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RXマイコン、デジタルストレージオシロスコープ(その4)

かなり間が空いたが、再び、デジタルストレージの作業を行った。

ソフトの作業も平行して行っており、かなり充実してきている。


プローブを買い直す。

60MHz のプローブを買い直した、まぁ現代は、それなりに安く購入できるので助かる。

以前に買った 60MHz のプローブはトリマを回すのに特殊なドライバーが必要で(ドライバー無くした)、もっと安いプローブがあったので、別件で部品を買うついでに買ってみた。

60MHz プローブ(TEXAS60)


昔会社勤めの時、プローブの扱いに注意するよう散々言われた、テクトロニクスの 350MHz オシロ用プローブは1本5万くらいしていた。
※実験で色々作業している過程で、プローブを壊す(先のピンを折ってしまう)事が多かったようだ。
※テクトロのプローブは、沢山の知恵が詰っている優れもので、感動した事を覚えている。

プリアンプを考える

実験的に、初段のプリアンプとして、OPA2134Aを使っていたが、これは、オーディオ用なので、帯域が足りない。
※高い周波数でゲインが低下する。
※それに、そんなに安いオペアンプではない。

そこで、色々なオペアンプを探すものの、高性能な物は値段が高く、オーバースペックでもある。
サンプリングが 2MHz だと、高い周波数は測れないのは当然なのだが、
低い周波数でも矩形波を観測した場合などに、立ち上がりや立下りが実際と異なり鈍ると測定器として成立しない。
※正弦波でも、周波数によってゲインが下がって、正確な電圧を計測出来ない。
入力インピーダンスは通常1Mオームと高いので、高速でも、バイアス電流がある程度必要なオペアンプは使えない。

意外と丁度良い物が無い・・

基本的な特性として、以下の点が挙げられる。(これは、今回のプロジェクトに合致する)
※他にも、色々な項目があり、以下の条件をクリアしていても使えない場合もある。

  • スルーレートが高く、GB積が大きい
  • 入力バイアス電流が低い
  • 雑音が少ない
  • +-5V で使える
  • コストがそれなり
  • 二個入り

探す目安でしかないが、非常に沢山の品種から探すのは、何かトピックが無いと絞るのが難しいので、これらの項目で絞って選択する事になる。
※「A/D 変換の入力プリアンプ用」も選択の目安となると思う。
※1個単位で買えて、それなりに安い事も重要。

入力バイアス電流、雑音、速度は、一般的にトレードオフの関係があり、昔は、そのようなオペアンプは無かったと思うが、現在は、技術革新があり、そのような品種がリリースされている。

それで見つけたのが「アナログデバイセズの AD8066」、チップワンストップで10個程購入した(1個400円くらいだった)
※現在は、廃盤になったのか、在庫分くらいしか無いようで、倍の値段になっている・・・

主な特徴は:

  • 入力バイアス電流:1pA
  • 低価格
  • 145MHzで-3dBの帯域幅(G = +1)
  • 180V/µsのスルーレート(G = +2)
  • 低雑音
  • 5~24V
  • 単一電源およびレール・ツー・レール出力
  • 低いオフセット電圧:最大1.5mV

部品が来て、実験すると、まさに思った通りの性能で、感動した!
素晴らしいとしか言いようが無い!

アナログデバイセズ AD8065/AD8066

DC カップリング

RX72N Envision Kit の外部ポートには、200オームの保護抵抗があり、直でドライブするのは不安な為、FETスイッチを入れてある。

DC を除去する「AC」モードと、DC を観測する機能の切り替えとして、回路を簡単にする為、簡易な回路に変更した。
単純に、カップリングのコンデンサを、フォトモスリレーでショートするだけにした、実験では問題無いようだ。
※ACからDCに切り替える時、コンデンサに溜まった電荷をショートするが、ON 抵抗があるので問題無いだろうと思う。

※ただ、この時使った「PS7200K」は、現在では入手が難しいようなので、他の部品を探す必要がある。

一応入力保護

入力に過大な電圧が入った場合に回路を保護するサージ対策について調べた。
完全に保護する事は出来ないが、ある程度のバリアにはなると思う。
すると、非常に高性能でありながら、回路に与える影響が非常に少ない部品(ガス放電管アレスタ)がある事に気がついた。
値段もそんなに高く無い。
今回は、海外の部品で「Littelfuse SG90」を使う事にした(SMD 部品)。
※日本製は数がまとまらないと入手が難しい。(日本製を使いたいのに、このような制約で使う事が出来ない・・)
※最低発注数1000個とか無理!

Littlefuse GDT-SG90

レンジ切り替え

基本、RXマイコンのA/D入力(0~3.3V)なので、レンジ切り替えが必要で、以下の回路を考えてみたが、実験すると、これでは駄目な事が判った・・・

74HC4051 の入力部分には、寄生容量があり、波形が鈍る・・・
※最初は、2MHz のサンプリングなので十分と思っていたが、オシロスコープの入力インピーダンスは1Mオームと高いので、微小な容量でも効いてくる。

アナログSWを通した場合:

本来の波形:

結局、メカリレーにするしか無いかもしれない・・・
※一応、そんな事もあろうかと、部品は買ってあるが、回路を作るのが面倒だし、リレーをドライブする回路を追加する必要がある。

その前に、フォトMOSリレーをスイッチ替わりにして実験してみようと思う。

まとめ

オペアンプは、価格が高いので、他を探す必要がある。(一応候補は見つけたが、実験しておく必要がある。)
ガス放電管アレスタは、Digikey から購入する事になると思うので、キリが良いところで、まとめて発注する。

本当は、PCB のトラックを引くところまで済ます予定だったが、レンジ切り替えの問題で、先延ばしになった。

今回はここまで、別件もあり、中々集中する事が出来ない・・

RXマイコンで、TinyUSB を使ってみる

TinyUSB について

最近、USB のスタックで評判の TinyUSB を実験してみた。

現状の実装では、主に以下のような感じとなっている。

  • オープンソースである。
  • 非常に多くのマイコンに対応している。
  • RX マイコンも、デバイス(クライアント)、ホストのドライバーが用意されている。
  • 主にデバイスの機能が充実している。(PC に繋ぐ、USB 機器を作る場合)
  • USB ホストは実装が始まったばかりで、あまり枯れていないよう。
  • 全体の構成が判りやすく、サンプルやドキュメントが充実している。
  • 機能実装、バグ修正などが GitHub で行われており、将来性が有望。
  • 「Tiny」となっているが、プロジェクトはかなり大きい。
  • API の仕様が明確で適切なので、マイコンの種別に関係無く、ソースコードの再利用が出来る。(ここが大きい!)

など、かなり魅力的なプロジェクトとなっている。

RX マイコン用のドライバーもあるので、自分の環境で実験してみた。
※当初、ホストのドライバーが無かったが、現在は、コミットされている。

RX マイコン用ドライバーは、Koji KITAYAMA さんが実装しているようで、御礼申し上げます。


自分のシステムに取り込む場合

自分の C++ フレームワークに取り込むには、多少の改造が必要なので、その過程を記す。

  • TinyUSB には、サンプルプログラムが沢山あるが、RX マイコンで使う場合、主に CC-RX 環境に依存しているので、gcc で使うには問題がある。
  • そこで、最小限の改造で、使うようにする為、自分のシステムに必要な部分だけ取り込んで実験した。
  • とりあえず、ホスト機能を使い、ゲームパッドやキーボードを利用する事が目的となっている。
  • 非常に機能が豊富なので、他も試していきたい。

RX マイコンのオフィシャルな対応としては、RX63N、RX65N、RX72N となっているが、基本、USB ペリフェラルは、ほぼ同じ構成なので、RX64M、RX71M、RX66T、RX72T など多くのデバイスにも使えると思われる。
※基本 USB2.0 系で、LowSpeed(1.5Mbps)、FullSpeed(12Mbps)に対応していれば良いようである。
※ RX631/RX63N はマイコン側が LowSpeed に対応しない。
※ RX64M/RX71M の HighSpeed(480Mbps)には対応していない。

USB0 のクロック設定

USB0 ペリフェラルのクロック源には 48MHz が必要なので、クロックジェネレーターの設定を調整する。
RX72N では、内部 PLL を 240MHz にすれば、48MHz は 1/5 にすれば良い。

自分のフレームワークでは、clock_profile.hpp で、以下の設定をして、boost_master_clock() を呼べば、あとは自動で設定してくれる。

    class clock_profile {
    public:
        static constexpr bool       TURN_USB    = true;             ///< USB を使う場合「true」
        static constexpr uint32_t   BASE        =  16'000'000;        ///< 外部接続クリスタル
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 240'000'000;        ///< PLL ベースクロック(最大240MHz)

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 240'000'000;        ///< ICLK 周波数(最大240MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKA       = 120'000'000;        ///< PCLKA 周波数(最大120MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  60'000'000;        ///< PCLKB 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKC       =  60'000'000;        ///< PCLKC 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  60'000'000;        ///< PCLKD 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  60'000'000;        ///< FCLK 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   BCLK        = 120'000'000;        ///< BCLK 周波数(最大120MHz)
    };

※48MHz が作れない設定を行うと、コンパイルを失敗する。

        static constexpr bool       TURN_USB    = true;             ///< USB を使う場合「true」
        static constexpr uint32_t   BASE        =  16'000'000;        ///< 外部接続クリスタル
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 200'000'000;        ///< PLL ベースクロック(最大240MHz)

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 200'000'000;        ///< ICLK 周波数(最大240MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKA       = 100'000'000;        ///< PCLKA 周波数(最大120MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  50'000'000;        ///< PCLKB 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKC       =  50'000'000;        ///< PCLKC 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  50'000'000;        ///< PCLKD 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  50'000'000;        ///< FCLK 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   BCLK        = 100'000'000;        ///< BCLK 周波数(最大120MHz)

