AKI-RX62で「C++」を使わない理由が無い!

RXマイコン用、C++デバイス制御クラスを実装していて、色々と少しづつアップデートしている。

今日の標語:

  「C++」を使わない理由が無い!

RX621に内臓されているハードウェアーリソースは豊富なので、まだ、全ては実装出来ていないけど、とりあえず、必要そうな定義は実装してみた。
※十分なテストとかしていないので、バグがあるかもしれないけど・・・
※一番ありがちなのは、アドレス定義ミス。

各ソースコードと機能の対応:
※ルネサスの「RX62Nグループ、RX621グループユーザーズマニュアル ハードウェア編」を元にしている。

rx62x_system.hpp    システム制御関係の定義(リセット、電圧検出回路、クロック発生、消費電力削減)

rx62x_icu.hpp       ICU(割り込みコントローラー)の定義

rx62x_port.hpp      I/Oポートの定義

rx62x_dmaca.hpp     DMACA(DMAコントローラー)の定義
rx62x_exdmac.hpp    EXDMAC(EXDMAコントローラー)の定義
rx62x_dtc.hpp       DTC(データトランスファーコントローラー)の定義
rx62x_crc.hpp       CRC の定義

rx62x_mtu.hpp       マルチファンクションタイマユニットの定義

rx62x_i2c.hpp       I2C(RIIC) バスインターフェースの定義
rx62x_i2c_io.hpp    I2C の制御
rx62x_i2c_io.cpp

rx62x_rspi.hpp      RSPI の定義
rx62x_rspi_io.hpp   RSPI の制御
rx62x_rspi_io.cpp

rx62x_cmt.hpp       CMT(コンペアマッチタイマー)の定義
rx62x_cmt_io.hpp    CMT の制御
rx62x_cmt_io.cpp

rx62x_sci.hpp       SCI(シリアルインターフェース)の定義
rx62x_sci_io.hpp    SCI の制御
rx62x_sci_io.cpp

rx62x_rtc.hpp       RTC の定義
rx62x_rtc_io.hpp    RTC の制御

rx62x_s12ad.hpp     S12AD(12ビットA/Dコンバーター)の定義
rx62x_ad.hpp        AD(10ビットA/Dコンバーター)の定義
rx62x_da.hpp        DA(10ビットD/Aコンバーター)の定義

全ソースコード

☆テンプレート化してあるので、複数チャネルがあるデバイスは全て同じように扱える。
☆デバイスのテンプレートは、多少工夫してあるので、判りやすく、間違えば大抵エラーとなる。

DMACA、4チャネル
EXDMACA、2チャンネル
I2C、2チャンネル
RSPI、2チャンネル
CMT、4チャネル
SCI、6チャネル、※何故か4チャンネルは無く(0、1、2、3、5、6)
※SCIは、シリアル入力(RxD)に対応するポートを入力に指定する必要がある。

ルネサスがサンプルなどで提供しているデバイスの定義ファイルを捨てて、とりあえず、現状、定義してあるデバイスヘッダーでコンパイル出来るように変更した。
この修正で、必要な部分は、全て C++ で実装されているので、それを使う事が出来る。

fatfs は、RXマイコン依存の部分を新しいデバイステンプレートを使って、C++でコンパイル出来るように修正した。
※基本的に、えるむさんのコードはそのままになっている。
※サンプルにあったRXマイコン用のコードは、C++デバイス定義用「mmc_rspi.hpp、mmc_rspi.cpp」に修正されている。

プログラムの動作について:
・RxD0、TxD0 にターミナルを接続すると、簡単なシェルが起動する。(115200、8ビット、1ストップビット)
・RTC は外部の I2C に DS1371 を接続する。(ds1371_io.cpp でどのポートを使っているか判る)
※RX621 内臓の RTC は、バッテリーバックアップ出来ないので仕方なく接続・・・
※RX621 内臓の RTC を使う事も出来る、コードは一応用意した。(rx62x_rtc_io.hpp)
※「sd_monitor.cpp」で、どちらを使うか選択出来る。
・VS1063a の接続する場合、ソースコードを確認の事。
・「syscalls.c」で、POSIX のファイル操作(SDメモリーに対して行う)を実装してあり、fopen 系、printf など普通に使う事が出来る。
・「init.c」で静的に宣言しているクラスなどのコンストラクターが呼ばれる。
・「stdc++」ライブラリーをリンクしているので、STL も使える。
・コマンドは、以下

