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NESのパッドを付けてみたら・・

部屋をかたずけていたら、NESのコントローラーが出てきた、本体は無い、多分これは、20年くらい前のもので、その時務めていた会社(ライブプランニング)からNESのソフトと本体など借りた時(丁度「暴れん坊天狗」の NES 版「Zombie Nation」を作っていた頃だ)本体は返したがコントローラーだけ自宅に置き去りになったものと思う。

NESパッド

折角なので、RX65N Envision kit のNESエミュレーターのパッドとして使ってみた。

ネットを探して、コントローラーのピンアサインを探して、コネクタを付けた。

白:Vcc(電源、通常+5V)
茶:GND(電源、0V)
橙:P/S(パラレル、シフト切り替え)
赤:CLK(クロック)
黄:OUT(シリアル出力)

ところが・・・
ボタンを押しても反応が無い・・・
配線を確認したが、問題無さそう、ファミコン互換パッドでは問題無く動作する。

これは多分、クロックの遅延が足りないものと思い、クロックの遅延ループを6回から20回にして動作するようになった。
この純正パッドはC-MOS「4021B」を使っているが、互換パッドに使われているICは、4021Bの互換ICで、クロックの許容範囲が広いものと思う。

uint8_t update(uint32_t cnt = 20) noexcept
{
    P_S::P = 0; // seirial
    uint8_t d = 0;
    for(uint8_t i = 0; i < 8; ++i) {
        d <<= 1;
        if(!OUT::P()) ++d;
        CLK::P = 1;
        utils::delay::loop(cnt);
        CLK::P = 0;
        utils::delay::loop(cnt);
    }
    P_S::P = 1; // parallel
    data_ = d;
    return data_;
}

上記のように、ループ数を「6」から「20」に変更した。
※120MHz動作の場合なので、もっとCPUクロックが速い場合は調整する必要がある。

static void loop(uint32_t cnt)
{
    while(cnt > 0) {
        asm("nop");
        --cnt;
    }
}

loop 関数は上記のように「nop」を実行するだけのものだ。

RX65N Envision Kit には、上記のように接続してある。

FAMIPAD.hpp

今回の話とは関係無いが、写真の圧着工具、安い割りにはなかなかに良い!
この小さいコネクタの圧着では、まともにできずに、ラジオペンチで修正したり、最悪ハンダ付けしたりと苦労してきたが、この工具なら、ほぼ間違いなく綺麗に圧着できる。
専用の工具は非常に高価で、たいてい1種類のピンにしか対応しないので、DIYでは買う機会は無いのだが、この工具ならそれに匹敵する、すばらしい!

RXマイコン別性能(レイトレースによる)

RX66Tは、まだデバイスが入手できていないので評価はまだだが、RX24T、RX65N、RX71M(RX64M)の全般的な性能評価を行った。
※RX64Mは最大動作周波数がRX71Mの半分で、他はRX71Mと同等なので、スルーしている。
又、最大動作周波数でベンチマークしている。

今回の評価では、「レイトレース・プログラム」を使った。
現実的には、このベンチマークでは不十分とも思えるが、浮動小数点演算が混在したプログラムを走らせるようなアプリの評価では、整数演算とのバランス(浮動小数点の比率が高めだけど・・)で、十分参考になると思える。
※整数演算のみの評価では、他のマイコンと比べるとRXマイコンは、CISC系で、ルネサスが独自に工夫しており、実行効率が優れている為、評価するまでもなく速い。
※現状では、消費電力辺りの能力、強力な各種ペリフェラルなど、色々な面で、敵ナシだと思う。(gcc を使わない場合の開発環境が有料、又、やはりコストは多少高い、その点で、他より劣る)