---

../RX600/system_io.hpp:228:34: error: static assertion failed: USB Clock can't divided.
    static_assert(usb_div_() >= 2 && usb_div_() <= 5, "USB Clock can't divided.");
                  ~~~~~~~~~~~~~~~~^~~~~~~~~~~~~~~~~~
../RX600/system_io.hpp:230:44: error: conversion from 'long unsigned int' to 'device::rw16_t<524324>::value_type' {aka 'short unsigned int'} changes value from '4294967295' to '65535' [-Werror=overflow]
    device::SYSTEM::SCKCR2.UCK = usb_div_() - 1;
                                 ~~~~~~~~~~~^~~
cc1plus.exe: all warnings being treated as errors
make: *** [Makefile:193: release/main.o] エラー 1

USB0 のポート設定

RX72N Envision Kit では、USB の関係ポートとして、以下の2ポートを利用している。

  • USB0_VBUSEN(P16) USB 機器の電源制御ポート
  • USB0_OVRCURB(P14) 外部接続機器の電流制限がオーバーした場合を通知するポート

現在の実装では「オーバーカレント」は観ていないようなので、USB0_VBUSEN のみ設定を行う。

ポート設定は、現在は、ポートマップのオーダーを「SECOND」にする事で、RX72N Envision Kit に対応したもになるようにしてある。

とりあえず、tinyusb_mng クラスを用意して、対応している。

        //-----------------------------------------------------------------//
        /*!
            @brief  開始
            @param[in]  ilvl    割り込みレベル
            @return 成功なら「true」
        */
        //-----------------------------------------------------------------//
        bool start(uint8_t ilvl) noexcept
        {
            if(ilvl == 0) {  // 割り込み無しはエラー
                return false;
            }

            power_mgr::turn(USB_CH::PERIPHERAL);

            // VBUSEN, OVERCURA ピンの設定
            if(!port_map::turn(USB_CH::PERIPHERAL, true, PSEL)) {
                return false;
            }

            ivec_ = icu_mgr::set_interrupt(USB_CH::I_VEC, i_task_, ilvl);

//          utils::format("USB clock divider: 0b%04b\n") % static_cast<uint16_t>(device::SYSTEM::SCKCR2.UCK());
//          utils::format("USB0 interrupt vector: %u\n") % static_cast<uint16_t>(ivec_);

            tuh_init(BOARD_TUH_RHPORT);

            return true;
        }
---

    // RX72N Envision Kit
    typedef device::tinyusb_mng<device::USB0, device::port_map::ORDER::SECOND> TINYUSB;
    TINYUSB tinyusb_;

USB0 の省電力設定

USB0 の省電力設定解除は、ドライバーでされているが、自分のシステムで行いたいので、コメントアウトした。

tinyusb/src/portable/renesas/usba/hcd_usba.c

bool hcd_init(uint8_t rhport)
{
  (void)rhport;
  /* Enable USB0 */

//  uint32_t pswi = disable_interrupt();
//  SYSTEM.PRCR.WORD = SYSTEM_PRCR_PRKEY | SYSTEM_PRCR_PRC1;
//  MSTP(USB0) = 0;
//  SYSTEM.PRCR.WORD = SYSTEM_PRCR_PRKEY;
//  enable_interrupt(pswi);

USB0 の割り込み設定

RX72N では、USB0/USBI は選択型割り込みとなっているので、割り込みベクターを独自に設定して、TinyUSB のハンドラを呼ぶようにしている。

        static INTERRUPT_FUNC void i_task_()
        {
#if CFG_TUH_ENABLED
            tuh_int_handler(0);
#endif
#if CFG_TUD_ENABLED
            tud_int_handler(0);
#endif
        }

...

            ivec_ = icu_mgr::set_interrupt(USB_CH::I_VEC, i_task_, ilvl);

TinyUSB の RX マイコンドライバーでは、マイコンとして、RX72N を選ぶと、選択型割り込みBは、185番がハードコートされている。

自分のシステムでは、選択型割り込みBの割り込みベクターは、内部で管理されていて、設定順により優先度が決定される。
USB0 の初期化は最初に呼ぶので、128番が設定される。

そこで、ドライバーのソースを修正して、128番を使うように修正を行った。

tinyusb/src/portable/renesas/usba/hcd_usba.c

// hcd_init 内
  IR(PERIB, INTB128) = 0;  // IR(PERIB, INTB185) = 0;

void hcd_int_enable(uint8_t rhport)
{
  (void)rhport;
#if ( CFG_TUSB_MCU == OPT_MCU_RX72N )
  IEN(PERIB, INTB128) = 1;  // IEN(PERIB, INTB185) = 1;
#else
  IEN(USB0, USBI0) = 1;
#endif
}

void hcd_int_disable(uint8_t rhport)
{
  (void)rhport;
#if ( CFG_TUSB_MCU == OPT_MCU_RX72N )
  IEN(PERIB, INTB128) = 0;  // IEN(PERIB, INTB185) = 0;
#else
  IEN(USB0, USBI0) = 0;
#endif
}

これで、TinyUSB を自分のシステムで利用する準備が整った。


TinyUSB のコア部分

TinyUSB のコアでは、「tuh_task()」をサービスすれば良いようで、通常無限ループにする。
しかし、それだと、他に何も出来ないので、とりあえず、CMT で 1000Hz(1ms) のタイミングを作り、呼び出すようにした。

    uint16_t cnt = 0;
    uint16_t cnt_max = 50;  // by 100Hz
    while(1) {
        cnt_max = 500;
        cmt_.sync();

        tuh_task();
#if CFG_TUH_CDC
        cdc_task();
#endif

#if CFG_TUH_HID
        hid_app_task();
#endif

        ++cnt;
        if(cnt >= cnt_max) {
            cnt = 0;
        }
        if(cnt < (cnt_max / 2)) {
            LED::P = 0;
        } else {
            LED::P = 1;
        }
    }

TinyUSB のソースをコンパイルする。

iodefine.h は、e2studio/gcc で生成した物をアプリケーションのルートに置いて利用した。

TinyUSB は、tusb_config.h をアプリケーションに合わせて設定する事で、必要なソースをコンパイルするようになっている。
※アプリケーションのルートに置いてある。

ホスト機能を提供する場合、基本的な設定は以下のようになっている。

#define CFG_TUH_HUB                 0
#define CFG_TUH_CDC                 0
#define CFG_TUH_HID                 4 // typical keyboard + mouse device can have 3-4 HID interfaces
#define CFG_TUH_MSC                 0 // Mass Storage Device
#define CFG_TUH_VENDOR              0

とりあえず、HUB は「0」にしてある。

必要なソースを Makefile に追加して、パス、外部変数などを設定する。

CSOURCES    =   common/init.c \
                common/vect.c \
                common/syscalls.c \
                tinyusb/src/tusb.c \
                tinyusb/src/common/tusb_fifo.c \
                tinyusb/src/device/usbd.c \
                tinyusb/src/device/usbd_control.c \
                tinyusb/src/class/audio/audio_device.c \
                tinyusb/src/class/cdc/cdc_device.c \
                tinyusb/src/class/dfu/dfu_device.c \
                tinyusb/src/class/dfu/dfu_rt_device.c \
                tinyusb/src/class/hid/hid_device.c \
                tinyusb/src/class/midi/midi_device.c \
                tinyusb/src/class/msc/msc_device.c \
                tinyusb/src/class/net/ecm_rndis_device.c \
                tinyusb/src/class/net/ncm_device.c \
                tinyusb/src/class/usbtmc/usbtmc_device.c \
                tinyusb/src/class/video/video_device.c \
                tinyusb/src/class/vendor/vendor_device.c \
                tinyusb/src/class/cdc/cdc_host.c \
                tinyusb/src/class/hid/hid_host.c \
                tinyusb/src/class/msc/msc_host.c \
                tinyusb/src/host/hub.c \
                tinyusb/src/host/usbh.c \
                tinyusb/src/portable/ohci/ohci.c \
                tinyusb/src/portable/renesas/usba/hcd_usba.c

...

USER_DEFS   =   SIG_RX72N CFG_TUSB_MCU=OPT_MCU_RX72N

...

# インクルードパス
INC_APP     =   . ../ \
                ../RX600/drw2d/inc/tes \
                ../tinyusb/src

# C コンパイル時の警告設定
CP_OPT      =   -Wall -Werror \
                -Wno-unused-variable \
                -Wno-unused-function \
                -Wno-stringop-truncation \
                -fno-exceptions

これで、TinyUSB 関係ソースをコンパイル出来た。


HID 関係のサービスを実装する

HID 関係の実装は、サンプルがあるので、それを参考にした。

基本、接続時、解放時、データ転送などでコールバックが呼ばれるので、それに対応するコードを実装する。

extern "C" {

    void tuh_hid_mount_cb(uint8_t dev_addr, uint8_t instance, uint8_t const* desc_report, uint16_t desc_len)
    {
        device::tinyusb_base::hid_mount_cb(dev_addr, instance, desc_report, desc_len);
    }

    void tuh_hid_umount_cb(uint8_t dev_addr, uint8_t instance)
    {
        device::tinyusb_base::hid_umount_cb(dev_addr, instance);
    }

    void hid_app_task(void)
    {
        device::tinyusb_base::hid_app_task();
    }

    void tuh_hid_report_received_cb(uint8_t dev_addr, uint8_t instance, uint8_t const* report, uint16_t len)
    {
        device::tinyusb_base::hid_report_received_cb(dev_addr, instance, report, len);
    }
#if 0
    void tuh_cdc_xfer_isr(uint8_t dev_addr, xfer_result_t event, cdc_pipeid_t pipe_id, uint32_t xferred_bytes)
    {
    }
#endif
    void cdc_task(void)
    {
    }