% ls         SD カードのディレクトリーを表示
% cd xxx     カレントディレクトリーを移動
% date       日付、時間を表示、設定も可能
% play xxx   オーディオファイルを再生(現在はポーリングとなっている)
% volume     ボリュームの呼び出しと設定

このフレームワーク?では、C++ で普通にプログラム可能なのだが、iostream は使わない事、メモリを非常に食うので、フラッシュに入らないと思う。
※ C++ だけど、とりあえず、printf を使って欲しい。
※当然ながら、iostream と関連性が強く、インクルードしてあるソースも避ける事。
STL は普通に使えるし、boost も全てでは無いけど使える~(iostream に関連する制限がある点に注意)

リンクに、変な警告が出ているけど、とりあえず無視するしかないが、問題は無さそう~
※このエラーが何故出るのか不明・・・、出ないようにする方法が不明なので、そのままになってる。

——
I2C や RSPI のデータ転送を DMA ベースにしたいとか、色々やる事があるけど、その前にお約束の LCD を繋ぎたい~

※バグを発見したり、質問があれば書きこんで~

C++ でI/Oデバイスの操作を考える

組み込みでもC++と言う事で、最近では、RXマイコンでC++0Xを使ってソフト開発をしていますが・・

ルネサスなどのサンプルでは、I/Oデバイスの操作は、C言語で使えるビットフィールドを多用しています。
サンプルに付属のハードウェアーデバイスを定義してあるヘッダー「iodefine_renesas.h」がその典型例です、しかしながら、規約では、8ビットや16ビットの定義は処理系依存であったと思います。
又、エンディアンが変わった場合も少なくと gcc では問題あります。
それなのに、このやり方が使われているのは大きな問題だと感じています。

ルネサスが試用版としてダウンロード出来るコンパイラでは問題無いようですが、gcc では問題となります。
※やった事は無いのですが、ルネサスのCコンパイラで boost が正しくコンパイルできるか不明ですし、C++11を使いたいし、IDEは嫌いだしで、積極的に使いたいとは思えません。
※時間が出来たら、RX用のLLVMをポートしたいです。
特に gcc では、最適化が施された場合に、32ビットでしかアクセス出来ないI/O空間に、バイトでアクセスするようなコードが出てくる場合もあります。
※これはRX用 gcc の問題なのかもしれません。

又、C++の強みを生かしたコーディングをしたいのもあります、今回RXマイコン用のコードを作る過程で、C++でI/Oデバイスを操作するライブラリーを実験、考えてみました。
自分のC++スキル以内の事しか出来ませんが、とりあえず、我慢できる程度の物が出来たので紹介します。

まず、どんな感じで書きたいか考えます。
RXマイコンに備わっているI/Oポートを例に考えてみます。

    device::PORT2::DDR.B3 = 1; // PORT23 output (/xCS)
    device::PORT2::DDR.B2 = 1; // PORT22 output (/xDCS/BSYNC)
    device::PORT4::DDR.B7 = 0; // PORT47 input (DREQ)
    device::PORT4::ICR.B7 = 1;
    device::PORT2::DR.B3 = 1; // xCS=H
    device::PORT2::DR.B2 = 1; // xDCS=H

とりあえず、こんな感じでしょうか?
※名前空間は「device」としています。

template <uint32_t base>
struct portx_t {
    typedef io8<base + 0x00> ddr_io;
    struct ddr_t : public ddr_io {
        using ddr_io::operator =;
        using ddr_io::operator ();
        using ddr_io::operator |=;
        using ddr_io::operator &=;

        bits_t<ddr_io, 0, 1>  B0;
        bits_t<ddr_io, 1, 1>  B1;
        bits_t<ddr_io, 2, 1>  B2;
        bits_t<ddr_io, 3, 1>  B3;
        bits_t<ddr_io, 4, 1>  B4;
        bits_t<ddr_io, 5, 1>  B5;
        bits_t<ddr_io, 6, 1>  B6;
        bits_t<ddr_io, 7, 1>  B7;
    };
    static ddr_t DDR;
};
typedef portx_t<0x0008c000> PORT0;
typedef portx_t<0x0008c001> PORT1;