RX200シリーズなどのFPUを持たないマイコン(RXv1コア)は、手持ちが無いので評価していないが、コストの問題から下位のシリーズを使う場合でも、CPの高いRX24Tの存在があり(RX220とあまりコストが変わらないと言うのは言い過ぎだと思うが・・)低価格路線では、それを目安にする事ができる。
※自分としては、RX200シリーズはFPUを持たないし、動作周波数も低く、あまりメリットを感じない。
これは多分、RL78などの8/16ビットマイコンとの差別化で、同じような価格帯で、性能差が大きすぎると差別化が難しい為と思われる、それでも、32ビットコアのメリットは大きい。
※RXマイコンが、ARM、PIC32、ESP32に比べて割高感があるので、「敬遠」している人がいるかもしれないが、たとえば、RX65Nと同等の機能を持った、ARMと比べた場合、同等の性能を出す事が出来るシリーズは無かったり、価格もそれほど変わらない場合も多い。
今回評価していないものの、RX630(100MHz)などもあり、RXマイコンは色々な場面で有用だと思える。

RX24T、8ビットバス、I/Oポート制御
RX65N、フレームバッファ制御
RX71M、フレームバッファ制御
型番 動作周波数 [MHz] FPU ROM RAM 実時間 [ミリ秒] 価格 [円]
R5F524TAADFP RX24T 80 256K 16K 1670 974 (572/10)
R5F565NEDDFB RX65N 120 2M 640K 812 1910 (1320/10)
R5F571MFDDFC RX71M 240 2M 512K 410 2600 (1940/10)
ESP32(参考) 160 4M 520K 13000 550
STM32F4(参考) 72 × 1M 192K 52000 320
STM32F756BGT6(参考) 216 1M 320K 620 1820 (1250/10)

備考:
・コンパイラは「rx-elf-gcc 6.4.0」で、最適化「-O3」でバイナリーを作成。
・ESP32 の結果が悪すぎるのは、LCD とのインターフェースに問題があるように思う。(描画のオーバーヘッドが大きいものと思う)
・内臓メモリのサイズと値段は相関があるので、単純にCPを比べる事は出来ない。
・ESP32、STM32F4、STM32F7 の結果は、ネット情報による。
・RX65NのCPが意外に高い、LCD接続が容易で、トータルで考えた場合、バランスが良い。
・RX71M、RX65Nは、フレームバッファを使い、描画コストが低い、STM32F7も同様の方式と思われる。
・RX24Tは、RAMが少ないので都度描画を行っている、描画コストがそれなりにある。
・ベンチマークに使ったソースは、Arduino 向けの物なので、細かい部分で、動作が微妙に異なり、条件も違う。
・RX マイコンでは、float の平方根を求める専用命令(FSQRT)を使っている。(STM32F7もそれは同様なようだ)

RX71MにLCDを接続してみる。

かなり昔に、Aitendo でセールしてたTFT-LCDをRX71Mに接続してみた。

2.2インチ、320x240、64Kカラー、コントローラーは、R61505

LCDコントローラーのバスをデータラインに直接接続するのがゴールだったが、動作しない・・

RXマイコンのバス設定は面倒なので、最初、I/Oポート制御でコントローラーの初期化を実験してみた。
しかし、何をやっても、思ったように動作しない・・
※初期化コードは Arduino 用をネットで拾ってきて、適当に改造して実験していた。

相当、色々やったが、不安定で動作しない・・・
※数回に1回、初期化だけ動作する事はあるが、ピクセルの描画では、おかしな動作をしてまともに動作しない。

それで、しばらく放置してた、2019年になって、そーいえば8ビットバスで試して無かったなぁーってふと思い、「IM」ピンをGNDからVCCに変更(8ビットバス)して、16ビットバス用から8ビットバス用に修正して試してみたら、普通に動作する。

何で?
8ビットバス接続では、DB8~DB15 を使う、16ビットバスでは、DB0~DB15 を使う。
以前に、DB0~DB15 の結線に誤りがあるのかと思い、調べたが問題無い・・

再度、DB0~DB7 の結線を調べたら、DB6 の結線が間違っていた・・
※PD6(145) に繋ぐべきところが、PG0(146) に接続していた・・・
最近、視力が落ちて、細かい配線が見難い(車の運転には支障無い視力)事が大きな要因と思うが、「メガネ」を作りにいくのが億劫で、先延ばしにしていた。

Start TFT sample
ID: C505
Probe TFT OK to start...
Render time: 630ms (1)