}

とりあえず、C++ で実装して、TinyUSB に繋いだ・・

    struct tinyusb_base {

        static uint8_t dev_addr_;
        static uint8_t instance_;
        static bool send_;
        static uint8_t leds_;

        static void hid_mount_cb(uint8_t dev_addr, uint8_t instance, uint8_t const* desc_report, uint16_t desc_len)
        {
            uint16_t vid, pid;
            tuh_vid_pid_get(dev_addr, &vid, &pid);

            utils::format("HID device address = %d, instance = %d is mounted\r\n")
                % static_cast<uint16_t>(dev_addr) % static_cast<uint16_t>(instance);
            utils::format("VID = %04x, PID = %04x\r\n") % vid % pid;

            auto detect = false;
            auto itf_protocol = tuh_hid_interface_protocol(dev_addr, instance);
            switch (itf_protocol) {
            case HID_ITF_PROTOCOL_KEYBOARD:
//              process_kbd_report( (hid_keyboard_report_t const*) report );
                utils::format("Detected KEYBOARD\n");
                detect = true;
                break;

            case HID_ITF_PROTOCOL_MOUSE:
//              process_mouse_report( (hid_mouse_report_t const*) report );
                utils::format("Detected MOUSE\n");
                detect = true;
                break;

            default:
                // Generic report requires matching ReportID and contents with previous parsed report info
//              process_generic_report(dev_addr, instance, report, len);
                utils::format("Detected GENERIC\n");
                detect = true;
                break;
            }

            if (detect) {
                if ( !tuh_hid_receive_report(dev_addr, instance) ) {
                    utils::format("Error: cannot request to receive report\r\n");
                }
            }
        }

        static void hid_umount_cb(uint8_t dev_addr, uint8_t instance)
        {
            utils::format("HID device address = %d, instance = %d is unmounted\r\n")
                % static_cast<uint16_t>(dev_addr) % static_cast<uint16_t>(instance);
        }

        static void hid_app_task()
        {
            if(send_) {
                if(!tuh_hid_set_report(dev_addr_, instance_, 0, HID_REPORT_TYPE_OUTPUT, &leds_, sizeof(leds_))) {
                    utils::format("set report fail...\n");
                }
                send_ = false;
            }
        }

        static void hid_report_received_cb(uint8_t dev_addr, uint8_t instance, uint8_t const* report, uint16_t len)
        {
            static uint8_t cnt = 0;

            auto itf_protocol = tuh_hid_interface_protocol(dev_addr, instance);
            switch (itf_protocol) {
            case HID_ITF_PROTOCOL_KEYBOARD:
                {
                    uint8_t tmp[8];
                    memcpy(tmp, report, len);
                    utils::format("%d, %d, %d, %d\n") % static_cast<uint16_t>(tmp[0]) % static_cast<uint16_t>(tmp[1]) % static_cast<uint16_t>(tmp[2]) % static_cast<uint16_t>(tmp[3]);
                    if(tmp[2] == 83 || tmp[2] == 57) {
                        ++cnt;
                        if(cnt & 1) {
                            leds_ |= KEYBOARD_LED_NUMLOCK | KEYBOARD_LED_CAPSLOCK;
                        } else {
                            leds_ = 0;
                        }
                        dev_addr_ = dev_addr;
                        instance_ = instance;
                        send_ = true;
                    }
                }
                break;

            case HID_ITF_PROTOCOL_MOUSE:

                break;

            default:

                break;
            }

            // continue to request to receive report
            if ( !tuh_hid_receive_report(dev_addr, instance) ) {
                utils::format("Error: cannot request to receive report\r\n");
            }
        }
    };

実験してみるが・・・

とりあえず、コンパイルが通ったので、RX72N Envision Kit にキーボードを繋いで実験してみた。

Start 'USB0' test for 'RX72N' 240[MHz]
SCI Baud rate (set):  115200
SCI Baud rate (real): 115384 (0.16 [%])
CMT rate (set):  1000 [Hz]
CMT rate (real): 1000 [Hz] (0.00 [%])
Start USB: OK!
HID device address = 1, instance = 0 is mounted
VID = 1c4f, PID = 0027
Detected KEYBOARD
0, 0, 25, 0
0, 0, 0, 0
0, 0, 10, 0
0, 0, 0, 0
0, 0, 9, 0
0, 0, 0, 0
0, 0, 23, 0
0, 0, 0, 0

USB キーボードを繋いで、キーを押してみた。
反応が返る!

問題点

ネットで、TinyUSB/Host でキーボード接続時、LED を点灯する仕組みを探したら、「tuh_hid_set_report」API を使い、LED ビットに対応するバイトデータを送れば良い事が判り、実装するものの、上記 API は「false」を返して失敗するようだ・・・

色々調べたが、キーボード接続時に、IDLE 設定の転送を行い、それが終了しない為、失敗しているようだが、根本的な原因が判らない・・

他にも、GENRIC デバイス(キーボードを外して、ゲームパッドを接続するとハングアップする)の動作が微妙とか。
最初にゲームパッドを接続して、次にキーボードを接続すると認識しないとか(電源を切るまで認識しなくなる)

色々問題があるようだ・・・
ただ、それが、TinyUSB の問題なのか、RX マイコンのドライバーなのか、切り分けが出来ていない。


まとめ

まだまだ、これからのようだが、将来性を考えると、TinyUSB は良い選択となるものと思える。

今後、色々と環境を整えていきたい。

RX66T、RX72Tのオーバークロック

RX66T、RX72T について

  • RX66T は最大 160MHz
  • RX72T は最大 200MHz
  • 共に RXv3 コア(DFPU は内蔵しない)

同じ RXv3 コアの RX72N、RX72M などは最大 240MHz 動作となっている。

  • RX66T、RX72T は、主にモーター制御などに特化したデバイスで、高クロックで MTU、GPTW などのタイマーを駆動出来る。
  • また、タイマー出力を微妙に遅延させて、より細かい PWM 波形を作る事が出来る機能を内蔵する。
  • CAN を内蔵する事から、ハイブリッドや電気自動車のコントローラーとして需要が大きいのかもしれない。

RX66T は RXv3 コアとして初めての製品なので、160MHz と言う能力は何となく判るが、同時期に出た RX72T の 200MHz は何故なのか疑問を持っていた。
モーター制御としては、下位に RX24T(80MHz) などがあり、それに比べて能力が格段に上がっている。

周波数が高ければ、1個のデバイスで複数のモーターを同時にケア出来る。

普通に考えて、RXv3 コアは共通なのだから、RX66T や RX72T 用に専用のコアを設計する事は考えにくい。
RX66T は、RX72T の選別漏れでは無いかと思っている。(周波数以外は機能は同じ)
多分中身のコアベースは、RX72N と遜色無いのだろうと思える。
ただ、動作周波数が最大 120MHz のRX66N(RX72N の低速版)があり、RX72N として作ったが、選別で落ちて、低速版として再利用しているのは考えられるので、一概に、動作周波数を制限しているのかは、何とも言えない部分でもある。


オーバークロックしてみる

自分の C++ フレームワークでは、クロック設定は、「clock_profile.hpp」に、希望のクロックテーブルを実装すれば、自動で設定されるようにしてある。
SCI、CAN、I2C、タイマーの周期なども、各クラスが、「clock_profile」の設定を継承して、各クラス内で自動で計算するので、気にする必要は無いよう工夫されている。

そこで、まず、RX66T をオーバークロックしてみた。

少しづつ上げて、レイトレースプログラムで実験してみた(浮動小数点などの計算がかなり含まれる)。

結果から言うと、普通に 240MHz で動作するようだー

namespace device {

    //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
    /*!
        @brief  クロック・プロファイル・クラス @n
                ・分周器の仕様を超える値を指定しない事 @n
                ・PLL_BASE は、0.5 倍単位 @n
                ・他は、PLL_BASE を基数とする整数除算値 @n
                ・詳細はハードウェアーマニュアル参照の事
    */
    //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
    class clock_profile {
    public:
    #if defined(USE_USB)
        static constexpr bool       TURN_USB    = true;             ///< USB を使う場合「true」
        static constexpr uint32_t   BASE        =  12'000'000;        ///< 外部接続クリスタル
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 144'000'000;        ///< PLL ベースクロック(最大160MHz)

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 144'000'000;        ///< ICLK 周波数(最大160MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKA       =  72'000'000;        ///< PCLKA 周波数(最大120MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  36'000'000;        ///< PCLKB 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKC       = 144'000'000;        ///< PCLKC 周波数(最大160MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  36'000'000;        ///< PCLKD 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  36'000'000;        ///< FCLK 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   BCLK        =  36'000'000;        ///< BCLK 周波数(最大60MHz)
    #else
        static constexpr bool       TURN_USB    = false;            ///< USB を使う場合「true」
        static constexpr uint32_t   BASE        =  10'000'000;        ///< 外部接続クリスタル
#if 0
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 160'000'000;        ///< PLL ベースクロック(最大160MHz)

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 160'000'000;        ///< ICLK 周波数(最大160MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKA       =  80'000'000;        ///< PCLKA 周波数(最大120MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  40'000'000;        ///< PCLKB 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKC       = 160'000'000;        ///< PCLKC 周波数(最大160MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  40'000'000;        ///< PCLKD 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  40'000'000;        ///< FCLK 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   BCLK        =  40'000'000;        ///< BCLK 周波数(最大60MHz)
#else
        // Over clock... 動く、動くぞ・・・
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 240'000'000;        ///< PLL ベースクロック(最大160MHz)

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 240'000'000;        ///< ICLK 周波数(最大160MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKA       = 120'000'000;        ///< PCLKA 周波数(最大120MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  60'000'000;        ///< PCLKB 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKC       = 120'000'000;        ///< PCLKC 周波数(最大160MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  60'000'000;        ///< PCLKD 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  60'000'000;        ///< FCLK 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   BCLK        =  60'000'000;        ///< BCLK 周波数(最大60MHz)
#endif
#endif
    };
}
RX66T Start for Ray Trace: 320, 240
# Render time: 371ms (1)