——–
オペレーターの定義として、「=」、「()」、「&=」、「|=」を定義してあります。

「=」オペレーターの戻り値をvoidとして値を返さないようにしてあります。
PORT0::DDR = 0xf0;
と代入は出来ますが・・・
uint8_t data = PORT0::DDR;
とは出来ません、代わりに、
uint8_t data = PORT0::DDR();
とする事で値を取得できます。
これには、幾つかの側面があって、I/Oに対する「読み出し」と「書き込み」は同じアドレスであっても全く別の操作だからです。
又、最適化によって起こる問題を回避できると考えています。
※又、「=」オペレーターを無効にする事により、リードオンリーのデバイスを扱えます。(書き込もうとするとコンパイルエラーになります)

さて、バイト操作が出来たので、ビット操作を考えてみます。
※ bits_t の定義がそれに辺り、アクセス開始ビットと、アクセスするビット幅を定義してあります。

template <class T, uint8_t pos, uint8_t len>
struct bits_t {
    static typename T::value_type get() {
        return (T::read() >> pos) & ((1 << len) - 1);
    }
    static void set(typename T::value_type v) {
        typename T::value_type m = ((1 << static_cast(len)) - 1) << pos;
        T::write((T::read() & ~m) | (v << pos));
    }

    void operator = (typename T::value_type v) { set(v); }
    typename T::value_type operator () () { return get(); }
};

テンプレートに渡すT型のクラスは、8ビット、16ビット、32ビットのアクセス幅により決定します。

    typedef io8<base + 0x00> ddr_io;
    bits_t<ddr_io, 0, 1> B0;

※上の例では、io8 クラスを使っています。

io8 はこんな感じです。

template <uint32_t adr>
struct io8 {
    typedef uint8_t value_type;
    static void write(uint8_t data) { wr8_(adr, data); }
    static uint8_t read() { return rd8_(adr); }void operator = (value_type data) const { write(data); }

    value_type operator () () const { return read(); }
    void operator |= (value_type data) const { write(read() | data); }
    void operator &= (value_type data) const { write(read() & data); }
};

実際にハードウェアー上のアドレスにアクセスするのは、以下です。

static inline void wr8_(uint32_t adr, uint8_t data) {
    *reinterpret_cast<volatile uint8_t*>(adr) = data;
}
static inline uint8_t rd8_(uint32_t adr) {
    return *reinterpret_cast<volatile uint8_t*>(adr);
}

まだ冗長な部分がありますが、とりあえずやりたい事は出来ています。

※完全なソースコードは、AKI-RX62 でMP3再生(VS1063a)を参照して下さい。

※参考文献:
C++テンプレートテクニック

追記、修正: 2013,7,21
operator は継承出来ないので、冗長となっていた部分、using 文で、シンプルに書ける事が判った為修正。
※using ってこんな感じで使えるのか・・
※RX のソースアーカイブは、別の作業(RSPIの割り込み化)をしているので、それが終わってから更新します。

追記、修正: 2013,7,25
コンパイルした場合にどのようなアセンブリコードが出てくるか検証しました。

int main(int argc, char** argv)
{
    // ICLK=96MHz, BCLK=48MHz, PCLK=48MHz SDCLK出力,BCLK出力
    device::SYSTEM::SCKCR = 0x00010100;
    device::SYSTEM::MSTPCRA.MSTPA15 = 0;  // B15 (CMT)のストップ状態解除
    device::SYSTEM::MSTPCRB.MSTPB31 = 0;  // B31 (SCI0)のストップ状態解除
    device::PORT3::DDR.B0 = 1;            // PORT3:B0 output
    device::PORT2::ICR.B1 = 1;            // PORT2:B1 input (RXD0)
}