ところで、RX71M の 240MHz 動作では、320x240のレイトレースベンチマークは上記のように0.63秒だった。
ただ、ピクセルの描画コマンドをコントローラーに送る際のオーバーヘッドが大きいので、実際には、もっと速いと思うが、素晴らしいパフォーマンスだ!
RXマイコンは、本当に優秀なマイコンだと思う、使わない理由が無い、逆に何故ARMやPICを使うのか問いたいくらいだ。

https://github.com/hirakuni45/RX/tree/master/rx71m_LCD
※一応、テストで使っているプロジェクト

作業部屋のパソコン机を作る

作業部屋で、CNC、3Dプリンターなどを制御する為、以前に中古パソコンを買ってみたー、本当は自作PCを組むつもりだったけど、中古パソコンで性能がそこそこの物がかなり安く入手できる事を知ったのと、メーカー製PCを一台も持っていない事もある為で、HDD仕様だけど、余っている240GBのSSDを追加してシステム関係を移動、やはり余っていたメモリに交換して8GBにした、モニターは、以前メインPCで使っていた24インチを使った、性能的にも能力的にも、これでも十分(一応i7なので)となった。

パソコンを置く台だが、エレクタもどきで、適当な物が余っていたのでそれを組み立て(車輪付き)、キーボード台を自作して改造した。

キーボード台は、ホームセンターおなじみの「パイン集成材」を利用した、この板は、反りが少なく、頑丈で加工しやすい特徴がある。

また、スライドレールで長さが丁度良い物が余っていた(台所の引き出しに使うつもりで間違った長さを買った余剰品が沢山ある・・)ので、それを取り付ける為のガイドを作り、取り付けた、適当な板を張り合わせて、丁度良い大きさに加工した、エレクターへは、タッピングビスで固定した。

「木」は加工が簡単で、それなりに強度があり、適度に柔軟なので、DIYには都合の良い材料で助かる、ただ、切断時(電動丸ノコ)に切りくずが凄いので外で加工する事になり、「晴れていて昼」のみ加工できる。

エレクタもどきの天板は、そんなに重量のある物を置かないので、5mm厚のMDFを使ったが、湿気などを考慮して、何か塗る必要がありそうだ・・・

左右の取り付け位置が微妙で、多少「建てつけ」が悪いが、強度も十分でちゃんと使えそうだ。(このキーボード台も何か塗った方が良いだろうなぁ・・)
※このスライドレール、途中で止める機構が無いので何かストッパーが必要だな・・
※現状、キーボードを乗せた状態で引き出しを閉める事が出来ないので、要改修が必要なのに気がついた・・

旋盤を作業台に載せた話

以前に購入した入門用小型旋盤を使っていたが、主軸のベアリングが駄目になったようで、削った場合に「模様」が入るようになった。
分解して、ベアリング交換をしようと思っていた矢先、山梨に引越した。

本業が一段落したので、直そうかと思っていたが、「小型」(チャックが80mm)で、剛性が足りないと思っていた、そしたら、ヤフオクで少し大型の旋盤を売っているのを見つけてしまった。
通常このサイズ(チャックが125mm)は、120キロ以上なのだが、「振り」が短く80キロ程度だった、それに「送り」は金属ギヤーで、ブラシレスモーター、プーリー駆動(静か)、インバーター速度制御、かなり充実した内容だった。

このサイズと重さなら、何とか屋内に設置可能と思いポチッた(本来は、中古の本物旋盤が欲しいが、重量が少なくとも数百キロ以上あり、三相200Vなので普通の部屋に置くのは厳しい)、しかし、物が来たが、工作部屋の整理が進んでいないので、しばらく玄関に放置していた。
先日、ようやく、工作部屋のスペースを確保して、旋盤を設置した。

80キロだと大人二人なら何とか持ち上げられるが、知り合いをその為に呼ぶのも気が引ける、何とか一人で作業台に載せられないか・・
しばし考え、パソコン台用を向かい合わせにして、バイクを車で運ぶ際に使う、ラチェット式タイダウン、サブベルト、通常のタイダウンなどを駆使して、少しづつ引き上げ、作業台に載せる事ができた。

作業台は、「エレクター」もどき、ホームセンターではお馴染みのアイテムで、分解や組み立てが簡単で、高さや大きさ、板の枚数が自由に選べ、かなりの重さに耐える。(以前から持っていたものを再利用した)
ただ、天板は、骨構造なので、ホームセンターで購入したメラニンボードを適当に切り、載せている。(表面がスベスベで油が染み込まず、掃除が楽)

