はバンドギャップ・リファレンスを使う手も有る、各社のＣＰＵに内蔵されている。
MCS08の場合コンパレータてしか使えないので応用範囲は限られるが、コイン型電池直で安定なリファレンスがとれるので低消費電力＋BOMコスト低減になる。
ProsesserExpert
でコンパレータを生かして＋入力をバンドギャップ・リファレンスに設定する（変化するエッジも選べる）
これ以外の選択肢はないので簡単、あとは回路設計力で適正な入力電圧がはいるようにする。
ＰＩＮも固定だ。

CodeWarrior 6.5
掛け算割り算が出来ない時
rtshc08.cをソースファイルのグループlibに読み込む。
   MCS08には8X8Bit掛け算はあるがunsign char型どうしでもだめである、これは”Ｃ”ではラウンドアップがプログラマの手で出来ないためライブラリを呼び出している。
   rtshc08はランタイムの意味らしい。

キーボード割り込みが１個しか設定できない？
   CPU.Cを書き直すしかないようだ。
/* KBIPE: KBIPE2=1 */
KBIPE |= 0x04;<-ここに追加する　注意　ProsesserExpertを起動すると書き戻される。

デバッガ
ＣＰＵを間違えても教えてくれない、普通はＣＰＵの番号？かを読んでワーニングをだしてくれると思う。
clockが無いと言うメッセージが出る内部CLOCKの周波数が違うので合わないようだ。
CodeWarrior 10.x
CodeWarrior 6.5はLinux版も有ったらしいがeclipsになってからは無いようだ。
　6.5はwin7でも動かないので10.5を入れてみた。
　かつてeclips版はP&E multilinkが動かなかったが10.xになってから使えるようになっていた。
eclipsは癖がありすぎる、IARのように簡単に使えない。
　mc9s08とColdfireV1にかぎりProsessor Exportが使える。
　スタートアップコードとスケルトンだけ作ってくれるので割り込みのオマジナイを書かなくて済む。
注意　ProsesserExpertを起動すると書き戻される。は相変わらずだバックアップは取られ無い。

ARM
リンク
ARM7<>CortexM3
ARMのHP

RTOSではレジスターなどCPUの知識も必要だ。
Cortex-Mのレジスター
　IARのユーザーニュースにのっていた

さらに
Cortex-M3 テクニカルリファレンスマニュアルの
2.2.1. メインスタックおよびプロセススタック
とても分かりにくい説明だ
MＳＰ=メインスタック
ＰＳＰ=プロセススタック
プログラマーがなにもしないとメインスタックのまま動く
mainに飛ぶ前にプロセススタックを使うようににすると、例外処理に入るとメインスタックを使うようになる。
このようにするにはシステムコールにSWIを使えばよい。

かつてMotrolaの６８０９でＯＳ９を使っていた時は当たり前だったが、User<>Systemの区分けをはっきりさせるのは良い事だ。

CMSIS
Cortexマイクロコントローラソフトウェアインタフェース規格
RTOSを作るならこれに合わせなければと思うが、ハードウェア抽象化レイヤなので追加のドライバだけでいいようだ。
ARMのサイトにダウンロードファイルがあったので
ダウンロードして見ると文書のＨＴＭＬの他、Cortex-M3／-M4　-M0のヘッダーがあった、これを使って書けと言うことの様だ。