続いて、RX72T、こちらも、問題無く動くw

namespace device {

    //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
    /*!
        @brief  クロック・プロファイル・クラス @n
                ・分周器の仕様を超える値を指定しない事 @n
                ・PLL_BASE は、0.5 倍単位 @n
                ・他は、PLL_BASE を基数とする整数除算値 @n
                ・詳細はハードウェアーマニュアル参照の事
    */
    //+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
    class clock_profile {
    public:
#if 0
#ifdef USE_USB
        static constexpr bool       TURN_USB    = true;             ///< USB を使う場合「true」
        static constexpr uint32_t   BASE        =  16'000'000;        ///< 外部接続クリスタル
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 192'000'000;        ///< PLL ベースクロック(最大200MHz)

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 192'000'000;        ///< ICLK 周波数(最大200MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKA       =  96'000'000;        ///< PCLKA 周波数(最大120MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  48'000'000;        ///< PCLKB 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKC       = 192'000'000;        ///< PCLKC 周波数(最大200MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  48'000'000;        ///< PCLKD 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  48'000'000;        ///< FCLK 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   BCLK        =  48'000'000;        ///< BCLK 周波数(最大60MHz)
#else
        static constexpr bool       TURN_USB    = false;            ///< USB を利用しない場合「false」
        static constexpr uint32_t   BASE        =  16'000'000;        ///< 外部接続クリスタル
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 200'000'000;        ///< PLL ベースクロック

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 200'000'000;        ///< ICLK 周波数
        static constexpr uint32_t   PCLKA       = 100'000'000;        ///< PCLKA 周波数
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  50'000'000;        ///< PCLKB 周波数
        static constexpr uint32_t   PCLKC       = 200'000'000;        ///< PCLKC 周波数
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  50'000'000;        ///< PCLKD 周波数
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  50'000'000;        ///< FCLK 周波数
        static constexpr uint32_t   BCLK        =  50'000'000;        ///< BCLK 周波数
#endif
#else
        static constexpr bool       TURN_USB    = true;             ///< USB を使う場合「true」
        static constexpr uint32_t   BASE        =  16'000'000;        ///< 外部接続クリスタル
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 240'000'000;        ///< PLL ベースクロック(最大200MHz)

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 240'000'000;        ///< ICLK 周波数(最大200MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKA       = 120'000'000;        ///< PCLKA 周波数(最大120MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  60'000'000;        ///< PCLKB 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKC       = 240'000'000;        ///< PCLKC 周波数(最大200MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  60'000'000;        ///< PCLKD 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  60'000'000;        ///< FCLK 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   BCLK        =  60'000'000;        ///< BCLK 周波数(最大60MHz)
#endif
    };
}
RX72T Start for Ray Trace: 320, 240
# Render time: 371ms (1)

実用になるのか?

スペックを超えて動作させるのは、現場では決して行わないが、アマチュアの遊びとしては、それなりに面白い。

現在、デバイスの入手性が極めて悪く、RX72T、RX72N、RX72M などはほぼ入手が出来ない状況となっている。
RX66T については、多少割高だが入手出来るようだ。(自分が買った時の倍近い)
※RX66T と RX72T は値段の差が少ないので(以前、潤沢にデバイスが買えた時期には、逆転現象もあった)、RX72T 一択となるだろうと思える。

まだ、タイマーなど、高クロックで駆動するペリフェラルを評価していないので何とも言えない部分もあるし、連続で動かしている時に停止するとか、色々なアクシデントはあるかもしれないが、とりあえず、動作は確認出来た。

周波数を制限する要因が何なのか、想像でしか無い為、非常にグレーな部分が多いものの、240MHz で動くなら、色々と有利な面も多い。

最近の半導体は、昔に比べて、マージンが大きいし、基本的なスペックは、元々の能力では無く、営業的な側面から決められている事も考えると、動いて当たり前なのかもしれない。

自分としては、低価格で購入でき、高性能な RXxxT シリーズは前から好きなので、これからもこのシリーズには注力したいと思う。


それにしても半導体不足はいつまで続くのか・・・

RXマイコンGUI関係更新

GUI 更新

  • 本当は、GUI の前に、優先度が高いタスクが色々あるのだが・・・
  • 気軽に実装出来るのが「要」なので、色々修正、追加を行った。
  • ソースコードを精査すると、何でこんな実装になってるの?(自分で実装したのに)部分もあり、修正した。
  • GUI Widget は、プリミティブの組み合わせで描画するので、新規に何か作る場合、見た目や操作性を踏まえて修正が続く。
  • 描画は、ソフトレンダーと DRW2D エンジンを選べるが、バグがあり、その修正も行った。
  • 追加した widget は、「スピンボックス」、「トグルスイッチ」、「プログレスバー」となっている。
  • 同時に GUI_sample で実装も追加して、機能を試している。(もうそろそろ画面が一杯になった感じ・・)
  • まだ足りない物があると思うが、これくらいの種類があれば、アプリを作る場合に困らないと思える。

スピンボックス(spinbox.hpp)

  • 範囲の決まった数値を増減する機能を提供する。
  • 「長押し」で増減が加速するようにしたので、そこそこ大きい範囲でも設定出来る。
  • 他の widget とは異なり、フレームレスにしているが、やはり無いと統一性が無いので、どうするか検討中・・
  • 増減は、ボックスの左側、又は右側押すのだが、サインが、小さい四角なので、そこも甘い。
  • 三角を描画するには、描画 API を追加する必要があるので、とりあえず四角にしている。

トグルスイッチ(toggle.hpp)

  • 実際は「スライドスイッチ」だが、「トグル」の方が馴染みが良いと思ったので「toggle クラス」とした。
  • この widget は「チェックボックス」と同等の機能だが、見た目や動作がモダンなので、必要と考えた。
  • 実装は、そんなに複雑な部分は無いが、見た目や動作を考えて、試行錯誤した。

プログレスバー(progress.hpp)

  • 実装は、表示のみなので簡単だった。
  • 基本的に、輝度のみで状態を示すので、動かしてみて、吟味はした。

全体の見直し

  • widget_director クラスや、前に実装した widget も見直して、気にくわない部分を修正した。
  • API の名称なども、間際らしい部分があり、色々考えて変更した。

drw2d_mgr クラスの修正

  • フォントの描画で、クリッピング領域を設定する部分にバグがあり、修正した。
  • この修正で、ソフトレンダリングと drw2d エンジンによる描画がほぼ切り替えても同じような見た目になった。
  • 実際は、アンチエリアスの表現などが異なり、完全に一致しない。
  • drw2d エンジンによる描画の方が品質が高いので、ソフトレンダリングもモディファイしないとならない・・・

まとめ

  • GUI Widget 関係のドキュメント(使い方や仕様)が不十分なので、この辺りも強化が必要と感じている。
  • ただ、「GUI_sample/main.cpp」を観れば、使い方は判ると思う。
  • 現状では、GUI Widget の配置ツールが無いが、C++ 11 以降 constexpr などの機能を使えば、かなり複雑な配置でも精妙に出来るので、自分としては必要性を感じない。
  • widget の応答についても、「ラムダ式」で実装して、シンプルに出来るように配慮してある。
  • 組み込み機器で C 言語ベースの GUI ライブラリを使っている人が本当に気の毒でならない。(今時、良く C 言語で作るよなぁー)
  • 下に示したコードが全て、widget の表示とそれに伴う動作に必要な実装のみ、これで全てとなっている。

GUI サンプル、widget の定義:

    typedef gui::button BUTTON;
    BUTTON      button_(vtx::srect(10, 10, 80, 32), "Button");
    BUTTON      button_stall_(vtx::srect(100, 10, 80, 32), "Stall");
    typedef gui::check CHECK;
    CHECK       check_(vtx::srect(   10, 10+50, 0, 0), "Check");  // サイズ0指定で標準サイズ
    typedef gui::group<3> GROUP3;
    GROUP3      group_(vtx::srect(   10, 10+50+40, 0, 0));
    typedef gui::radio RADIO;
    RADIO       radioR_(vtx::srect(   0, 40*0, 0, 0), "Red");
    RADIO       radioG_(vtx::srect(   0, 40*1, 0, 0), "Green");
    RADIO       radioB_(vtx::srect(   0, 40*2, 0, 0), "Blue");
    typedef gui::slider SLIDER;
    SLIDER      sliderh_(vtx::srect(200, 20, 200, 0), 0.5f);
    SLIDER      sliderv_(vtx::srect(460, 20, 0, 200), 0.0f);
    typedef gui::menu MENU;
    MENU        menu_(vtx::srect(120, 70, 100, 0), "ItemA,ItemB,ItemC,ItemD");
    typedef gui::text TEXT;
    TEXT        text_(vtx::srect(240, 70, 150, 20), "16ピクセル漢字の表示サンプル~");
    typedef gui::textbox TEXTBOX;
    TEXTBOX     textbox_(vtx::srect(240, 100, 160, 80), "");
    typedef gui::spinbox SPINBOX;
    SPINBOX     spinbox_(vtx::srect(20, 220, 120, 0),
                    { .min = -100, .value = 0, .max = 100, .step = 1, .accel = true });
    typedef gui::toggle TOGGLE;
    TOGGLE      toggle_(vtx::srect(160, 220, 0, 0));
    typedef gui::progress PROGRESS;
    PROGRESS    progress_(vtx::srect(240, 220, 150, 0));

    float       progress_ratio_ = 0.0f;

GUI widget の応答部分:

    void setup_gui_()
    {
        button_.enable();
        button_.at_select_func() = [=](uint32_t id) {
            utils::format("Select Button: %d\n") % id;
            if(button_stall_.get_state() == BUTTON::STATE::STALL) {
                button_stall_.set_state(BUTTON::STATE::ENABLE);
                button_stall_.set_title("Active");
            } else if(button_stall_.get_state() == BUTTON::STATE::ENABLE) {
                button_stall_.set_state(BUTTON::STATE::STALL);
                button_stall_.set_title("Stall");
            }
        };
        button_stall_.enable();
        button_stall_.set_state(BUTTON::STATE::STALL);

        check_.enable();
        check_.at_select_func() = [=](bool ena) {
            utils::format("Select Check: %s\n") % (ena ? "On" : "Off");
            if(ena) {
                radioR_.set_base_color(DEF_COLOR::White);
                radioG_.set_base_color(DEF_COLOR::White);
                radioB_.set_base_color(DEF_COLOR::White);
                radioR_.set_font_color(DEF_COLOR::White);
                radioG_.set_font_color(DEF_COLOR::White);
                radioB_.set_font_color(DEF_COLOR::White);
            }
        };