この旋盤の刃物台は、以前の物より少しばかり大きく、剛性も高い、そこで、以前使っていた10mm角より少し太い12mm角のホルダーを新たに購入した、海外ではかなり安く売っているが、送料が「重い」と高い・・、それでも国内で買うより十分安く、チップも一通りついている。

主軸の触れは問題なく、三爪の保持では0.05mmほどあるが、これは、三爪の特性と、このスクロールチャックの性能で、まぁ許容範囲だろうと思う。

貫通穴は、35mmの丸棒が余裕で通る。
※その為、MT3などのホルダーを取り付けたい場合は、アタッチメントを用意する必要がある。

モーターは回してみたが、何の問題もなくスムーズで静かだ、回転速度も安定しており、自動送りも問題なく機能している。

早速削ってみたいとこだが、切子を避ける板などや、照明を準備するのでそれが出来たら紹介しようと思う。

簡易二重窓を取り付ける

大月に越して、1年が経とうとしている。
12月に入って、寒い日が続くようになった、大月は、都内に比べると5度~10度は温度が低いと思う。
家があるのは、大月市内より山寄りで、少しだけ標高も高い、今日の朝は「-8度」くらいだった・・
一軒家は、以前に住んでいたアパートに比べて、機密性が低いのか、かなり寒く、暖房器具が欠かせない。
夜に作業をしていると、寒いのでファンヒーターやストーブを使うが、燃料代がバカにならないので、以前にホームセンターで提案していた、簡易二重窓を付けてみた。
中空のポリカーボ板と、それを囲う枠やレールなどで構成されていて、かなりお手軽に作る事ができて、それなりに安いコストでも効果は抜群と言う触れ込みだった。(どのくらい効果があるのかは、これから判ると思う)
ただ、普通に考えて、窓1枚では、機密性は最悪で、ガンガン暖かい空気が逃げてしまう、また、結露が凄い。

まず、計測。
しかし、メジャーで正確な計測は意外と難しい。
また、窓枠が厳密に長方形とは限らないし、角が直角とも限らないので、最終的には現物合わせとなる。
窓のレールは、上用の深い物と、下用の浅い物があり、ホームセンターのサンプルでは、左右のレールは、上と下のレールを囲う少しだけサイズが異なる物だったが、45度にカットして、共通の物とした。
※自分では正確に切断したつもりでも1mmくらいはずれてしまう場合があった、あんまし器用とは言えない・・
レールは、両面テープで貼るので、お手軽だ。
カットは、ジグソーで行った。
※ポリカーボの板はカッターで切れるが、長い直線を切るのはそれなりに難しい、工作用に買ったアルミのコの字アングルをガイドに使ったが、力加減が難しく、気を抜くと簡単にズレてしまう。

ホームセンターのサンプルでは、カットは垂直にして窓枠を組んでいたが、仕上がりを気にして、45度カットにして合わせたが、45度のカットが中途半端で正確性に欠け、隙間なく綺麗に合わさるまでには至らなかった・・
イマイチな仕上がりとなったが、まぁ、及第点としておこうw。