-O2 で最適化した場合のアセンブリコードです。

fff80a64 <_main>:
fff80a64: fb ee 20 00 08         mov.l    #0x80020, r14
fff80a69: f8 ee 00 01 01         mov.l    #0x10100, [r14]
fff80a6e: fb 4e 10 00 08         mov.l    #0x80010, r4
fff80a73: ec 4e                  mov.l    [r4], r14
fff80a75: fb 3e 14 00 08         mov.l    #0x80014, r3
fff80a7a: 77 2e ff 7f ff         and      #0xffff7fff, r14
fff80a7f: e3 4e                  mov.l    r14, [r4]
fff80a81: ec 3e                  mov.l    [r3], r14
fff80a83: fb 4e 03 c0 08         mov.l    #0x8c003, r4
fff80a88: 74 2e ff ff ff 7f      and      #0x7fffffff, r14
fff80a8e: e3 3e                  mov.l    r14, [r3]
fff80a90: cc 43                  mov.b    [r4], r3
fff80a92: fb ee 62 c0 08         mov.l    #0x8c062, r14
fff80a97: 65 13                  or       #1, r3
fff80a99: c3 43                  mov.b    r3, [r4]
fff80a9b: cc e4                  mov.b    [r14], r4
fff80a9d: 66 01                  mov.l    #0, r1
fff80a9f: 65 24                  or       #2, r4
fff80aa1: c3 e4                  mov.b    r4, [r14]
fff80aa3: 02                     rts

及第点でしょうか・・

AKI-RX62 でMP3再生(VS1063a)

I2Cの割り込み化をしなければならないが・・、とりあえず、置いといてー

SDカードが読めるようになったので、MP3の再生を行いたい~

オーディオのコーディックICと言えば、VSxxxが思い浮かぶ、専用DSPと、デコーダー、エンコーダーのプログラムを内臓して、低消費電力で、非常に多くのフォーマットに対応している。

最近、秋月で、VS1063aが発売になった、結構最新のデバイスで、新規に新しいフォーマットに対応して、内部も、細かい所が色々とアップデートされている。
800円とちょっと高いが、I2S出力も可能なので(VS1053も可能)、今回は、このデバイスを使ってみたい。
RXマイコン100MHzでは、ソフトウェアーで、MP3のデコードは可能なようだけれど、処理負荷は大きく、他に、何も出来なくなってしまうと思うので、専用ICを使った、他にグラフィックスもやりたいし・・

そろそろ、端子をどのように使うか、戦略を立てないと駄目なようだー
SPIは、SDカードで1チャンネル、VS1063で1チャンネル占有する感じで、他にSPIのデバイスがあった場合は、考えないといけない・・
※SDカードとVS1063はシェア出来るのかもしれないが、動いてから、別途考える事にするとして・・・

他の重要なデバイスとしてグラフィックスコントローラーがある、これは、メモリーマップにアサインする予定なので、D0~D15、Ax、/CS、/RD、/WRなどを開ける必要があり、それらのポートは使わないで開けてある。

ピンアサインはとりあえずこんな感じだ・・
RX側                VS1063a側
(P26)MOSIB-A  ---> SI
(P27)RSPCKB-A ---> SCLK
(P30)MISOB-A  <--- SO
(P23)         ---> /xCS
(P22)         ---- /xDCS・BSYNC
(P47)IRQ15-B  <--- DREQ

※他の接続は、参考回路を参照の事、VS1063aは、コアの電源として、1.8Vが必要なので、レギュレーターを別途使用する。
※クリスタルは、12~13MHzとなっていて、内部のPLLで、必要なクロックを得る事が出来るが、補正が必要無い、12.288MHzを使う事とした。

VS1063aは、0.5mmピッチの48ピン、LQFP-48フラットパッケージで、ちょっとだけハンダ付けが大変だ、フラックスと吸い取り線があれば、まぁ大抵大丈夫だが、変換基板にICを位置合わせするのが大変で、ここで失敗すると、取り返しが付かないので、慎重に作業する、レンズで拡大しながら、正確に位置を決め、二箇所程度にハンダを流して仮止めしてから、全部のピンをハンダ付けする、ショートしたら、吸い取り線で余分なハンダを吸い取る、出来たら全体を拡大して、ブリッジや、ハンダが足りない部分を慎重に見極めて、修正する。

IMG_0457ss

VS1063aは、ピン数は多いけど、電源端子が多い、試作とは言え、AGND、DGND、3種類の電源(I/O、コア、アナログ)とパスコンを慎重に接続する。
※チップ部品が、場所をとらず、2.54mmの間隔に丁度はまると楽チンだww。
※I2Sを実験する予定なので、それらの端子は、個々にプルダウン抵抗を設けておいた。