        // グループにラジオボタンを登録
        group_ + radioR_ + radioG_ + radioB_;
        group_.enable();  // グループ登録された物が全て有効になる。
        radioR_.at_select_func() = [=](bool ena) {
            utils::format("Select Red: %s\n") % (ena ? "On" : "Off");
            if(ena) {
                radioR_.set_base_color(DEF_COLOR::Red);
                radioG_.set_base_color(DEF_COLOR::Red);
                radioB_.set_base_color(DEF_COLOR::Red);
                radioR_.set_font_color(DEF_COLOR::Red);
                radioG_.set_font_color(DEF_COLOR::Red);
                radioB_.set_font_color(DEF_COLOR::Red);
            }
        };
        radioG_.at_select_func() = [=](bool ena) {
            utils::format("Select Green: %s\n") % (ena ? "On" : "Off");
            if(ena) {
                radioR_.set_base_color(DEF_COLOR::Green);
                radioG_.set_base_color(DEF_COLOR::Green);
                radioB_.set_base_color(DEF_COLOR::Green);
                radioR_.set_font_color(DEF_COLOR::Green);
                radioG_.set_font_color(DEF_COLOR::Green);
                radioB_.set_font_color(DEF_COLOR::Green);
            }
        };
        radioB_.at_select_func() = [=](bool ena) {
            utils::format("Select Blue: %s\n") % (ena ? "On" : "Off");
            if(ena) {
                radioR_.set_base_color(DEF_COLOR::Blue);
                radioG_.set_base_color(DEF_COLOR::Blue);
                radioB_.set_base_color(DEF_COLOR::Blue);
                radioR_.set_font_color(DEF_COLOR::Blue);
                radioG_.set_font_color(DEF_COLOR::Blue);
                radioB_.set_font_color(DEF_COLOR::Blue);
            }
        };
        radioG_.exec_select();  // 最初に選択されるラジオボタン

        sliderh_.enable();
        sliderh_.at_select_func() = [=](float val) {
            utils::format("Slider H: %3.2f\n") % val;
        };
        sliderv_.enable();
        sliderv_.at_select_func() = [=](float val) {
            utils::format("Slider V: %3.2f\n") % val;
        };

        menu_.enable();
        menu_.at_select_func() = [=](uint32_t pos, uint32_t num) {
            char tmp[32];
            menu_.get_select_text(tmp, sizeof(tmp));
            utils::format("Menu: '%s', %u/%u\n") % tmp % pos % num;
        };

        text_.enable();

        textbox_.enable();
        textbox_.set_title("(1) 項目\n(2) GUI サンプルについて。\n(3) まとめ");
        textbox_.set_vertical_alignment(TEXTBOX::V_ALIGNMENT::CENTER);

        spinbox_.enable();
        spinbox_.at_select_func() = [=](SPINBOX::TOUCH_AREA area, int16_t value) {
            static const char* st[3] = { "Minus", "Stay", "Plus" };
            utils::format("Spinbox: %s Value: %d\n")
                % st[static_cast<uint8_t>(area)] % value;
        };

        toggle_.enable();
        toggle_.at_select_func() = [=](bool state) {
            utils::format("Toggle: %s\n") % (state ? "OFF" : "ON");
            if(!state) {
                progress_ratio_ = 0.0f;
            }
        };

        progress_.enable();
        progress_.at_update_func() = [=](float ratio) {
            if(toggle_.get_switch_state()) {
                ratio += 1.0f / 120.0f;  // 2 sec
                if(ratio > 1.0f) ratio = 1.0f;
            } else {
                ratio = 0.0f;
                progress_ratio_ = 0.0f;
            }
            return ratio;
        };
    }

GUI_sample

久しぶりに format クラスを更新

format クラスの見直し

  • format クラスは、組み込みマイコン用に、危険な printf を置き換える為に、boost::format の縮小版のようなノリでコツコツ実装してきた。
  • 組み込みマイコンで C++ を使う場合に、重宝するものと思う。
  • 組み込みマイコンでは、リソースの問題で、iostream などを使う事が難しい。
  • かと言って、C++ で printf を使うのも気が引ける。
  • printf は可変引数を使っているので、致命的な欠点を持っている。
  • 通常、組み込みマイコンを使った製品では、内部で printf を使う事はない。
  • 自前 format クラスは、printf を使うよりコンパクトになるものと思う。
  • 細かい部分を見直し、常に品質を向上するようにしている。
  • 今まで、%g の対応をしていなかったので、今回は、それに注力した。
  • テストケースも同時にアップデートしてより広範囲に仕様を満足するようにした。

浮動小数点の扱い

  • printf の場合、浮動小数点は、内部的には double 扱いになっている。
  • format クラスは、リソースを節約する為、float 扱いだが、有効桁が8桁くらいなら精度も問題なく運用出来ると思う。
  • float は IEEE-754 32 ビットフォーマットとなっている。

何と言っても簡単に使える

  • format クラスは、「format.hpp」のヘッダーのみで、インクルードするだけで使える。
  • ライブラリのリンクも必要無い。
  • 名前空間として「utils」を使っている。
  • boost::format は、フォームとパラメーターが食い違う場合、例外を投げる、自前 format は、内部でエラーコードで対応している。
  • C++ のオペレーター機能を使い、パラメーターを与えているので、安全で、printf に近いコンビニエンス性がある。
#include "format.hpp"

int main()
{
    float value = 1.234f;
    utils::format("Value: %4.3f\n") % value;
}
Value: 1.234

拡張機能

  • 拡張機能として、二進表示「%b」を追加してある。
  • ポインターのアドレスを表示する場合「%p」を使う。

標準出力

  • format は、標準出力として、stdout を使う。
  • 組み込みマイコンでは、write 関数に対して、stdout のハンドルを使い出力する。
  • RX マイコンでは、syscalls.c にその実装があり、内部で put_char 関数に文字を出力するようになっている。
  • メイン部などで、put_char 関数を "C" 用に extern しておいて、その関数から、SCI などに送れば、シリアル出力できる。

他の使い方

    typedef basic_format<stdout_buffered_chaout<256> > format;
    typedef basic_format<stdout_chaout> nformat;
    typedef basic_format<memory_chaout> sformat;
    typedef basic_format<null_chaout> null_format;
    typedef basic_format<size_chaout> size_format;

上記のような「typedef」があり、文字列出力の他、サイズだけ取得するなど、色々な応用が出来る。

※通常、format は小さなバッファを通して、標準出力しているので、「改行」を送らない場合、明示的に「flush」を呼んで、バッファに残った文字を掃き出す必要がある。