長方形に仕上げたつもりだが、微妙に台形となっており、イマイチだが、レールの深さがそれなりにあるので、隙間はほぼ無い。

外の窓は10.6度

中の窓は21.9度
と、10度くらい温度差があるので、かなり効果があるものと思う。

RXマイコン関係ソースコードを整理する

RX66T関係を追加する過程で、RX関連ソースコードを整理した。

今まで、RX24Tに始まり、RX64M、RX71M、RX65Nとサポートデバイスを広げてきたが、RX66Tを加えるにあたり、重複しているファイルや、醜い部分を整理した。
基本はRX64Mとなっている。
・RX64M、RX71Mはほぼ同じ
・RX651/RX65Nは、微妙に異なる
・RX24Tは別品種(割り込み関係が異なる)
・RX66Tは、RX24TとRX64M系の中間的
こんな感じだが、デバイスのレジスター関係は、全てにおいて共通部分が多く、共有出来る。
異なるのは、デバイス(自分のフレームワークでは、ペリフェラルと呼んでいる)の有無。
RX64M、RX71Mは非常に沢山のペリフェラルを持っているが、RX24Tなどは、それに比べて少ないが、中でも「割り込み」ベクターが大きく異なる。
これをどのように表現するかが大きな課題となっていたが、とりあえず、テンプレートにしておけば何とでもなる事が判った。
また、今までは、似ているけど少し異なるような場合は、「#if」などで、分けて凌いでいたが、基本的に各デバイスで、ファイルを分けて対応する事にした。
懸念事項としては、同じコードを全てのデバイス専用ファイルにコピーする必要があり、この場合、一つの修正が、他のデバイスのソースも同じように修正する必要が出てくる・・
一つのファイルで共有して「#if」で細かく分ける書き方だと、かなりトリッキーで読みにくくなる、どちらが良いかは、ケースバイケースで何とも言えないが、保守より読みやすさを優先した。

ペリフェラル:
各デバイスには、「peripheral.hpp」があり、このファイル内で、「enum class」により、「peripheral」型で、利用できるペリフェラルが列挙してある。
この「列挙型」の違いにより、ポートの設定、消費電力設定、割り込み制御など、大まかな動作を分けている、ペリフェラルを直接叩くドライバーは、たとえば割り込みベクター型の違いを考慮する必要が無いように実装してある。

RX24Tのペリフェラルでは、割り込みベクターは、通常ベクターに全て割り当てられているが、RX64Mなどペリフェラルが多いデバイスでは、通常ベクターの数が足りずに、グループベクター、選択型ベクターを新規に設け、それらに割り当てるように工夫されている為、そのままでは同じように扱う事が出来ない。
この違いを吸収して、デバイスドライバーを共通化する為、考えた結果、以下のような実装を行う事でかなりスマートに解決出来た。

//++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
/*!
        @brief  CMT I/O クラス
        @param[in]  CMT チャネルクラス
        @param[in]  TASK    タイマー動作クラス
*/    //++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
template <class CMT, class TASK = utils::null_task>
class cmt_io {

...

};

上記はCMTの制御クラスの型だが、「CMT」は、CMTペリフェラルクラスで、CMTの制御レジスターを定義したものになっている、通常CMTは0~3まで4チャネルある。
RX64M、RX71M、RX65Nでは、CMT0、CMT1の割り込みは「通常」ベクターだが、CMT2、CMT3は「選択型」ベクターとなっていて、割り込みの設定手順が異なる。

//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
/*!
    @brief  CMT 定義基底クラス
    @param[in]  base    ベース・アドレス
    @param[in]  per     ペリフェラル
    @param[in]  INT     割り込みベクター型
    @param[in]  ivec    割り込みベクター
*/
//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
template <uint32_t base, peripheral per, typename INT, INT ivec>
struct cmt_t {

...

};
#if defined(SIG_RX24T) || defined(SIG_RX66T)
    typedef cmt_t<0x00088002, peripheral::CMT0, ICU::VECTOR, ICU::VECTOR::CMI0> CMT0;
    typedef cmt_t<0x00088008, peripheral::CMT1, ICU::VECTOR, ICU::VECTOR::CMI1> CMT1;
    typedef cmt_t<0x00088012, peripheral::CMT2, ICU::VECTOR, ICU::VECTOR::CMI2> CMT2;
    typedef cmt_t<0x00088018, peripheral::CMT3, ICU::VECTOR, ICU::VECTOR::CMI3> CMT3;
#elif defined(SIG_RX64M) || defined(SIG_RX71M) || defined(SIG_RX65N)
    typedef cmt_t<0x00088002, peripheral::CMT0, ICU::VECTOR, ICU::VECTOR::CMI0> CMT0;
    typedef cmt_t<0x00088008, peripheral::CMT1, ICU::VECTOR, ICU::VECTOR::CMI1> CMT1;
    typedef cmt_t<0x00088012, peripheral::CMT2, ICU::VECTOR_SELB, ICU::VECTOR_SELB::CMI2> CMT2;
    typedef cmt_t<0x00088018, peripheral::CMT3, ICU::VECTOR_SELB, ICU::VECTOR_SELB::CMI3> CMT3;
#endif

