新製品のEZ-USB3 FX3基板の実装が上がってきました。
試作品段階で見つかった基板の間違いをいろいろ修正したものです。青色のレジストと金フラッシュ仕上げになりました。輸出も考えているので、鉛フリーで作っています。（と思った矢先に超円高だ！）
Spartan-6評価ボードも搭載できます。
DIP SWの設定方法をシルクで描いたつもりなのですが、描画解像度の関係でどう見えるでしょうか。
USB Bootの場合は上 下 上 下 下 下 なのですが、逆に見えるかも！？
あとはファームウェアとFPGA設計ですね。来週はFX3開発と最大速度での通信を目指します。
それから、最近よくお引き合いがあるのが、この究極のRX62Nボード。飛ぶように売れて在庫切れになっていたので、追加で製造しました。
SDRAMと、SPI ROMと、SDカードとイーサが乗っています。またUSBが２チャネルあります。
今回のロットでは、赤いリセットスイッチのボタンの高さがちょっとだけ高くなって、押しやすくなりました。
RXduinoのライブラリでは、RX62NのADコンバータは10bit版のほうが使われていました。
12bit版のA/Dを使う関数は現状のライブラリに入っていないのですが、お客様からのご要望があったので12bit A/Dを使うプログラムを書いてみました。
// (C) 2012 Tokushu Denshi Kairo Inc.
#include <tkdn_hal.h>
#include <iodefine_gcc.h>
#include <stdio.h>
void s12ad_init(void) {
SYSTEM.MSTPCRA.LONG &= ~(1 << 17);
PORT4.DDR.BYTE = 0; // 全ポートを入力にする
S12AD.ADCSR.BYTE = 0x0c; // S12ADのサンプリングクロックをPCLK (48MHz)にする
S12AD.ADANS.WORD = 0x003f; // SD12ADを、CH0～CH5でスキャンする
}
// AN0～AN5をA/D変換する関数
void s12ad_sample(unsigned short *adcdata) {
int i;
S12AD.ADCSR.BIT.ADST = 1; // AD変換開始
while(S12AD.ADCSR.BIT.ADST) {}
unsigned short *result = (unsigned short *)&S12AD.ADDR0;
for(i=0;i<6;i++) {
adcdata[i] = result[i];
}
}
int main() {
char tmp[128];
unsigned short adcdata[6];
sci_init(SCI_AUTO, 38400);
sci_convert_crlf(CRLF_CRLF,CRLF_CRLF);
gpio_set_pinmode(PIN_LED0, 1);
s12ad_init();
while(1) {
gpio_write_port(PIN_LED0, 1);
s12ad_sample(adcdata);
gpio_write_port(PIN_LED0, 0);
sprintf(tmp,"%04d %04d %04d %04d %04d %04d \n",
adcdata[0], adcdata[1], adcdata[2],
adcdata[3], adcdata[4], adcdata[5]);
sci_puts(tmp);
}
}
6chを変換するのに要した時間は約8usでした。
このプログラムをRaXino♪で動かして、USB経由でAD変換値を表示してみました。
この記事が皆様のご参考になれば幸いです。
いままでRXduinoや特電HALを使ったプログラムをビルドするのに、makefileを使っていました。しかし、makefileでは限界を感じているのも事実です。
というのは、ビルドしたいプロジェクトごとにソースファイルのファイル名は変わりますが、ソースファイル名はmakefile中にあらかじめ書いておかないといけないので、さまざまなプログラムを作ってためしてみたいときに不便だからです。
そこで、bashスクリプトというのを勉強して、書いてみました。
bashスクリプトって難しすぎ。
このスクリプトを使うと、
./rxbuild src1.cpp src2.cpp
と入力するだけで簡単に様々な名前のソースファイルをコンパイルして、リンクできます。
コマンドの書式は、
rxbuild [オプション] ソース1 [ソース2] [ソース3] ・・・
で、ソースは.cまたは.cppファイルが選べます。
オプションには以下のものがあります。
-ram RAMアプリケーションとして生成
-rom ROMアプリケーションとして生成
-O0 最適化なし
-O1 最適化(弱)
-O2 最適化(強)
-uselowlevel printfやmallocなどを使う
-rebuild 強制的に全ソースをコンパイルする
Cygwin＋特電RX-ELF-GCCの環境でも、KPIT GCCの環境でもどちらでも動きました。
rxduino-066の環境でこれを使うには、次のようにしてください。
① ベースディレクトリ/lib/gccをつくり、その中にGCC関係ライブラリの
libc.a、libgcc.a、libm.a、libsim.a、libstdc++.a、libsupc++.a を入れる