IMG_0458ss

端子を全部接続したら、早速テスト用ソフトのコーディング、SPIを使うので、前から懸案となっていた、デバイス関係を操作するC++ライブラリーの試作と実験を行った。
前にも書いたけど、C言語で、構造体にビットフィールドを宣言して、それによってデバイスをアクセスする方法は邪道、確か、言語規約的には、32ビット以外の挙動は保障されていなかったハズで、8や16ビットのアクセスによる動作は、処理系に依存するハズだ、それに、色々、不都合もある。
・エンディアンの違いを上手く吸収出来ない。
・シリアルのように複数チャネルあるデバイスでは、ドライバーを1チャネルだけ実装して、それを別チャネルでも等しく利用するのが難しい。
・リードオンリーのデバイスに書き込みを行えてしまう。
・最適化によっては、正しく無いコードが出来てしまう。(※これは rx-gcc のバグなのかもしれない)

「C++使ってるのだから、C++風に書きたい」と言うのが大きい。

で、色々考えて、C++の少ないスキルで、テンプレートを使って、作ってみたー、記述が冗長になっている部分はあるが、おおむね我慢できる範囲でまとまった。
※この話は、今度、別のブログで詳しく紹介したい、ソースコードがあるので、興味ある人は見てください。「rx62x_rspi.hpp」とかがそれです。

—–
さて、RSPI の操作をC++で出来るように記述して、とりあえずポーリングでVS1063aと通信する機能を実装して、VS1063a用ドライバーを作成した。
VSシリーズの解説では、放課後の電子工作さんが大変に詳しく、参考にさせてもらった。
通信が出来て、レジスターへの書き込み、読み出しが出来るようになったので、「テストモードの正弦波の発生」用ストリームを流してみたが、一向に正弦波を出力しない?
ハードを色々調べても、まずい部分は見つからず、どうしたもんかなぁーと悩むこと半日・・・、SDカードのテストもあるし、試しにMP3ファイルを流してみた、普通に鳴るではないか・・・

最終的にはI2S出力にD/Aコンバーターを付けて鳴らしたいので、あまり期待して無かったが、ヘッドホン出力も、それ程悪い訳でもなく、普通に聞ける~

まだ、ソフトが荒削りな部分が多く、参考程度に考えてもらいたいが、一応ソースコードを公開する。

ターミナルから、play xxx.mp3 とやれば再生する、多分、Ogg Vorbis、AAC も再生できるハズ。
それにしても、VS1063aは極めて簡単で、コンビニエンスなデバイスだ。

AKI-RX62 に、RTC(I2C)を接続する

最近は、RXマイコンのソフトウェアーを少しづつ充実させてきている。

「I2C」もその一つ。

I2Cのデバイスはかなり色々あるので、ドライバーを用意しておけば、今後便利に使えるだろう。
今まで、I2Cのデバイスを本格的に使った事が無かったので、今回実験してみて、色々な事が判った。

今回は、以前にサンプルで貰った、マキシム社扱いのDS1371と言うRTCを接続してみた、RX621にはRTCは内臓なのだが、バックアップが出来ないようなので使い物にはならない。
※電源を切ったら時計は止まってしまう、電源を入れた時に、また時刻を設定しなければならない、こんな仕様では、RTCとは言えないだろう。

仕方なく、外部にRTCを付ける事になる、それから言いたいのは、RTCの一般的な仕様について・・
一般的なRTCは、秒、分、時、日、月、年、うるう年など、色々なカウンターで構成されている、しかしながら、実用的な時間管理を行う場合、秒単位で時間を計算しなければならず、それには、一旦、秒でシリアライズされた値に変換して、計算を行い、time、date に戻す必要があり、カウンターが time、date では二度手間になるだけで、むしろ余計なお世話と言わざるをえない。
この time、date 仕様は、時間が判ればOKなようなチープな機器なら良いかもしれないけど、現代の機器、それも32ビットマイコンの組み込み機器では、ソフトでどうとでもなるので、単なるバイナリーカウンターの方が良い。