上記のように、テンプレートパラメータで「INT」(割り込みベクター型)を設ける事で、cmt_t クラスは、どの型のベクターなのかを意識しなくて済むようになっていて、「typedef」だけで対応できる。

cmt_io クラスでは、ベクターの型を元に、割り込み設定の方法を分ける事ができ、面倒な「#if文」から開放される。
また、C++ では、ベクター型の違いによる分岐は、コンパイル時に決定できるので、最適化により、余分の分岐一切が無くなるので、速度の面もリソースの面も好都合となる。
このような仕組みは、C言語だと、スマートに実現する事は難しい、C++ が組み込みマイコンのプログラムに向いた言語である事の一例であると思う。
※C言語プログラマは、#define で実現可能と思うかもしれないが、#define では、正確で厳密な「型」チェックは行われないし、構造的や論理的に誤ったコードをエラー無くコンパイルしてしまう可能性があり、テンプレートとは雲泥の差がある。

C++ のテンプレートでは、構造的や論理的に誤った構造は、「ほぼ」エラーになるので、最初の設計が必要十分な要素を詰め込んであれば、自ずと正しい方向に誘導してくれる感じがある。
大雑把に言うと、コンパイルエラーが無くなったら、プログラムも正しく動く事が多いとも言える。

自分が実装したソースでは、「#define」でマクロ的な定義を行う事は一切していない。

RXv3コア使用、RX66Tが発表された

RXv3 コアを内臓した初めての製品が発表された。
予想ではRX71Mの上位製品が最初だと思っていたが、モーター制御系の低価格版が最初のようだー。
RX66Tは、RXv3以外にも面白い特徴がある。
その一つは、高分解能PWMだろう、マスタークロックも160MHz動作が可能な上に、位相制御で、「最小195ps(ピコセカンド)でタイミング調整が可能」となっている点が新しい、位相制御は以前には、RX62Gで採用されたが、インバーターでは、必要な機能だろう、デジタルSWレギュレーターなどを実現するのに欲しい機能だ。

デバイスは、主に、RAMが128KBと64KBの製品があり(コードフラッシュは256K~1M)、多分、最初に出てくるのはRAMが64KBの製品と思う、また、USBも無しタイプが最初だろうと思う。
※コードフラッシュは256Kで十分だが、512K版との価格差は少ないものと思う。

現段階では、デバイスの販売はされていないものの、ハードウェアーマニュアルはダウンロード可能になっているので、早速、ダウンロードして、フレームワークに必要な実装を始めた。

構成は、RX63Tの後継らしいが、レジスターの構成は、RX64MやRX65Nに近いと思う。
RXマイコンのソフトウェアー資産は、今となっては沢山あるので、自分にとっては非常にメリットがある。
また、シリアルポートからのコードフラッシュプログラムも、プロトコルはRX24Tとほとんど同じ仕様と思うので、少しの追加でサポートできるだろう。

RX66TにはUSB内臓タイプがあるが、クロックレジスタの構成を考えると、USBを使う前提だと、最大周波数の160MHzでは動かせないと思う。
※USBで基準になる、24MHzの倍数で動かす必要があると思うので、156MHz動作になると思う(24MHz×6.5倍)。
RXv3コアは、RXv2コアに比べて、命令の効率が高いので、周波数が同じでもRXv2コアに比べてパフォーマンスが高いと思われる、どのくらい高いのか、早くデバイスを入手して試してみたい!
※多分、レイトレーサーを動かす事になると思う。

デバイスは、果たして、幾らで買えるのか?
RX24Tと同じく、10個購入程度で、それなりに安く買えるとありがたい・・
※上記ボードは、ルネサス純正ボードで、13200円(自分は高いのでスルー)

CPが最高に高いRX24T

100円マイコンのR8Cは別格としても、安くても十分機能があり、それでいてパフォーマンス(馬力)があるマイコンが必要な場合がある。
ルネサス社が発表しているマイコンで、どれが、コスト、パフォーマンス、機能が優れているか、検討してみた。
※実際は、かなり前に検討したものだが、未だにCPの高さトップに君臨している。