これらのライブラリは、tkdn-rxelfgccの中にあるはず。
② rxduino-066のベースディレクトリにある/sample/commonを/commonに移動
③ 添付のrxduildを修正して、BASEDIR=を設定する。ここで、BASEDIRにはrxduino-libをインストールしたディレクトリを入れる
なお、先日のrxduino-lib-070をお使いの場合は、①②の作業は必要ありません。
rxbuildはこのブログ記事に添付しておきますので、どうぞご活用ください。
● 「rxbuild」をダウンロード
RXduino ＆ 特電HALのデバッグをおこなっていて、問題を見つけました。
どのようなプログラムでバグが起きるかというと、
char tokuden[] = "tokuden hogehoge.....";
のような、初期値を持ったグローバル変数のデータを使うプログラムであって、
printf("%x",
のように16進表示を行う場合です。
printfやsprintfを使うと、libcの中のlib_a-svfiprintf.oというファイルの中にあるコードが呼び出されます。
mapファイルを見ると、.rodataセクションの中に、
・・・
.rodata.p05.2377
0xfff892c0 0xc lib/gcc/libc.a(lib_a-mprec.o)
.rodata.str1.1
0x00000000 0x29 lib/gcc/libc.a(lib_a-svfiprintf.o)
.rodata._svfiprintf_r
0xfff892cc 0x164 lib/gcc/libc.a(lib_a-svfiprintf.o)
.rodata.blanks.3804
0xfff89430 0x10 lib/gcc/libc.a(lib_a-svfiprintf.o)
・・・
したがって、次の.dataセクションが0x00000000番地に配置されるとすると、問題が生じます。
.dataセクションに配置されるデータというのは、例えば、
char tokuden[] = "tokuden hogehoge.....";のように、グローバル変数領域に書かれたものです。
まだ詳しいメカニズムはわかっていませんが、とにかく.rodata.str1.1のセクションと.dataセクションが被っていると、だんだんおかしなことになってくるのは間違いありません。
どのように解決すればよいかというと、リンカスクリプト(rx62n_rom_standalone.ld)を開いて、
KEEP (*(.eh_frame))
KEEP (*(.gcc_except_table)) *(.gcc_except_table.*)
. = ALIGN(4);
__rodataend = .;
}.data 0x00000000 : AT (__rodataend) {
・・・
KEEP (*(.eh_frame))
KEEP (*(.gcc_except_table)) *(.gcc_except_table.*)
. = ALIGN(4);
__rodataend = .;
}.data 0x00001000 : AT (__rodataend) {
・・・
.rodata.str1.1自体を然るべき場所に移動する方法はまだわかっていません。
この問題は次のrxduino-071でFIXする予定です。
ようやく公開できるレベルまでたどり着きました。
バージョンは0.70となり、前回から比べて大幅に更新されました。あまりにも大掛かりな改良だったので、何かあるとまずいので古いバージョンも一応消さずに残しておきます。
・RaXino♪の方はライブラリがダウンロードできます。
rxduino-lib-070.tgz ライブラリのダウンロードはこちらから
・究極のRX62Nボードの方と、RX-MEGAの方はソースコードもダウンロードできます。
rxduino-src-070.tgz ソースコードのダウンロードはこちらから
主な改良点は以下のとおりです。
●全体的な改良点
・RX63N対応
・常にスーパーバイザモードで動作させるようにした
・ボードのGPIOの構成やメモリ容量などをbrd_***.hとして分離した
(tkdn_gpio.cやtkdn_gpio.hがボードに依存しないようになった)
●RXduinoライブラリにおける更新点
・PROGMEMマクロ実装
・analogWriteでPWM出力ができるようになった
・shiftIn,ShiftOutの実装
・tone関数の実装
・attachInterruptとinterrupts関数の実装
・wiring互換の低レベル関数実装
・算術演算関数実装
●特電HALにおける更新点
・シリアルポートが複数チャネル開けるようになった
・pwmの実装
・tone関数の実装
・ピン割り込み機能とグローバル割り込み許可/禁止
・数学関数のsqrtを呼び出した際にリンカでエラーが出る問題を防止
ダウンロードページはこちらにあります。
http://rx.tokudenkairo.co.jp/download.html
これで、Arduino環境に近づけるベースが出来上がりました。
これからも足りない機能をどんどん作っていきます。
ArduinoからRXduinoに差し替えて、さくっと動く、そんな環境を目指しています。
RXduinoの開発をしていて、相当悩んだバグを紹介します。
音を鳴らすプログラムです。
Serial.print("C");