CMSISの日本語訳
　東京理科大学木村研究室で日本語訳をしている

ＡＰＳのＨｏｍｅＰａｇｅ
Cortex-M3の命令セット

デバッガ

デバックインターフェイス接続

Cortex-M系は各社SWDと言う規格で統一されている。
ST-Linkで全て可能らしい。
図の結線が標準、５本の線で済む。

接続4線

Fu-RTOS for ARM
ARMCortex-M0/M3で簡単に使えるリアルタイムＯＳを考えています。
　今のところカーネルのみで、デバイスドライバは手付かずです。
特定のＩＣベンダーによらずARM全般をカバーできるようにする。
したがって、今のところＳＴを対象にしているが、ＳＴ社のライブラリを使うのは低レベルドライバーのみとする。
ＩＣベンダーは囲い込みのためサンプルソースに便利なライブラリを含んだSDKを出しているが、その中からペリヘラル固有のものだけ利用させてもらう。
かえって手間のような気がするが有る物は利用するという考え方だ。
ARM社はコア部のみを設計して、周辺はＩＣベンダーが自社のCPUの設計資産を利用するケースがほとんどだ。
ここにARMを使う時の難しさがある、ＩＣベンダーのユーザーズマニュアルには、
ＡＲＭが提供するPeripheral
    About the Cortex-M3 peripherals
    Nested Vectored Interrupt Controller　NVIC
    System control block
    System timer, SysTick
    Optional Memory Protection Unit
となっているので、ここは共通まずはここから攻めていこう。
　Memory Protection Unitはほとんど使われていないようだ。
TicTimerはSysTickに決まりだ。
SysTick_Config(SystemCoreClock / 1000);　これで(SysTickが生きる、1msec ごとに割り込みがかかる

Fu-RTOS-ARM でのファイル区分
 stm32vldiscoveryF.c　"stm32vldiscovery"ボード名、FはFu-RTOSの意味　ボード特有のコードを書く

system.h 作ろうとしているターゲットに固有の情報を含む、main.cとともにシステムの振る舞いを決める。

NVICの使用サンプル
..\Utilities\STM32vldiscovery.cにある

STM32ではサブセットになっている？
RM0008_Rev11_J.pdf　9.1 ネスト化されたベクタ割り込みコントローラ（NVIC）
主な機能
68 のマスク可能な割り込みチャネル（Cortex™-M3 の 16 個の割り込みラインは数に含まれて
いません　->　SysTicIntまでの割り込みはARMが提供しているので数に入っていない）。
16 のプログラム可能な優先レベル（4 ビットの割り込み優先順位を使用　->　256ではない）

仕様
割り込み
　タスクを起動させることができる
mallocによるメモリー管理
　ｍａｉｎタスク以外でも利用可能にする。
　？管理というほどではないが、動的に割り当てることでフリーソフトの移植に対応できる。

デバイスドライバ仕様
当面ITronの通常要求のみとする。

第1章デバイスドライバ共通仕様
1.1 概要
デバイスドライバは、中心核 ( ITRON ) 上で独立したタスクとして動作し、デバイスに対して以下の基本操作を要求に応じて行う。
通常要求
    OPEN     デバイスの使用開始
    CLOSE     デバイスの使用終了
    CLOSEALL    デバイスの使用終了、メディアのイジェクト
    READ     データの読み込み
    WRITE     データの書き込み

　デスパッチヤーの設計変更

　　ＲＵＮ <--- ＲＥＤＹ
　　↑↑　　　　↑
　　│└----＞ＷＡＩＴ <---ＰＯＳＴ(割り込みより)
　　↓　　　
ＤＯＭＡＮＴ

ＰＯＳＴ(割り込処理タスクNO.)でタスクNOの処理が起動する

ARM Cortex-Mの特徴
Cortex-M0/M3はリトルエンデイアンBit操作でＨ８やＣｏｌｄｆｉｒｅと違っている
Fu-RTOSのコードをほぼそのまつかっているがASMとの関連で違いが出た。

ビット操作
　Cortex-M3はビットバンドという方式で、1命令で変更できる、Cortex-M0は無しFu-RTOSではリード、モディファイ、ライトがアトミック命令であることを前提にしているのでCortex-M0は無理ということになる。

動作モード
ハンドラ・モード（特権状態／メインスタック）と，スレッド・モード（特権状態と非特権状態／プロセススタック）をサポートする．
なにもしないとハンドラ・モードのままなので当面このままとする。
非特権状態では使えないコマンド・レジスタがある。