ちょっとした物を作る場合でも、昔には戻れない・・
※ファミコンやゲームボーイの時代はROMが高かったので、より多くのリソースを積み込む為、データ圧縮や、手動による最適化を行ったものだ、ハードウェアーがアップグレードして、記憶媒体がROMから、RAMになってCD-ROMなどの光学媒体になってから、もう容量の事で悩むような事は少なくなり、開発環境もアセンブラから高級言語に移っていった。
※PS2、EEのようにアセンブラでチューニングしなければ性能が出なかった例外的なハードもあるのだけど・・

今は、時代が違う、それでも、組み込みマイコンの場合、容量は有限だし、価格の安いデバイスはRAMも少ない、それゆえ、小さな工夫はしないとならない。
「数」を沢山作るような製品とは異なり、DIYでは機能を実現できれば、コストは度外視しても良いが、開発がやりやすいとか、リソースの再利用とか、便利で短時間で完成させる事が出来る方が良い。
C++ のテンプレートライブラリを多様したペリフェラルフレームワークは、Arduino のスケッチを書くより簡潔で判りやすく、最適化されたコードを作る事が出来る。

8/16ビットマイコンは、CPが高いと思うかもしれないが、実際はそうでは無い(ルネサス社のラインナップでは・・)、また、個人で数個単位で扱う場合と、大手が数百個、数千個、数万などスケールが異なる場合は、全く異なる価格帯になると思われるが、実際、数個のオーダーで個人が買う場合には、状況が異なる。
また、8/16ビットマイコンは、通常ポインターが16ビットで、大きな容量にアクセスする場合は、その都度、「方法」を選択してトリッキーなコードを実装しなければならない。
意外な盲点として、RXのような32ビットマイコンに比べて、同じプログラムでも、コードサイズが大きくなってしまうケースは良くある、又、内部レジスターは16ビットなので32ビットの演算では、さらに遅くなるので、場合により汎用のクラスは改修する必要もある。
32ビットマイコンは、プログラミングにおける基本的な制限はほぼ無いので、開発のしやすさや、リソースの再利用性から、少々コストが高くなっても選択したい理由となる、それでも@1000くらいだと、少し考えてしまう・・

マイコンの選択は、単純に、フラッシュの容量と内臓RAMサイズ、動作周波数などだが、マイコンの販売価格を見るに、非常にCPの高い製品がある事に気がつく。
※ARMやPIC32の価格には到底太刀打ち出来ないのだが、自分は、RXマイコンのソフトウェアー資産が豊富にあるので、ARMやPIC32よりも、RXマイコンを選択する事は十分メリットがある。
※まぁ、AVR、ARM、など各社マイコンは使った事もあるにはあるが、ルネサス社のマイコンだけにフォーカスしている人は少ないかもしれない。

RX24Tは、ブラシレスモーターのベクトル制御に特化した製品のようで、多分、エアコンや冷蔵庫などに使う目的でデザインされラインナップされた物と思う、イーサーネットやUSBは内臓していないが、他のペリフェラルが豊富で高機能なマイコンだ、そしてそれなりに安い。
※コード256K、RAM16K、データフラッシュ8K、LQFP100(10個購入時@594)
chip1stop「R5F524TAADFP#30」
※10個購入時だけど、DIY用でも10個くらいは使うだろって事で勘弁してほしい~
※RL78の256K版(@400)と比較しても、馬力を考えるとお得感がある。
※32MHzでFPU無しのRX220より安い。
※RXマイコンは、意外と命令効率が高いので、128KBの製品でも十分かもしれないが、価格差が僅かなので、256Kの製品リンクを張った。
※最近、Bバージョンが発売され、CANが使えて、RAM容量が2倍の32Kになった製品もある。(自動車向けか?)
#コード256K、RAM32K、データフラッシュ8K、LQFP100(10個購入時@657)
chip1stop「R5F524TBADFP#31」