DS1371は、32ビットのバイナリーカウンターを持ったRTCで、数少ない単なるバイナリーカウンターのRTCだ、ただ残念なのは、値段はそんなに安く無い事だ、むしろ、time、date 仕様のRTCの方が安い。
※1000個単位ならそこそこ安いが、それでも、もっと安いRTCが沢山ある。
マイクロチップMCP79410
※DS1371は、クリスタルの外付けコンデンサを内臓しているとこが良い。

それでは、早速I2Cについて・・
I2Cを敬遠していたのは、面倒そうだから・・、今回、色々ソフトを作ってみて、思った通り、かなり面倒で、気を配る必要がある事が判った。
・処理が複雑になりがちで、難しい部分が非常に多い。
・プログラムをポーリング処理にすると、待ち時間でCPUを無駄に消費するので、最低でも割り込み処理にしないと実用的では無いだろう。
※DS1371からデータを4バイト取得するだけでも、100Kbpsだと、最低でも1ミリ秒はかかる・・
※割り込みでCPU時間を節約しても、「値」が欲しいと思ってリクエストしても、実際の値を得るまでにかかる時間は一緒なので、全体のマネージメントや戦略を考えないといけない。
・デバイスの仕様やバグで、I2Cのバスが思ったように応答せず、ハングアップする事があるので、そこから復帰させるルートを考えておかなくてはならない。

まだ他にも色々あるけど、I2Cは、優れた規格とは言えないと思う、が、一度、「糞」でも流通してしまうと、みんなそれに従うのが、痛たすぎる・・・

とりあえず、ポーリング仕様のI2Cドライバーを追加して、DS1371の読み出し、書き込み、時刻設定コマンドなど追加してみたので、ソースコードを更新した。

多少、バグなども修正した。

IMG_0450s

AKI-RX62 で SDカードを読む

そろそろ、RXマイコンも何とかしないとー、と思い、とりあえず、SDカードを接続してみた。

ネットで探すと、AKI-RX62にSDカードを繋ぐ記事は少ないようなので、同じような事を考えている人は参考になると思う。
※コンパイラは gcc を使っているが、コンパイラの依存をなるべく少なくなるようにしているので、ルネサスのIDEでもコンパイル出来ると思う。

まず、SDカードの前に、シリアルコミュニケーションを何とかしないと駄目だーー
それで、とりあえず、SCI0だけ使える、モジュールを作った。

シリアルは、以下のピンを使う。
P20(TxD0)
P21(RxD0)
※FTDIの変換モジュールを使ってUSB接続

rx62x_sci.h、rx62x_sci.c

「ポーリング」、又は、「割り込み」のどちらかで、初期化すれば、後は、ある程度適当にやってくれる。
※「ポーリング」はあまりちゃんとテストしていないので、あしからず・・・
※処理負荷も低いし、「割り込み」モードで問題無いハズだ、バッファの大きさを変えたい場合は、ソースコードで define されてるので、好きな大きさに変えられる。
※割り込みレベルも変更できるようにしてある。

自分が使っている gcc では、ビットフィールドを使ってデバイスを操作すると、まともに動作するコードが出来ない為、とりあえず直接ビットパターンを書き込むようなコードとなっている。
※そのうち、この問題は解決しなければならないのだが・・・
そもそも、ビットフィールドの操作は、コンパイラ依存の部分が多いし、エンディアンの違いなども関係する為、使わない方向で考えている。
最終的には、処理系や、エンディアンなどに依存しない実装を考えないと駄目な感じ。(これはそのうち・・)
※ルネサスのサンプルは、標準的にビットフィールドを使ってるみたいなので、何とかしないと・・・

SCIが動くようになったので、早速SDカード、まず、FatFsをダウンロードする。
※サンプルプロジェクトには、RX マイコン用の物もあるので、「mmc_rspi.c」を参考にAKI-RX62用に改修させてもらった。
※define マクロは、inline 関数に変更してある、define マクロは、罠にはまりやすく、可読性を悪くし、良い事は殆ど無い、速度も特別速くならない、それなのに未だに良く使われているのは不思議で滑稽だ。
※このソースでは、RSPI0を使って、パラレル/シリアル変換をハードで行っているので、かなり高速に通信できるようだ。