今回のアップデートでは、%g(有効桁自動表示)対応がメイン

長い間、浮動小数点の「%g」(自動)フォームに対応していなかったので、それに対応した。
※「Test20」がその検査にあたる。

まだ、テストケースが不十分な感じがするので、バグがあるものと思うが、とりあえず大丈夫そうなので、Github にプッシュした。

Github: format_class

テストケースは、以下のように20パターンあるけど、まだ足りないので、追々追加して、強固なものにしようと思う。

Test01, output buffer size check: (0)  Ref: '0123456789' <-> Res: '0123456'  Pass.
Test02(0), decimal check. Ref: 'form=12345678' <-> Res: 'form=12345678'  Pass.
Test02(1), decimal check. Ref: 'form=-12345678' <-> Res: 'form=-12345678'  Pass.
Test02(2), decimal check. Ref: 'form=     12345678' <-> Res: 'form=     12345678'  Pass.
Test02(3), decimal check. Ref: 'form=    -12345678' <-> Res: 'form=    -12345678'  Pass.
Test02(4), decimal check. Ref: 'form=000012345678' <-> Res: 'form=000012345678'  Pass.
Test02(5), decimal check. Ref: 'form=-00012345678' <-> Res: 'form=-00012345678'  Pass.
Test02(6), decimal check. Ref: 'form=12345678' <-> Res: 'form=12345678'  Pass.
Test02(7), decimal check. Ref: 'form=-12345678' <-> Res: 'form=-12345678'  Pass.
Test02(8), decimal check. Ref: 'form=12345678' <-> Res: 'form=12345678'  Pass.
Test02(9), decimal check. Ref: 'form=-12345678' <-> Res: 'form=-12345678'  Pass.
Test03(0), octal check. Ref: 'form=1245667' <-> Res: 'form=1245667'  Pass.
Test03(1), octal check. Ref: 'form=   1245667' <-> Res: 'form=   1245667'  Pass.
Test03(2), octal check. Ref: 'form=001245667' <-> Res: 'form=001245667'  Pass.
Test03(3), octal check. Ref: 'form=1245667' <-> Res: 'form=1245667'  Pass.
Test03(4), octal check. Ref: 'form=1245667' <-> Res: 'form=1245667'  Pass.
Test04(0), binary check. Ref: 'form=10101110' <-> Res: 'form=10101110'  Pass.
Test04(1), binary check. Ref: 'form=    10101110' <-> Res: 'form=    10101110'  Pass.
Test04(2), binary check. Ref: 'form=0000010101110' <-> Res: 'form=0000010101110'  Pass.
Test04(3), binary check. Ref: 'form=10101110' <-> Res: 'form=10101110'  Pass.
Test04(4), binary check. Ref: 'form=10101110' <-> Res: 'form=10101110'  Pass.
Test05(0), hex-dedcimal check. Ref: 'form=12a4bf9c' <-> Res: 'form=12a4bf9c'  Pass.
Test05(1), hex-dedcimal check. Ref: 'form=  12a4bf9c' <-> Res: 'form=  12a4bf9c'  Pass.
Test05(2), hex-dedcimal check. Ref: 'form=012a4bf9c' <-> Res: 'form=012a4bf9c'  Pass.
Test05(3), hex-dedcimal check. Ref: 'form=12a4bf9c' <-> Res: 'form=12a4bf9c'  Pass.
Test05(4), hex-dedcimal check. Ref: 'form=12a4bf9c' <-> Res: 'form=12a4bf9c'  Pass.
Test05(5), hex-dedcimal check. Ref: 'form=12A4BF9C' <-> Res: 'form=12A4BF9C'  Pass.
Test05(6), hex-dedcimal check. Ref: 'form=  12A4BF9C' <-> Res: 'form=  12A4BF9C'  Pass.
Test05(7), hex-dedcimal check. Ref: 'form=012A4BF9C' <-> Res: 'form=012A4BF9C'  Pass.
Test05(8), hex-dedcimal check. Ref: 'form=12A4BF9C' <-> Res: 'form=12A4BF9C'  Pass.
Test05(9), hex-dedcimal check. Ref: 'form=12A4BF9C' <-> Res: 'form=12A4BF9C'  Pass.
Test06(0), positive decimal check. Ref: 'form=12345678' <-> Res: 'form=12345678'  Pass.
Test06(1), positive decimal check. Ref: 'form=4282621618' <-> Res: 'form=4282621618'  Pass.
Test06(2), positive decimal check. Ref: 'form=     12345678' <-> Res: 'form=     12345678'  Pass.
Test06(3), positive decimal check. Ref: 'form=   4282621618' <-> Res: 'form=   4282621618'  Pass.
Test06(4), positive decimal check. Ref: 'form=000012345678' <-> Res: 'form=000012345678'  Pass.
Test06(5), positive decimal check. Ref: 'form=004282621618' <-> Res: 'form=004282621618'  Pass.
Test06(6), positive decimal check. Ref: 'form=12345678' <-> Res: 'form=12345678'  Pass.
Test06(7), positive decimal check. Ref: 'form=4282621618' <-> Res: 'form=4282621618'  Pass.
Test06(8), positive decimal check. Ref: 'form=12345678' <-> Res: 'form=12345678'  Pass.
Test06(9), positive decimal check. Ref: 'form=4282621618' <-> Res: 'form=4282621618'  Pass.
Test07(0), floating point check. Ref: 'form=1.006250' <-> Res: 'form=1.006250'  Pass.
Test07(1), floating point check. Ref: 'form=-1.006250' <-> Res: 'form=-1.006250'  Pass.
Test07(2), floating point check. Ref: 'form=1.006250' <-> Res: 'form=1.006250'  Pass.
Test07(3), floating point check. Ref: 'form=-1.006250' <-> Res: 'form=-1.006250'  Pass.
Test07(4), floating point check. Ref: 'form=1.006250' <-> Res: 'form=1.006250'  Pass.
Test07(5), floating point check. Ref: 'form=-1.006250' <-> Res: 'form=-1.006250'  Pass.
Test07(6), floating point check. Ref: 'form=1.0063' <-> Res: 'form=1.0063'  Pass.
Test07(7), floating point check. Ref: 'form=-1.0063' <-> Res: 'form=-1.0063'  Pass.
Test07(8), floating point check. Ref: 'form=1.0063' <-> Res: 'form=1.0063'  Pass.
Test07(9), floating point check. Ref: 'form=-1.0063' <-> Res: 'form=-1.0063'  Pass.
Test07(10), floating point check. Ref: 'form=     1' <-> Res: 'form=     1'  Pass.
Test07(11), floating point check. Ref: 'form=    -1' <-> Res: 'form=    -1'  Pass.
Test08(0), floating point (exponent) check. Ref: 'form=1.025001e+05' <-> Res: 'form=1.025001e+05'  Pass.
Test08(1), floating point (exponent) check. Ref: 'form=3.250000e-08' <-> Res: 'form=3.250000e-08'  Pass.
Test08(2), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-1.075001e+05' <-> Res: 'form=-1.075001e+05'  Pass.
Test08(3), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-6.250000e-08' <-> Res: 'form=-6.250000e-08'  Pass.
Test08(4), floating point (exponent) check. Ref: 'form=1.025001e+05' <-> Res: 'form=1.025001e+05'  Pass.
Test08(5), floating point (exponent) check. Ref: 'form=3.250000e-08' <-> Res: 'form=3.250000e-08'  Pass.
Test08(6), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-1.075001e+05' <-> Res: 'form=-1.075001e+05'  Pass.
Test08(7), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-6.250000e-08' <-> Res: 'form=-6.250000e-08'  Pass.
Test08(8), floating point (exponent) check. Ref: 'form=1.025001e+05' <-> Res: 'form=1.025001e+05'  Pass.
Test08(9), floating point (exponent) check. Ref: 'form=3.250000e-08' <-> Res: 'form=3.250000e-08'  Pass.
Test08(10), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-1.075001e+05' <-> Res: 'form=-1.075001e+05'  Pass.
Test08(11), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-6.250000e-08' <-> Res: 'form=-6.250000e-08'  Pass.
Test08(12), floating point (exponent) check. Ref: 'form=1.0250e+05' <-> Res: 'form=1.0250e+05'  Pass.
Test08(13), floating point (exponent) check. Ref: 'form=3.2500e-08' <-> Res: 'form=3.2500e-08'  Pass.
Test08(14), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-1.0750e+05' <-> Res: 'form=-1.0750e+05'  Pass.
Test08(15), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-6.2500e-08' <-> Res: 'form=-6.2500e-08'  Pass.
Test08(16), floating point (exponent) check. Ref: 'form=1.0250e+05' <-> Res: 'form=1.0250e+05'  Pass.
Test08(17), floating point (exponent) check. Ref: 'form=3.2500e-08' <-> Res: 'form=3.2500e-08'  Pass.
Test08(18), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-1.0750e+05' <-> Res: 'form=-1.0750e+05'  Pass.
Test08(19), floating point (exponent) check. Ref: 'form=-6.2500e-08' <-> Res: 'form=-6.2500e-08'  Pass.
Test09(0), text check. Ref: 'AbcdEFG' <-> Res: 'AbcdEFG'  Pass.
Test09(1), text check. Ref: '   AbcdEFG' <-> Res: '   AbcdEFG'  Pass.
Test09(2), text check. Ref: '  AbcdEFG' <-> Res: '  AbcdEFG'  Pass.
Test09(3), text check. Ref: 'AbcdEFG' <-> Res: 'AbcdEFG'  Pass.
Test09(4), text check. Ref: 'AbcdEFG' <-> Res: 'AbcdEFG'  Pass.
Test10, format poniter to nullptr, error code: (1)  Pass.
Test11, different type, error code: (3) '%s' (target float)  Pass.
Test11, different type, error code: (3) '%d' (target float)  Pass.
Test11, different type, error code: (3) '%c' (target float)  Pass.
Test11, different type, error code: (3) '%u' (target float)  Pass.
Test11, different type, error code: (3) '%p' (target float)  Pass.
Test12, pointer type check: (0)  Ref: '000000000064fcbc' <-> Res: '000000000064fcbc'  Pass.
Test13, floating point infinity check: (0) Ref: 'inf' <-> Res: 'inf'  Pass.
Test14, different type, error code: (3) '%s' (target integer)  Pass.
Test14, different type, error code: (3) '%f' (target integer)  Pass.
Test14, different type, error code: (3) '%p' (target integer)  Pass.
Test14, different type, error code: (3) '%g' (target integer)  Pass.
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Test16 floating point '-1' check. Ref: '-99.000000' <-> Res: '-99.000000'  Pass.
Test17 floating point '%-' check. Ref: '-99.000000' <-> Res: '-99.000000'  Pass.
Test18 report pointer (char*) '%p' check. Ref: '000000000064fcc0' <-> Res: '000000000064fcc0'  Pass.
Test19 report pointer (int*) '%p' check. Ref: '000000000040f7a0' <-> Res: '000000000040f7a0'  Pass.
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Test20(1), floating point auto check. Ref: '1.41421e+06' <-> Res: '1.41421e+06'  Pass.
Test20(2), floating point auto check. Ref: '100000' <-> Res: '100000'  Pass.
Test20(3), floating point auto check. Ref: '141421' <-> Res: '141421'  Pass.
Test20(4), floating point auto check. Ref: '-100000' <-> Res: '-100000'  Pass.
Test20(5), floating point auto check. Ref: '-141421' <-> Res: '-141421'  Pass.
Test20(6), floating point auto check. Ref: '1000' <-> Res: '1000'  Pass.
Test20(7), floating point auto check. Ref: '1414.21' <-> Res: '1414.21'  Pass.
Test20(8), floating point auto check. Ref: '1' <-> Res: '1'  Pass.
Test20(9), floating point auto check. Ref: '1.41421' <-> Res: '1.41421'  Pass.
Test20(10), floating point auto check. Ref: '0.001' <-> Res: '0.001'  Pass.
Test20(11), floating point auto check. Ref: '0.00141421' <-> Res: '0.00141421'  Pass.
Test20(12), floating point auto check. Ref: '-1e-05' <-> Res: '-1e-05'  Pass.
Test20(13), floating point auto check. Ref: '-1.41421e-05' <-> Res: '-1.41421e-05'  Pass.
Test20(14), floating point auto check. Ref: '1e-05' <-> Res: '1e-05'  Pass.
Test20(15), floating point auto check. Ref: '1.41421e-05' <-> Res: '1.41421e-05'  Pass.
Test20(16), floating point auto check. Ref: '1e-06' <-> Res: '1e-06'  Pass.
Test20(17), floating point auto check. Ref: '1.41421e-06' <-> Res: '1.41421e-06'  Pass.