  • RXv2コア
  • 80MHz動作(80MHz動作では、プログラムフラッシュにはウェイトが入る)
  • DSP命令(有効に使うには、アセンブラで実装する必要がある・・)
  • FPU(各種32ビットの浮動小数点命令)
  • ベクトルの正規化に威力を発揮するFSQRT(平方根)命令
  • 2.7V ~ 5.5V の単一電源動作
  • 普通に低消費電力
  • 12ビットA/D(最大1uS、3ユニット)
  • RSPI(1チャネル)※SDカードもかなり高速にアクセス可能
  • SCI(3チャネル、簡易SPI、I2Cが使える)
  • I2C(1チャネル)
  • DTC(データトランスファーコントローラー)
  • 高速で、豊富なタイマー郡(最大80MHz動作)
  • コンパレーター(4チャネル)
  • 必要十分なI/Oポート数
  • BバージョンのみCANインターフェースを備える
  • コードフラッシュの書き換え回数(1000回と少し少ない・・)

これだけの特異な特徴があり、他のRXマイコンと基本的にペリフェラルは共通。
ちょっとした用途ならこれで十分と思う、また、フラッシュROMの書き込みはシリアルで行うが(J-TAGはサポートしないが、エミュレーター専用端子FINEを持っているので、対応したE1でも当然書き込めるしデバッグもできる)、何故か、RX64Mなどと異なり、かなり高速に書き込めるので、シリアル書き込みでも開発ではあまり不自由しない。
※自分の開発スタイルでは、コードのブレークは必要としない。
※Apple、Linux、Windowsで開発出来る。
この価格帯にしては、浮動小数点がかなり強力なので、ジャイロや加速度センサーを使った姿勢制御(ロボットなど)にも、かなりマッチすると思う。
タイマーも非常に多く使えるので、RCサーボを沢山動かすのにも向いている。
多少残念なのは、コードフラッシュの書き換え回数が1000回と少し少ない。
それでも、ちょっとしたDIYボードに最適と思う。

おなじみ、レイトレーサーを走らせてみたが、約1.2秒くらいでレンダリングする。
これは、160MHz動作のESP32の10倍以上高速となっている、FPU内臓は伊達では無い。
※ピクセルの描画コストを5マイクロ秒としている。
※ESP32でのレイトレーサー速度は、ネットでの記事を参考にしており、RXマイコンに比べてあまりに遅い、ESP32はFPUを内臓しているので、ベンチマークの方法に問題があるかもしれず、単純に比較するのはフェアではないかもしれない事を付け加えておく。
200MHz動作のARMでは0.6秒との事なので、妥当なスピードと思う。

デバイスは以前に10個ほど買った(Aバージョン)ので、自分用にでも汎用ボードを作ろうと思っている。
又、折角のDSP命令も使わないのは勿体無いので、gcc 向けアセンブラ・ライブラリを実装しようと思っている、これはRXマイコン全般で使えると思う。

GitHub の「主要言語」

GitHub のホームを開くと、各プロジェクトに主要言語が表示されるー

自分の場合、以前は「C」、「C++」などで、どのようなロジックで表示されてるのか疑問だった。
調べると、コミットしてあるファイルの拡張子などから、集計を取り、一番多い「言語」を表示している事が判った。
「主要言語」が「C++」でも、「C」のライブラリなどがプロジェクトにコミットされていて、単純にCのソース数がC++ソース数を上回ると、「C」と表示されてしまう・・
※自分のプロジェクトでは、C++はヘッダーのみの場合がほとんどで、ソースは必要無いので、ソースの数は1/2で、評価が意図と異なる。
githubの検索などでは「言語」をキーに検索する事もできるので、これは、意図と違う結果になってしまう。
そこで、調べると、「.gitattribute」ファイルをプロジェクトのルートに置いて、このファイルで、集計を除外する事で、「主要言語」の評価を変えられる事が判った。

RTK5_NESEMU/emu/* linguist-vendored
ff12b/src/* linguist-vendored
zlib/* linguist-vendored
libmad/* linguist-vendored
jpeg-6b/* linguist-vendored
RX65x/drw_2d_ver1.02/* linguist-vendored

たとえば、「RX」プロジェクトは↑のように、ライブラリを除外してある。

これで、「主要言語」の評価を「C++」に出来た。

※上記の「バー」をクリックすると、ファイルと言語のプロパティが表示される。

さらに、「言語」をクリックすると、どのファイルがその言語と認識されているか詳細が表示できるので、「意図」と合わないファイルは、「.gitattribute」で、細かく指定できる。