SDカードとの接続は、以下のピンで行っている。
PC7(MISOA-A)  SDO
PC6(MOSIA-A)  SDI
PC5(RSPCKA-A) CLK
PC4           /CS
PC3           /WP(ライトプロテクト)
PC2           /CD(カードディテクト)
GND           GND
VCC           3V3
※VCCの電源ラインは、カードが接続された場合に大きな電流が流れて、電源が不安定になるので、フェライトビーズを入れる。
※ソースコードにはコメントを沢山入れているので、自分のシステムに合うように容易に改修できると思う。
※パスコンは適当に入れておく事。

SDカードのソケットは、ヒロセSDカードコネクタが最高だと思ってるのだけど、ピンが狭い部分があり、ユニバーサル基板に取り付けるのは厳しいと思い、SDカードソケットモジュールを使う事にした。
前に「安かった」ので買っていたのだが、いざ、基板に付けてみると、「ライトプロテクト」が無いじゃん~・・・、まぁいいかー、試作だしー、と思ったのだが、SDカードを入れたり出したりしてみると、??
このCD(CardDetected)って、WriteProtectなのでは!?、
じゃぁ、CDは???、Google 先生に聞いて、このカードソケットの図面を探してみたー、あったー、まさしく、このソケットに違いない~、で、「CD」は?、うーーんGNDに接続されてるし・・・、しかた無いので、パターンをカットして、CDを取り出してみた。

IMG_0449ss
※この誤植は、秋月に一応伝えておいた。

ちなみに、マイクロSDは、小さくて良いのだが、小さすぎて無くしそうな感じなので、イマイチ好きになれない・・・www

それにしても、ELMさん(ChaN)のFatFsは、本当に良く出来ている、こんなに簡単に組み込めるのは、高品質なソースコードの所以であると思う。

文字コードをどうするか?
FatFs は、「ffconf.h」の設定で、デフォルトの文字コードを選ぶ事が出来ます。
そこで、利便性を色々考えて・・・

#define _LFN_UNICODE 1 /* 0:ANSI/OEM or 1:Unicode */

とします、こうすると、ファイル名の扱いが、全て WCHAR 型(unsigned short)になりますが、色々と一番扱いが楽だと思います。
しかし、シリアル出力などは、8ビットなので、UTF8などに変換が必要です、UTF8とUTF16は、論理的な相互変換が出来るので、比較的楽です。

さて、SDカードが読めて、シリアルコンソールが繋がると、もっと本格的にソフトの実装が出来ないと利便性がありません・・
そこで、syscalls の実装を行いました。
これは、以前にSH2Aで実装したリソースの再利用なのですが、一応実装されただけで、まだテストは出来ていません・・
syscalls の実装を行う事で、printf やファイルのオープン(fopen)など、POSIX の関数が普通に使えるようになります。
※SDカードは自動的にマウントするようになっています。(刺してから1秒くらい待ちます)

このプログラムを書き込んで、起動すると、「SD Monitor」なる物が起動します。
コマンドは、「ls」(ファイルのディレクトリーリスト)のみです。www
STL も普通に使えるみたいです、これから詳細な検証。

※リンク時に、気になる警告が出ますが、問題無いようです・・・

全体のソースコード

あと、リアルタイムクロックを乗せないと駄目な感じです、RXマイコンにもRTCは付いてますが、バッテリーバックアップが出来ないので、全く使い物になりません。

IMG_0448s

MuPDF 1.2 ライブラリーの C++ ラッパー

MuPDF とは?

MuPDF は、PDF を描画する為のライブラリーで、C で実装されたオープンソースライブラリーである。
非常に軽量で、高速、色々なプラットフォームに対応している。

Adobe の PDF Reader は、はっきり言って「糞」だ、頻繁にバージョンアップを繰り返して、とにかく「ウザイ」し、重いし、良い所は無い。
MuPDF のエンジンを使ったアプリケーションとして、Sumatra PDF がある。
※自分は、AdobeReader はアンインストールして、コレを使っているが、得に不便を感じない。

以前から、自分のフレームワーク(以前から使っていた「glfw」って名称は、GLFW3 と混同しやすいので使えん、新しい名称を考えないと・・・)では MuPDF ライブラリーのラッパーを実装していたが、それはバージョンが 1.0 になる前で、最新は、1.2 となっている。
バージョンアップしたいと思っていたが、API 変わって、書き直す必要があった、最近ようやく、1.2ライブラリーをコンパイルしなおして、ラッパーを書き直した。