format class Version: 96
All Pass: 20/20

まとめ

  • C++17 対応のコンパイラなら、RX マイコンに限らず、他の環境でも使えると思う。
  • やった事は無いが、Arduino でも使えるものと思う。(C++17 がコンパイル出来れば・・)
  • CC-RX は C++11 さえ未対応なので使えない。

RXマイコンのクロック設定に「static_assert」を追加

RX マイコンのクロック設定

  • RX マイコンのクロック設定はかなり柔軟ではあるものの、設定が出来ない組み合わせも多々ある。
  • その場合、現状の実装では、微妙なクロックで動作していても、その異変を検出するのが難しくなってしまう。
  • そこで、C++11 から追加された「コンパイル時アサート static_assert」を使い、コンパイル時に、不整合を検出して、エラーで停止するようにした。
  • constexpr を組み合わせて、コンパイル時に複雑な条件を検出できる。
  • static_assert はコンパイル時に評価されるので、実時間に影響を与えない。

※何故、今まで使わなかったのか・・


clock_profile.hpp

  • 以前、Makefile で、各クロック周波数を外部から与えていたが、最近は、clock_profile クラスで定義するようにした。
  • この定義は、外部から簡単に参照出来るようにしてある。

RX72T の場合:

namespace device {

    class clock_profile {
    public:
#ifdef USE_USB
        static constexpr bool       TURN_USB    = true;             ///< USB を使う場合「true」
        static constexpr uint32_t   BASE        =  16'000'000;        ///< 外部接続クリスタル
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 192'000'000;        ///< PLL ベースクロック(最大200MHz)

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 192'000'000;        ///< ICLK 周波数(最大200MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKA       =  96'000'000;        ///< PCLKA 周波数(最大120MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  48'000'000;        ///< PCLKB 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKC       = 192'000'000;        ///< PCLKC 周波数(最大200MHz)
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  48'000'000;        ///< PCLKD 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  48'000'000;        ///< FCLK 周波数(最大60MHz)
        static constexpr uint32_t   BCLK        =  48'000'000;        ///< BCLK 周波数(最大60MHz)
#else
        static constexpr bool       TURN_USB    = false;            ///< USB を利用しない場合「false」
        static constexpr uint32_t   BASE        =  16'000'000;        ///< 外部接続クリスタル
        static constexpr uint32_t   PLL_BASE    = 200'000'000;        ///< PLL ベースクロック

        static constexpr uint32_t   ICLK        = 200'000'000;        ///< ICLK 周波数
        static constexpr uint32_t   PCLKA       = 100'000'000;        ///< PCLKA 周波数
        static constexpr uint32_t   PCLKB       =  50'000'000;        ///< PCLKB 周波数
        static constexpr uint32_t   PCLKC       = 200'000'000;        ///< PCLKC 周波数
        static constexpr uint32_t   PCLKD       =  50'000'000;        ///< PCLKD 周波数
        static constexpr uint32_t   FCLK        =  50'000'000;        ///< FCLK 周波数
        static constexpr uint32_t   BCLK        =  50'000'000;        ///< BCLK 周波数
#endif
    };

}
  • 上記のように、実際に設定する周波数を、整数で定義してある。
  • RX72T の場合、USB を使う場合と最大周波数で動作させる場合で、異なったプロファイルを使う。
  • 水晶発振子の場合、8MHz~24MHzまでを使う。
  • 細かい周波数の場合は多少注意を要する。
  • この定数は、CMT、MTU、SCI など、タイミングデバイスで、周期を計算する場合に参照される。

system_io::boost_master_clock()

  • 各クロックを切り替える関数では、設定出来ない場合にコンパイルを止める。
  • 分周して余りが出る場合もコンパイルエラーとなる。
  • PLL_BASE は、外部接続クリスタルなどから、PLL で、内部クロックを生成する。
  • PLL_BASE は 0.5 倍単位で、10 倍から 30 倍まで生成出来る。

ベース周波数のチェック

        static constexpr bool check_base_clock_() noexcept
        {
            bool ok = true;
            if(OSC_TYPE_ == OSC_TYPE::XTAL) {
                if(clock_profile::BASE < 8'000'000 || clock_profile::BASE > 24'000'000) ok = false;
            } else if(OSC_TYPE_ == OSC_TYPE::EXT) {
#if defined(SIG_RX72N) || defined(SIG_RX72M)
                if(clock_profile::BASE > 30'000'000) ok = false;
#else
                if(clock_profile::BASE > 24'000'000) ok = false;
#endif
            } else if(OSC_TYPE_ == OSC_TYPE::HOCO) {  // 16MHz, 18MHz, 20MHz
                if(clock_profile::BASE != 16'000'000 && clock_profile::BASE != 18'000'000 && clock_profile::BASE != 20'000'000) ok = false;
            }
            return ok;
        }

...

        static_assert(check_base_clock_(), "BASE out of range.");
  • RX72N、RX72M では、外部入力クロック時に 30MHz までを許容している。
  • それ以外は 24MHz
  • 内臓高速オシレータは、16MHz、18MHz、20MHz を選択出来る。

PLL ベースクロック

  • PLL ベースクロックは、BASE クロックを内部 PLL で0.5倍単位で逓倍する。
  • 10 倍~30 倍の設定が可能
            static_assert((clock_profile::PLL_BASE * 2 / clock_profile::BASE) >= 20, "PLL-base clock divider underflow.");
            static_assert((clock_profile::PLL_BASE * 2 / clock_profile::BASE) <= 60, "PLL-base clock divider overflow.");
            static_assert((clock_profile::PLL_BASE * 2 % clock_profile::BASE) == 0, "PLL-base clock can't divided.");

各モジュール分周器

  • 各モジュール分周器は、1, 1/2,1/4,1/8,1/16,1/32,1/64 を設定出来る。
  • RX72N、RX72M では、バスクロック(BCLK)だけ 1/3 を設定出来る。
        static constexpr uint8_t clock_div_(uint32_t clk) noexcept
        {
            uint8_t div = 0;
            while(clk < clock_profile::PLL_BASE) {
                ++div;
                clk <<= 1;
            }
            if(div > 0b0110) div = 0b111;
            return div;
        }

        static constexpr bool check_clock_div_(uint32_t clk) noexcept
        {
            auto div = clock_div_(clk);
            if(div > 0b0110) {
                return false;  // overflow
            }
            if((clk << div) != (clock_profile::PLL_BASE & (0xffffffff << div))) {
                return false;  // 割り切れない周期
            }
            return true;
        }

        static constexpr uint8_t clock_div_bus_(uint32_t clk) noexcept
        {
#if defined(SIG_RX72N) || defined(SIG_RX72M)
            if((clock_profile::PLL_BASE - (clk * 3)) < 3) {  // 1/3 設定の検出
                return 0b1001;
            }
#endif
            return clock_div_(clk);
        }

        static constexpr bool check_clock_div_bus_(uint32_t clk) noexcept
        {
            auto div = clock_div_bus_(clk);
            if((div & 0b0111) > 0b0110) {
                return false;  // overflow
            }
            if(div == 0b1001) {  // 1/3
                return true;
            } else {
                if((clk << div) != (clock_profile::PLL_BASE & (0xffffffff << div))) {
                    return false;
                } else {
                    return true;
                }
            }
        }

...

            static_assert(check_clock_div_(clock_profile::FCLK), "FCLK can't divided.");
            static_assert(check_clock_div_(clock_profile::ICLK), "ICLK can't divided.");
            static_assert(check_clock_div_bus_(clock_profile::BCLK), "BCLK can't divided.");
            static_assert(check_clock_div_(clock_profile::PCLKA), "PCLKA can't divided.");
            static_assert(check_clock_div_(clock_profile::PCLKB), "PCLKB can't divided.");
            static_assert(check_clock_div_(clock_profile::PCLKC), "PCLKC can't divided.");
            static_assert(check_clock_div_(clock_profile::PCLKD), "PCLKD can't divided.");

USB クロック

        static constexpr uint32_t usb_div_() noexcept
        {
            if(clock_profile::TURN_USB) {
                if((clock_profile::PLL_BASE % 48'000'000) != 0) return 0;  // 割り切れない場合
                return (clock_profile::PLL_BASE / 48'000'000);
            } else {  // USB を使わない場合は、常に「2」(リセット時の値)を返す
                return 0b0001 + 1;
            }
        }

...

            {
                static_assert(usb_div_() >= 2 && usb_div_() <= 5, "USB Clock can't divided.");
                // 1/2, 1/3, 1/4, 1/5
                device::SYSTEM::SCKCR2.UCK = usb_div_() - 1;
            }

まとめ

  • C++11 以降に追加された「static_assert」だが、今まで、何故か使っていなかったのか?(もったいない)
  • この少しの改造で、clock_profile で、無効な設定を書いても、コンパイル時に検出して、止める事が可能となった。
  • constexpr を使い、コンパイル時に計算や分岐も可能となるので、複雑な条件であってもコンパイル時に検出が可能となる。

RXマイコン、データフラッシュ関係更新

データフラッシュ関係更新

今まで、RX72Nなどで、データフラッシュに対するアクセスが正しく動作していなかった。

原因が判らず、放置してあったが、思い出したように取り組んでみた。

            device::FLASH::FENTRYR = 0xAA80;
            if(device::FLASH::FENTRYR() == 0x0080) {
                mode_ = mode::PE;
                return true;
            } else {
                debug_format("FACI 'P/E' not ready: 'turn_pe_'\n");
                return false;
            }

上記の部分で、Program/Erase モードに移行しない状況となっていた・・
※ハードウェアーマニュアルでは、0xAA80 を書き込んで、0x0080 が読める事を確認する事になっている。

クロック設定や、シーケンサに設定するクロックなど確認したが問題無かった。
※RX72N には、「データフラッシュメモリアクセス周波数設定レジスタ (EEPFCLK)」があり、注意書きとして、