割り込み
レジスターA0~A3のPUSH POPがハードで行われる、また関数コールと同じ動作になっている。
コンパイラはこれに対応しているので割り込みを意識しで書く必要はない。
割り込みレジスターxPSRは次の3つのカテゴリに分けられる。
    APRS=アプリケーションPSR　普通のステータス
    IPRS=割り込みPSR　割り込み番号が入る
    EPRS=実行PSR

_WFI();でとまる
　WFI＝割り込み待ちで停止している、そのためデバッガも動かない、その後デバッガが飛ぶ(ＳＴリンクの場合JTAGではＯＫらしい)

使用開発環境
ＩＡＲ無償版　ARM用IAR Embedded Workbenchバージョン6.50.3
EABIにも対応している
EABIは、"the ABI (Application Binary Interface)for the ARM Architecture"だそうでビッグエンデアンの略ではなくリトルエンデアン。

IAR-ARM-ST版開発デレクトリ
　現段階ではＳＴ以外ないが他のメーカも入れるつもりなのでもう一階層深くなる予定

ＡＲＭが提供する　Cortex-M3 Peripherals
    About the Cortex-M3 peripherals
    Nested Vectored Interrupt Controller
    System control block
    System timer, SysTick
    Optional Memory Protection Unit
これらは
　Libraries\CMSIS
からもってくる
ＳＴのソースは
　Libraries\STM32F30x_StdPeriph_Driver
からもってくる
他のメーカーは
　Libraries\etc
となる

STマイクロ
STM32 Value Line discovery
　
Value Lineと言うだけあってＡＲＭコアで24MHzは低速の方だろう、ＤＡＣがあるのが特徴

 これを使って何か喋らせてみよう。
 DACは12Bit、２ＣＨ用意されているが、
 2CHのレジスターは各32Bitを半分ずつ共用しているので2CHでステレオ何かと言う使い方を想定したものらしい、
左右でタイミングに差が出ないようになっている。
 出力
  電圧　P-P2.4V
  インピータダンス　Bufferd out  5kΩ　／　NonBufferd out　1MΩ
  最大速度　１ＭＨＺ　
 のようである
  TIMER6と関連つけるとうまくいくように設計されている。

　
DACを使ったトーンジェネレータ
 SINE波を出すものを作ってみた、この実験ではベースボートはいらない、
 不要になったデスクトップパソコンのケースから取ったＬＥＤのケーブルを利用、その先にイヤホンジャックを付けるだけ。
 それをパソコンのＬＩＮＥ－ＩＮにさせば準備完了である。
 ノートパソコンでＭＩＣに入れて見たが当然サチってしまった。
 Ｄ／Ａのサイン波機能は使っていないので、波形データを変えればどんな波形でも出せる。

 プロジェクトと変更ソースは下記。
STMDiscoveryTone
 Ｄ／Ａはオフセットバイナリーで出力されると言うか、単一電源なので０～３．３Ｖまで単純に変化するだけだ。
 オフセットバイナリーの計算は

オフセットバイナリー               x          0x10000000000^x
0x111111111111 65532*7         0x011111111111  0x111111111111
0x100000000001 1               0x000000000001  0x100000000001
0x100000000000 0               0x000000000000  0x100000000000
0x011111111111 -1              0x111111111111  0x011111111111
0x000000000000 -(65532*7+1)    0x100000000000  0x000000000000

 なんと0x10000000000^xでいいのだ
 当然だが　０は、１．６５Ｖになる。

シリアル通信の実験
 Ｐ２コネクターが６Ｐなのでここを使うと６Ｐで済む、ＰＩＮＮｏ．１，２なので２ＰのＬＥＤのケーブルでもＯＫ
 P2
１．Port B10　I2C2_SCL/　USART3_TX
２．Port B11　I2C2_SDA/　USART3_RX

 IARのサンプルは解かりずらい、自分なりに変更して使おう、例えばUSART1だけにすれば
void USART_SendData(USART_TypeDef* USARTx, uint16_t Data)
{
  /* Check the parameters */
  assert_param(IS_USART_ALL_PERIPH(USARTx));
  assert_param(IS_USART_DATA(Data));
  /* Transmit Data */
  USARTx->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);
}