コードがかなり洗練され、とても使いやすくなったようだ、ワイド文字列の処理も UTF8 に統一され、レンダリングも簡単になった。

折角なので、簡単な描画サンプルを作ってみた、描画は GLFW3(OpenGL) で、レンダリングされた PDF はテクスチャーとして扱う。
操作方法:
起動したら、PDF ファイルをドラッグ&ドロップ
マウスボタンの右、左でページ移動(PageUp、PageDownキーでも可能)

自分で作成したアプリケーションに PDF を簡単に表示できるのは、色々と便利な事が多い!
このアプリは、サンプルなので、必要最低限の機能しかないのであしからず~

「img_io/pdf_in.hpp」を観てもらえば、大体の使い方は判ると思う。

ソースコード
実行バイナリー

コンパイルに必要なライブラリーパック
※注意 /usr/local/ 以下に展開
※このライブラリーパックに mupdf のライブラリー libfitz.a が同根されています。
※ MuPDF ライブラリーは、freetype2、JPEG、Z-Lib、jbig2dec、OpenJpeg(JPEG2000)などのライブラリーを必要とします。(それも同根してあります)
※JPEG ライブラリーは、x86 アセンブラで高速化してあるバージョンが入っています。

らぶひな PDF
PDF_test1

RX マイコンのPDF
PDF_test2

L6470 ステッピングモータードライバー

例によって秋月で、L6470ステッピングモータードライバーのモジュールを買った(750円)。
※ステッピングモーター駆動のタコメーターを作る予定で買った。

早速動かしてみたので、その報告。

L6470 は、最大 48V、定格 3A のドライバーで、128 マイクロステップが可能なインテリジェントドライバーだ。
制御は SPI で行う。
※このLSIは、位置と速度を管理していて、単なるドライバーとは言えない高機能なものだ。

「マイクロステップ」とは、ステッピングモーターの2つの相に流す電流の比を制御して、より細かいステップで制御する方法で、2相(4相)ステップモーターの相コイルは、丁度90度に直行した構造なので、X、Y軸の関係に等しい。
X、Y軸をそれぞれ、サインとコサインの関係で、電流比を制御すると、理論的には無限大まで分解能を上げられる。
このICはステップモーターの1ステップを128分割まででき、きめ細かな制御が出来る。
注意して欲しいのは、ステッピングモーターに流れる電流は、誘導性負荷なので、速度(回転速度)が速くなると当然流れる電流は少なくなる、なので、制御の精度は、「比」となる、絶対的な電流では無い。

実験には、ATMega88P を使い、SPI の制御を行って、L6470 にコマンドを送って制御した。
※ネットを探すと、Arduino のスケッチが色々見つかるが、純粋に C++ でプログラムを行った。

ステップモーターは秋月で買った物で、定格12Vなのだが、ユニポーラをバイポーラとして駆動する為、12Vで駆動する場合、定格の半分となる。
※最終的にはタコメーターを作る予定なので、12Vで丁度良いと思う。

回路図は書いて無いので、結線は以下のように接続する。
PC0: L6470 STBY/RST
PB2: L6470 /CS
MOSI PB3: L6470 SDI
MISO PB4: L6470 SDO
CLK PB5: L6470 CK

電源は12V、AVRには5Vを印加する。

※他の回路は参考資料にある回路をそのまま使う。
※boot ストラップに使うダイオードはショットキーダイオードを使う。(手持ちの都合で、2A/40V を使った)

IMG_0443s

ソースコード

まだ、実験的コードなので、色々未完成、タコメーターのハード製作に合わせて修正していく予定。

—–
追記:
2013年7月1日(21時25分)
ソースコードを更新しました。
spi.hpp —> AVR の SPI 通信をクラス化したものです。(まだ不完全です)
L6470io.hpp —> L6470 の制御をクラス化しました。(まだ不完全ですが、コマンド発行など、より判り易く使えます)

2013年7月1日(22時23分)
L6470io.hpp を更新、これで、アプリケーションから、必要な事が出来るようになった感じ。
※ステータスの読み込みは、まだ未実装

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