FCLK の周波数を変更する場合、以下の手順に従い、変更前後で遅い方の周波数で動作している状態で
データフラッシュメモリアクセス周波数設定レジスタ (EEPFCLK) を変更してください。

なので、system_io クラス内の FCLK 設定クラス内に移動した。


又、「フラッシュシーケンサ処理クロック周波数通知レジスタ (FPCKAR)」があり(RX64、RX71、RX72 共通)
起動時に設定している。

色々デバッグする過程で、直ぐに読み出すと正しく読めないような状況だと判った。
そこで、とりあえず、10 マイクロ秒の遅延を間に入れた。

    static constexpr uint32_t MODE_CHANGE_DELAY = 10;   ///< モード変更における遅延

            device::FLASH::FENTRYR = 0xAA80;
            utils::delay::micro_second(MODE_CHANGE_DELAY);
            if(device::FLASH::FENTRYR() == 0x0080) {
                mode_ = mode::PE;
                return true;
            } else {
                debug_format("FACI 'P/E' not ready: 'turn_pe_'\n");
                return false;
            }

これで正しく動作する事が判った。
※ハードウェアーマニュアルを良く調べたが、この「遅延」に関する記述は見つけられなかった・・・


その他:

  • 「イレースチェック」コマンドを追加。
  • バンク指定の不具合修正。
  • メッセージの見直しなど色々追加した。

RX24T のデータフラッシュでは、1バイト単位で書き込めるが、RX6x 系では、4 バイト単位での書き込みとなっており、この辺りも管理を考え直す必要性がある。

また、RX64M にはあるが、RX72N には無いレジスタとか、細かい違い吸収するスマートな方法を考えないとならないと思っている。
※現状では、「#iddef」等で、分岐している。


対話形式のデータフラッシュ操作の様子

Flash drive clock: 60 [MHz]
Data Flash total size: 0x00008000
Data Flash block size: 64 bytes
Data Flash word size: 4 byte
FCLK base: 60 MHz
# ?
Data Flash Size: 32768, Bank: 512, Block: 64, Word: 4
erase [bank] (erase 0 to 512)
check [bank] (erase check 0 to 512)
r[ead] org [end] (read)
write org data... (write)
uid (unique ID list)
# check 5
Erase check: bank 5: 0x0140 to 0x017F NG
# erase 5
Erase OK: bank 5, 0x0140 to 0x017F
# write 140 aaa bbbb ccccc dddddd
# r 140 10
0x0140: 00000AAA 0000BBBB 000CCCCC 00DDDDDD
# check 6
Erase check: bank 6: 0x0180 to 0x01BF NG
# write 180 abcd
FACI 'write32_' write error: 0x0180
Write error: 0x0180: 0x0000ABCD
# erase 6
Erase OK: bank 6, 0x0180 to 0x01BF
# write 180 abcd
# r 180 10
0x0180: 0000ABCD 00000000 00000000 00000000
#

enum class を活用

組み込みのプログラミングでは、内部レジスタにマジックワードを書き込む事が多い。
仕様書には詳しく書いてあるものの、プログラムを観た場合に非常に判り難い。
最近、それを少しででも改善するような試みをしている。

今回、フラッシュの FACI シーケンサコマンドを「enum class」で定義して、専用のコマンドとした。

        /// FACI シーケンサ・コマンド
        enum class FACI : uint8_t {
            WRITE_TOP = 0xE8,       ///< プログラム(データフラッシュメモリ) 4バイトプログラム
            WRITE_FIN = 0xD0,       ///< プログラム(データフラッシュメモリ) 4バイトプログラム 最終コマンド
            ERASE1 = 0x20,          ///< 1st ブロックイレーズ (データフラッシュメモリ 64バイト)
            ERASE2 = 0xD0,          ///< 2nd ブロックイレーズ (データフラッシュメモリ 64バイト)
            CLEAR_STATUS = 0x50,    ///< ステータスクリア
            BREAK = 0xB3,           ///< 強制終了
            CHECK_BLANK1 = 0x71,    ///< 1st ブランクチェック
            CHECK_BLANK2 = 0xD0,    ///< 2nd ブランクチェック
        };

        inline void faci_cmd_(FACI cmd) const noexcept
        {
            FLASH::FACI_CMD_AREA = static_cast<uint8_t>(cmd);
        }

        inline void faci_cmd_(FACI cmd1, FACI cmd2) noexcept
        {
            FLASH::FACI_CMD_AREA = static_cast<uint8_t>(cmd1);
            FLASH::FACI_CMD_AREA = static_cast<uint8_t>(cmd2);
        }

※ FACI コマンドでは、コマンドによっては 2 バイト長もあるので、xxxx1、xxxx2 に別けてあるのが多少痛いのだけど・・・

            faci_cmd_(FACI::WRITE_TOP);
            FLASH::FACI_CMD_AREA = 0x02;  // 書き込み数

...

            faci_cmd_(FACI::WRITE_FIN);
            faci_cmd_(FACI::CHECK_BLANK1, FACI::CHECK_BLANK2);

このような試みで、多少判りやすくなっていると思う。


まとめ

今回は、放置してあったデータフラッシュアクセスを何とか動作するようにしたが、何故「遅延」を入れる必要があるのか不明だ・・・
※RX64M、RX71M などでは、遅延は必要無い。

怪しいのは、動作速度を設定するレジスタ関係などだが、何回確認しても、問題無いと思える。
もしかしたら、順番があるのかもしれないが、それは試していない、現状、遅延を入れて動いているので、「良し」としている。

WR250Xスプロケ交換

スプロケの交換

先日、チェーンを交換したが、スプロケは交換しなかった。

なんか、まだいけそうだから勿体ないなぁー、と言う、しみったれと、リアのタイヤを外すのが、少し面倒など色々な理由で・・

しかし、結局早々に交換する事になるので、今日作業を行ったー

3月に入り、昼間は暖かいので、外での作業に支障は無くなっているが、今日は風が強かった。


インパクトの威力

フロント側のスプロケは、27mmのナットで締まっている。

作業は玄関で行っているので、コンプレッサーを置いてある部屋から届くように、ホースを5m買い足しておいた。

経験的に、フロント側を緩めるのに苦労する事が多いので、多少心配したが、一撃で簡単に緩んだ。

サンスター製に交換

※純正には、ゴムのダンパーがついている(静音?)。

純正のスプロケは、リアはてっちんで、寿命は長いと思うが、交換する際は、何故か純正を避け、サンスターのアルミ製になる事が多い。


リアを浮かす

リアタイヤを外す為、リアを浮かす必要があるので、車用のジャッキスタンドを利用して浮かしている。

フロントのスプロケ

フロントのナットは、車体に乗車してリアブレーキを踏んだ状態で締め付けた。


各ボルトナットの締め付けトルク

  • フロントスプロケ固定ナット: 95 N·m
  • リアスプロケ固定ボルト: 35 N·m
  • リアアクスル: 125 N·m

WR250XウインカーLED化

※埃が多い場所に放置してあったので、汚れている・・

ウインカーをLED化した

このLEDウィンカーは、内部にDC/DCコンバーターを内蔵しており、12V~24Vで使え、定電流駆動している。

消費電流が少なく、明るさが一定で、凄く明るい。

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ウィンカーリレー

ノーマルのウィンカーリレーは、白熱電球(12V10Wx2、又はx4)用で、2端子タイプになっている。

LEDは、消費電流が少ないので、そのままでは点滅が速くなる。

最初、LED対応のウインカーリレーを購入しようかと思ったが、簡単に改造出来るだろうと思い、買わなかった。

早速、車体から取り外して、カバーを開けてみた・・

シリコンが充填してあり、分解が大変そうだ・・・

だが、良く観ると、コンデンサと抵抗の一部が見えている。

どのような回路構成なのか不明ではあるけど、抵抗値を大きくすれば、点滅速度が遅くなるものと思った。

抵抗は2Mオームだったので、330K、470Kオームなどを直列に足して実験した。
そして、470Kオームが丁度良い速度で点滅する事が判った。
ハザードも試したが問題無い!


このリレー、直列に入っているだけなので、どのような回路になっているのか気になる処だ・・
※二重電磁リレー式のウィンカーリレーは、大体理解しているが、このリレーは音がしないので、純粋な電子回路のようだ。

WR250Xチェーン交換

先延ばししすぎ・・・

少し前から、純正チェーンは限界を超えて、のびのびでダラダラだった・・
※タイヤのエッジに当たってる状態だった。

交換用チェーンは一昨年には購入してあったが、作業スペースが狭いので、なかなかやる気が起きなくて、まだ何とか使えると先延ばししていた。
でも、流石に、交換しないと、と、ゆー事で、重い腰を上げ、やっと交換した。

メンテナンスローラー

これも、前に購入していたが、初めて使った、もの凄い便利だw

チェーンカット

まず、古いチェーンをカットする。

純正チェーンは、つなぎ目が判らなかったので、適当な場所のピンを抜いた。

まず、グライダーで、かしめてある部分を削って飛ばす。

そしてピンを押し出して、カットする。
※ちゃんとした工具(EK製)なので、スムーズに作業が進む。

新しいチェーンをかしめる

新しいチェーンは、純正と同じ108リンクを買ったので、そのまま取り付け出来る。

いつも思うが、初期のグリスがベタベタなのが・・、軍手を一つ駄目にしたw

出来上がり

意外とスムーズに作業が進んだ、こんな事なら、さっさと済ませておけば良かったと思う。

潤滑剤を塗り直す

ベルハンマーを塗布して、ベタベタを取り除いて、遊び調整などを行い完了。
※最近、チェーングリスを使わなくなった。

まとめ

近所を少し走ってみて、遊びを確認、問題無し、3時を過ぎると寒い寒い・・

スプロケ交換、オイル交換、フロントブレーキのパッド交換、ブレーキオイル交換など、やる事が沢山ある・・・

山梨はガソリンが高い、ハイオク180円だった、まだ上がるらしい・・・