↓　難解なおまじないは必要ない

void USART_SendData( uint16_t Data)
{
  USART1->DR = (Data & (uint16_t)0x01FF);
}

USARTで割り込みを使うには
 NVIC (Nested Vector Interrupt Controller)セットをセットアッフする必要がある。
 NVICはＡＲＭのＭ３の仕様なようで他社のCPUにも応用出来る。
IARのサンプルでは
void NVIC_Configuration(void)
{
  NVIC_InitTypeDef NVIC_InitStructure;

  /* Enable the USARTx Interrupt */
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannel = USARTx_IRQn;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelPreemptionPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelSubPriority = 0;
  NVIC_InitStructure.NVIC_IRQChannelCmd = ENABLE;
  NVIC_Init(&NVIC_InitStructure);
}
となっていて、NVIC_Initでこれをやっている

割り込みハンドラーはstm32f30x_it.c
などのところに書かれているので、ここからさらに必要な処理関数を呼ぶ
無駄なようだが最適化を上げれば直接呼ぶようになる。

UART
 ホスト（ＸＰ）の問題
連続転送するとデータが抜けてしまう、VBでも"C"でも同じようだ。
ハイパータームなどはＯＫなのでファイルにして転送が簡単

SPI
SPIをマスターで使う（お手軽設計）
　この場合受信でも割り込みは必要ない、
 受信でもダミーのデータを送り出す必要があり、その後には確実にデータが受信バッファにある。
 クロックを高速にし、割り込みを使えばＧＰＩＯよりＣＰＵ負荷が少ないと思う。
 相手がFPGAやDSPのような高速シリアルを持ったチップを相手にするにはこれに限る。

STM32のGP-IO
 どこのメーカーのＣＰＵも多くの機能を盛り込みたいし、製造プロセスが微細化し密度も高くなって来ている、一方足の数は
 そのままコストになるので多くの品種はできない。
 その為足を使い分けることで多くの機能を盛り込み品種を少なくする努力をしてきた結果、
 GP-IO設定は複雑になりここでつっかかることが多い。
 RM0008_Rev11_J.pdf　リファレンスマニュアルSTM32F10nxx日本語の
 ＴＡＢＬＥ１６と１７とその説明を穴の開くほど良く見ること、優先デバイスを生かしてもそれだけではだめなようだ。
 此の辺は改善してもらいたいところだ。

音声再生装置
 もどき　単なる音声再生ですが
 パソコンで作った音声データを再生する。 
 何種類かをファイルとしてフォルダーに収める
 フォルダーをSTM32V-Discoveryに転送
 フォルダー内のファイルを選択し再生する
 という物です。
　ファイルシステムが必要になりますがＦＡＴ－ＦＳはSTM32V-Discoveryではサイズ的に無理
 音声はシーケンシャルにしかアクセスしないため簡単なファイルシステムにした。
 TARというＵＮＩＸ系では多用されている（windowsでも開発者は使っている）を使います。
 フォルダーに収めるのにＴＡＲでアーカイブし、
 STM32V-Discovery内ではＴＡＲのヘッダーを解析し必要ファイルを読み出すという物です。
 ファイルをシリアルEEPROMにおさめることにしていますが、どのEEPROMが良いか？

SPI FLASHとSPI EEPROMの違い
 Flashはイレースしてからでないと書き込んでもデータがでたらめ
 EEPROMはいつでも書き込める。
 サイズ
  EEPROM<FLASH
 読み込み速度
  EEPROM<FLASH
 とFLASHの方が有利なことが多い、
 ＳＰＩなデバイスではピン互換なものもあるのでシステム要求で乗せかえれば良い。
とかし
 EEPROMはブロック単位で書き込めるためソフトの自由度が大きい、データレコーダなど随時に書き込みが必要なときはこれ。
 音声再生装置でデータが収まりきらない時ホストから必要なデータを送ることも出来る。
ramの少ないマイコンではFLASHのページの編集が出来ないので追記するにはEEPROMしかない。