tone(tonepin,262,wait) ; // ド
delay(wait) ;
Serial.print("D");
tone(tonepin,294,wait) ; // レ
delay(wait) ;
Serial.print("E");
tone(tonepin,330,wait) ; // ミ
delay(wait) ;
Serial.print("F");
tone(tonepin,349,wait) ; // ファ
delay(wait) ;
Serial.print("G");
tone(tonepin,392,wait) ; // ソ
delay(wait) ;
Serial.print("A");
tone(tonepin,440,wait) ; // ラ
delay(wait) ;
Serial.print("H");
tone(tonepin,494,wait) ; // シ
delay(wait) ;
♪「ドッ レッ ミッ ファッ ソッ ラッ シッ」
と鳴って欲しいのですが、
♪「ドッ レッ ミッ ファソッ ラッ シッ」
のようになってしまって、ファとソの間のdelayが効きません。
さて、なぜだか分かりますか？
正直、このバグには2日間くらい悩まされました。
答えはこちら↓
objdumpで逆アセンブラしてみてようやく気が付きました。
「ソ」の次の行のdelayがオブジェクトファイルから無くなっているのです。
理由はコメントにありました。
tone(tonepin,392,wait) ; // ソ
Shift-JISで「ソ」という文字の2バイト目は制御記号\なので、次の行もコメントとして扱われてしまうのです。
そのため、delay(wait)もコメントアウトされてしまうのです。
tone(tonepin,392,wait) ; // ソ.
とすれば解決です。
良く見ると、GCCのWarningが出ていました。
tone_test.cpp:46:31: warning: multi-line comment [-Wcomment]
そういう意味なんですね。
Shift-JISで2バイト目に\が含まれる文字はほかにもたくさんあります。
皆様もどうかご注意ください。
現在、RXduinoと特電HALの大幅バージョンアップを実施中です。
どのような点が改善されたかというと、ArduinoにはあるけどRXduinoに無かったようなクラスや関数を補って、Arduinoのスケッチがそのまま動くような互換ライブラリを開発しようというわけです。
現在までに追加で開発できた機能は
・PROGMEM
・analogWrite(pin, value)で任意のピンからPWMが使えるようになった
・analogReference(type)
・tone関数を実装して音が鳴る
・shiftIn、shiftOutで簡易シリアルパラレル変換
・min,max,lowByteなどの数学関数
・ピン割り込み
・Wireクラスの実装
・シリアルポートが複数持てるようになった
などです。
■シリアルポートの機能強化
シリアルポートはRX62NにあるSCI0、SCI1、SCI2A、SCI2B、SCI6A、SCI6B、USB0が使えるようになりました。
RXマイコンを使って、USB→シリアル変換のようなことをやりたいときに、いままでの特電HALでは1ポートしかSCIが開けなかったので、できませんでした。
今回のライブラリでは、いままでの関数に加え、複数のSCIのポートを扱えるような拡張関数を用意しました。
つまり、
sci_t *sci1 = sci_init_ex(SCI_USB0,115200);
sci_t *sci2= sci_init_ex(SCI_SCI6B,115200);
とハンドルを取得しておいて、
while(1) {
if(sci_rxcount_ex(sci1)) {
sci_putc_ex(sci2,sci_getc_ex(sci1));
}
if(sci_rxcount_ex(sci2)) {
sci_putc_ex(sci1,sci_getc_ex(sci2));
}
}
のようにすることで、USB→シリアル変換が作れるわけです。これならRXマイコンを介してXBeeの設定なんかもできるようになります。
■PWMの実装
苦労したのはPWMの実装です。ArduinoとRXマイコンはやはりアーキテクチャが違うので、ArduinoがPWMに使う端子(3とか8とか11だったっけ？)からPWM出力を出すことはできません。この課題を解決するため技巧的なことをしています。
RXマイコンにあるMTUというタイマを動かして、様々なポイントでコンペアマッチを仕掛けて割り込みを発生させ、その割り込み処理ルーチンの中でPWMに指定されたポートを動かすようにしました。
MTUは複数のチャネルを同期させて動かすことができて、それぞれのMTUで4個とか7個とかのコンペアができます。つまり6～20個程度の割り込みを発生させることができます。
いわばソフトウェアPWMともいうべき感じなのですが、このおかげで任意の端子からPWM信号を発生させることができるようになりました。ArduinoのPWMは490Hzの周期なので96MHz動作のRXマイコンにとっては余裕なのです。
toneという関数も同様に、コンペアマッチタイマを使って実現し、任意のポートから音を鳴らすことができるようになりました。
MTU0とMTU1はPWM用、MTU2はtone用です。