SPIとI2Cの違い
 読み込み速度
  SPI>I2C
 使用線数
  SPI>I2C
 ソフトの複雑さ
  SPI<I2C
音声をターゲットにすると当然のようにSPIを選ぶことになる。

ＳＴの物が容量が最も大きく、速度も十分なのでこれにした。
 シリアルEEPROM
　M95M02-DRMN6 　2MBit

TARFile
 Mingwでの検証とソース

　
TARFileの構造

２０１２／４現在、M95M02は市場では入手しようとすると、海外のネット販売しか見当たらず、振込み、送料の方が高くなってしまう。
今回はアクシスデバイス・テクノロジー株式会社のご好意でサンプルをいただきましたので、例によって、
デスクトップパソコンのケースから取ったＬＥＤのケーブルを利用しテストベンチを作った。
基板は手元にあったピッチ変換基板を利用。

回路図　JMP2を外すと書き込み禁止

SPI-EEPROMドライバー
 SPI-Flashを使ったサンプルはNet上にいろいろ見つかったが、EEPROMドライバーは無かった。
 無い物は作ると言うことで調べてみた。
 基本的なコマンドはFlashと同じだ、かつて作ったM25Mの物を修正して使って見る。
 しかもBlock R/WしかできないのもFlashと同じだ。
 最近の大容量の物は、かつてのnicのハードＩＤを記録していた小容量のものと違い、8Bitアクセス固定で
ＳＰＩハードで全て出来る、ソフトでＩ／Ｏをたたく必要が無いので高速に読み込みができる。
 書き込みも高速だが、相変わらず10uSのwaitは必要だ。
 このためＯＳが有る方が合理的なソフト設計が出来る。


参考ソース
SPI-EEPROMドライバー 2013/5/7　バージョン
2MBitでテストしたが1Mでもサイズ以外変わりはないようだ。
M95M0xソース eeprom.c
M95M0xヘッダー M95M0x.h

SPI-FLASHドライバー
　かつて作ったドライバー、未確認、参考まで
M25M-10ソース flashM25x.c
M25M-10ヘッダー M25P10_A.h

HOST通信プロトコル
ファイルを送るには
①データの透過性　
②ファイルの転送終了を通知できる
がなくてはならない、いちいち作るのは車輪の再発明になりかねない、そこで
Kermitの登場である、ＮＦＳを乗せるのは３２ｋの制限で無理。
Kermitは古くから有るがまったく目立たないソフトである。
しかしハイパーターム、Teratermでもサポートされている、多分ほとんどのターミナルソフトでサポートしている。
linuxのminicomのKermitにはバグが有るのだそうで使うなとあちこちの開発ツールには書かれている。

HOST通信リンク
uartを使うことを考えているが、パソコンにシリアルＩ／Ｆがないことが多いこの頃なので、
STM32 F3 discoveryを購入、だが３２ｋの制限で無理かもしれない、GCCに移行も考えにいれながらやろう。

E-Kermit 
組み込み用途のコンパクトなKermit、一部機能が省かれている。
　ライセンスはRevised 3-Clause BSD License
これを組み込む

E-Kermit HomePageの訳
　適当訳して見た。

LCD
カラーhグラフィック液晶　NOKIA3300-LCD
手元にあるので表示させて見る。
ここを参考にした。

NXP
LPC1114
LPC1114FN28 /102は110円で買えるARMである、8BitCPUより安い
トラ技2012/11オマケ基板。と同じCPU
コアはCortex-M0であるが8Bitよりは格段に強力
RAMは4Kあり、十分である。
デバックインターフェイスは、SWDと言う規格なので
STM32 Value LinediscoveryのST-Linkでデバッグ出来る。
エレキジャックのＨＰに参考になる記事が出ている。

最近はこんな面白企画が、LPC1114FN28のDIPが４００円になってしまったのが残念
イチゴジャム
あてんどーで200\で売っていたLPC1114FN28基板、調べたらジャムだったので、おいしくいただくよう料理中
ようやく組み立て完了
 ISP SW & Reset Bottunをドングル風に刺せるように作って見た。