現在、リリースに向けて最終的な調整を行っています。もう少しでリリースできるようになると思います。
お楽しみに！
ちょっと訳があって、KPITのGCCを使ってみることになりました。
特電HALやRXduinoのライブラリを使ったアプリをビルドできるでしょうか？
まず、KPIT GCCを落としてきてインストールします。
[GNURXv12.01-ELF]->[rx-elf Toolchain]を起動します。
KPITのGCCがコマンドラインで起動します。
そして、RXduinoと特電HALのアーカイブを解凍したディレクトリに移動し、適当なサンプルプログラムをmakeしてみましょう。
KPITのこの環境が起動したら、rx-elf-gccへのパスは既に通っているので、makefileの
CCPATH = /usr/local/tkdn-20110720/rx-elf/bin/
をコメントアウトして、
#CCPATH = /usr/local/tkdn-20110720/rx-elf/bin/
にしておきます。
で、ビルドしてみると・・、-lstdc++ -lsupc++ -lc -lsim -lgcc -lmがないと言ってエラーが出ます。
リンカのオプションを調べるために、試しにHEWとKPITでプロジェクトを作ってビルドしてみました。すると、lstdc++ -lsupc++ -lc -lsim -lmのライブラリをリンクしていないことがわかりました。KPITをインストールしたフォルダのどこかにはあるのでしょうが、とりあえずは以前自分でビルドしてきた.aファイルを使うことにします。
C:\cygwin\usr\local\tkdn-20110720\rx-elf\lib\gcc\rx-elf\4.6.1やC:\cygwin\usr\local\tkdn-20110720\rx-elf\rx-elf\libのフォルダから.aのファイルをいろいろと探してきて、RXduinoのトップディレクトリのlibにgccというフォルダを作って、libc.a libgcc.a libm.a libsim.a libstdc++.a libsupc++.aを入れておきます。
そして、makefileの
LFLAGS = -L/usr/local/tkdn-20110720/rx-elf/rx-elf/lib
-L/usr/local/tkdn-20110720/rx-elf/lib/gcc/rx-elf/4.6.1
-L./ -lstdc++ -lsupc++ -lc -lsim -lgcc -lm ../../lib/librxduino.a
-nostartfiles
LFLAGS = -L../../lib/gcc -lstdc++ -lsupc++ -lc -lsim -lgcc -lm
../../lib/librxduino.a -nostartfiles
これでビルドが通るようになりました。
このときの全リンカオプションを見てみると、
-Map serial-hal.map
../../lib/start.o serial-hal.o ../common/intvect.o \
T ../common/rx62n_rom_standalone.ld \
L../../lib/gcc -lstdc++ -lsupc++ -lc -lsim -lgcc -lm \
../../lib/librxduino.a \
-nostartfiles \
-o serial-hal.elf \
KPITのGCCで特電HAL&RXduinoのアプリをビルドする方法
① rxlib-gcc.lzhを展開して、中にあるgccフォルダをRXduinoのトップページのlibフォルダの下に格納する。(lib\gcc\libc.aなどというファイルが6個できる)
② makefileのCCPATHをコメントアウトする
③ makefileのLFLAGSに-L../../lib/gcc を追加する。その代わり、LFLAGSにある-L/usr/local/tkdn-20110720/rx・・・の指定は外しても良い。
というわけです。
これでKPITのGCCでも特電ライブラリを使えるようになりました。
EZ-USB FX3とFPGAをつなぐ基板の設計をやりなおし、今日、P板に出図しました。
日本が連休中でも、海外(台湾)は動いているだろうから、連休明けにはできているかなシメシメ・・と思って出図したら、なんと！日本の休日中は海外もお休みなのですと。
クイックコースで頼んでいるのに出来上がりが5/16日になってしまうという事態になりました。金フラッシュとかレジスト色変更とかのオプションもつけているので、時間がかかってしまうのは仕方がありません。とりあえずは今の基板でもFX3は動いているので、のんびり待つことにします。
次の基板はこんな感じです。見た目はあまり大きな違いはありません。
修正した箇所は次のとおりです。
・シルクの追加
・ジャンパピンの配線間違いを直す
・ESD保護ダイオードのパターンを直す
・VBATTにダイオードを入れる
・I2C ROMの配線を直す
見た目で大きく変わるのは、DIP SWの設定方法をシルクで記入したことです。シルクがあると説明書を読まずに使えるので、結構大事だと思います。
基板が出来るまで2週間あるので、それまでの間にFX3の最高速度を出すデザインを考えることにします。
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