Ti
MSP430F
　
 CQトラ技2007-1の付録基板にFu-rtosインプリメント
 この基板は
 超低消費電力マイコンMSP430基板2枚組み[CD-R付き]でまだ販売しているので使って見るのもいい、低電力、計測系の機器に向いている。

MSP-430ソース

ｍａｌlｏｃ/free代替関数
430F543x，430F541x
 16KBのRAMをもつ、FLASHの容量と足の数＝I/Oの数で品番がいくつかある
これ位のメモリーがあるとフリーソフトの移植も幅がでる。
MSP-EXP430F5438実験ボードが手元にあるのでFU-Rtosのメモリー管理機能を強化
malloc/free代替関数の拡張をする。
タスク間でmallocコールをロックすることでメモリー破壊を防止するようにする。

MSP430は16BitCPUなのでこれが生きるように、カーネルも16BitR/Wを多用するようにする。

低電力化
TIのHP
省電力モードとクロック

USB
USB Embedded Host

Embedded Hostは全てのUSB Peripheralを接続するのではなく、接続デバイスを限定できるUSBホストだ。
例えば、USBメモリだけを接続サポートするなどの仕様が可能。
PC以外の製品でもHost機能を持ちたい、接続サポート対象として、一部のPeripheralだけで十分。

USBはホスト主動なため、プロトコルの理解にはデバイスよりもこちらが早道
秋月でUSB　SL811の乗ったＨ８-３０６９ボード
　まだ売っている。SL811は古いが、FPGAのFreeCoreもある。

USBデバイス　（USB-ターゲット）

STM32 F3 discovery の巻き
はOnChip USB-I/Fが含まれているのでこれを使ってみる

STM32F3-Discovery_FW_V1.1.0をダウンロードし展開する
開発環境はＩＡＲを使う
最適化は無しか低にしないと削除または書き換えが起こって動作しないことがあるようだ。

RM0008_Rev11_J.pdfはSTM32F10xxxの日本語解説だがUSBの部分は共通

ＨＩＤクラス
....\ARM\STM32F3-Discovery_FW_V1.1.0\Project\Peripheral_Examples\USB_Example

がＵＳＢマウスのデモソフトだ、加速度計を使ってその傾きをマウスの動きにしている。

とりあえずUSB_Example.ewwをダブルクリックでＩＡＲを起動
全てを再コンパイルでダウンロードでＯＫ、ＵＳＢケーブルを繫ぐとマウスとして認識できた。

CDCクラス
STマイクロのCD00158241.pdf　UM0424
の中にUSB-Silialのサンプルがある、STM32F3-DiscoveryがターゲットではないがSTM32F3コアも対象になっている。

stsw-stm32121.zipをダウンロードし展開する

....\stsw-stm32121\STM32_USB-FS-Device_Lib_V4.0.0\Projects\Virtual_COM_Portなどがデモソフトだ。

なぜかターゲットにダウンロード時エラーとなる、デフォルトからプロジェクトを作り直し、ソースをそのまま借用したら動作した。
　デバッガST-LNKのリセット設定に問題があった、リセット=リセットピンで良い。

状態遷移はホスト主導なので明示的になっていない、割り込みで全て処理している
ここいらに必要な処理があるようだ

https://sites.google.com/site/toriaezunomemo/home/stm32-usb-development-toolkit/stm32-usb-fs-device-firmware-library/USB-FS_Device-peripheral-interface
1.2 USB-FS_Device peripheral interface

USB-FSは　FullSpeedのこと

VirtualComport　ＵＳＢシリアル

サンプルVirtualComportは動作する
もう一つのサンプルVirtualComport_Loopbackの動作を見てみると。
これがもっとも簡単なサンプルだ

usb_reg(.h, .c)

    ハードウェア抽象化レイヤ(Hardware abstraction layer)
usb_int.c    転送正常完了割り込みサービスルーチン　Correct transfer interrupt service routine
usb_mem(.h, .c)    データ転送管理(送受パケットメモリエリア)　Data transfer management(from/to packet memory area)

ｍａｉｎ．ｃ
      CDC_Receive_DATA();　ほすとからのパケットを確認
      /*Check to see if we have data yet */
      if (Receive_length != 0)
      {
        if (packet_sent == 1)
          CDC_Send_DATA ((unsigned char*)Receive_Buffer,Receive_length);ここでReceive_Bufferの内容をホストに送信　ここを加工すればホストよりのデータを受け取れる。

これだけでもなにか出来そうだ。

_SetCNTRのようにアンダーバーで関数風に書かれている物は
#define _SetCNTR(wRegValue) (*CNTR = (uint16_t)wRegValue)
などと定義してレジスターなどを読み書きしている。

USBの割り込み
USBWakeUp
サスペンドからの USB ウェイクアップ割り込み（EXTI ライン経由）

USB_HP_CAN_TX
USB 優先割り込みまたは CAN TX 割り込み

USB_LP_CAN_RX0
USB 非優先割り込みまたは CAN RX0 割り込み

おまけ　

８方向ＬＥＤ
なんらかの状態を表示させるのに使ってみよう
PEに接続されている

方向	PORT No	LED No シルク
N	9	3
NE	10	5
E	11	7
SE	12	9
S	13	10
SW	14	8
W	15	6
NW	8	4

Nから始まると時計周りの換算は　LED=(x+1)&0x7+8

USB　ON　Fu-RTOS
USBのデバッグ
USBデバイスはスタンバイ時500uAの規定があるためSuspend時はCPUを停止していることが多い。
割り込みが入るとそこから動き出すことになるが、Cortex-M3ではデバッガがCPU停止に対応していなかった。
Fu-RTOSを使うことにした、
usb_pwr.c
//???        __WFI();//??? こでＮＧ
/*??? debug*/        wai_flg(0);

stm32_it.c
void USBWakeUp_IRQHandler(void)
#endif
{
EXTI_ClearITPendingBit(EXTI_Line18);
/*??? debug*/   POST(0);
}
とやればフラグで待ちから抜け出すことが出来WFIの代用になる、CPU Powerは食い続けるのでこのままではセルフパワーの物しか出来ないので実用では外すようなifdefを書くようにする。
－＞接続されている限り問題ないようだ、パソコンがサスペンドするとＮＧ
　－＞ハードで対応可能、リセットで一旦ＵＳＢを切断でＯＫ

ホスト側

　デバッガをとめるとストールする、その度にデバイスマネージャでＶＣＯＭを無効⇒有効とやらなくてはいけない

リンク

Virtual COM port demo翻訳

クロックギャ

CPU　クロックを変えて消費電流を下げる。
LSE OSC　32.768kHを使うことは出来ない
Table 28. Typical and maximum current consumption from VDD supply at VDD = 3.6V (continued)
CPUCLOCK IDD/ma
72 MHz     44.0
8 MHz      4.9
1 MHz      0.6
STM32 F3 discovery IDDの測定場所　MB1035.pdf
JP3
1 MHz      0.6mAなら　600mahのリチューム電池では
１日で放電してしまうとすると
600/24=25ma
1maとして２５日もつ

ルネサスＨ８
H8とH8Sの違い
H8<>H8S　
H8とH8SのTiny版は似ていて似てざる、設計時点が10年以上立っているので当然だが。
　クロックに関しては大した進歩はないようだが、内部CR発信器が追加された。
　他社のようにDOCのような物は得意でないようだ。
ロバスト性が強化され、Ｉ／Ｏも設定無しでは動かない、Ｉ／Ｏピンの代替機能もあるのでかなり面倒になってきた

 HEWは4になったが機能は１０年かわらず、H8STynyの設定は無い、ヘッダーファイルさえ無いのだ。
 そこで造りましたH8S－20103/20115のヘッダーファイル
  自由に使ってください、無保証です
H8s2011x.h
iodefine.h