MinGW でビルドする RX マイコン用 gcc

開発環境を MinGW に移行して、懸案だった RX マイコン用 gcc の構築を行った。

以前の cygwin 環境では、途中で、gcc が止まったり、妙なエラーが出て、上手くコンパイル出来ない状態だった・・
これは、適切なオプションを選択する事で回避出来るようだが、情報が無いし、試行錯誤に疲れて棚上げ状態だった。

MinGW 環境では、何とも普通にコンパイル出来るので、逆に不思議でさえ思ったが、これが普通なんだろうね・・・

コンパイルの詳細は、「Interface 2014年2月号」に詳しく載っているようだが、ネットにあるクロスコンパイラの構築などを参考にしても良いだろう。

手順が複雑で、扱うパッケージのバージョンとの相性などがある為、上手くいかない場合があると思う。

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RX マイコン用では、gcc-4.7.3 が良いようだ、C++11 を本格利用は出来ないが、C++0x は使えるので、問題無いと思う、gcc-4.8.x は失敗するようだ。

RX-gcc-4.7.3-ELF パッケージ
※コンパイル済みバイナリーを置いておく。(107MB)
※gcc-4.8.1 で構築した。

C 言語よりお得な C++ その9

以前に、文字列を渡す場合に、「const char*」と、「const std::string&」などの参照コンテナで渡すのと、どちらを選択すべきか書いた。

C++ はオブジェクト指向言語であり、ポインターを渡すより、コンテナを参照渡しする方が殆どの場合有利なのは明白なのだが、C から移って来た場合、オブジェクト指向プログラムに不慣れな場合もあり、中途半端な設計(ポインターだったり、コンテナだったり)になってしまう事がある。
※思い返してみると、これは自分もそうだった・・・

今回、同じような事例として、「x、y軸」の位置を渡す方法を考えてみたい。

たとえば・・・

void set(int x, int y) { }

のような関数がある場合・・・

struct xy {
    int x;
    int y;
};
void set(const xy& p) { }

このように、「x、y軸」をコンテナに入れて、参照渡しにする方が何かと都合が良い。

しかし、多くの場合、直で値を入れたい場合は、冗長では?
みたいな意見もあるのだが、通常、直で値を入れて呼ぶ事は「稀」と思うけど、それでもそのようなケースが多いなら、以下のようにすべきだろう。

struct xy {
    int x;
    int y;
    xy() { }
    xy(int x_, int y_) : x(x_), y(y_) { }   ///< コンストラクターを定義
};
void set(const xy& p) { }
void set(int x, int y) { set(xy(x, y)); }   ///< 直で呼べるように定義を追加

    set(100, 200);        ///< 直接指定
    set(xy(100, 200));    ///< 直で呼びたい場合、このように書ける。

ここで、構造体 xy だが、メンバーは、public になっていて、アクセサーを使わずにダイレクトにアクセスしている点を検討すべき問題として付け加えておく。
※この例では、自分の流儀でそのような仕様にしているだけで、本来は、このような単純なクラスでも、アクセサーを用意してアクセスする事が望ましいと思う、自分の裁量で、メンバーに与える影響などが少ない場合は、ダイレクトでも良いと思っている為で、このようなダイレクトなアクセス方法に注意して欲しい。
内部の変数にアクセサーでアクセスするようにする事で、安全性や最適化など得られるメリットは他に色々あるのですが、範囲が大きくなり過ぎると思うので、これは、又、別の機会に論じる事とします。

上の例では、メンバーの型は「int」でしたが、構造体 xy をテンプレートにする事で、他の型も簡単に定義できる。

typedef xy<short> s_xy;
typedef xy<int>   i_xy;
typedef xy<float> f_xy;

template<typename T>
struct xy {
    typedef T value_type;
    T x;
    T y;
    void set(T x_, T y_) { x = x_; y = y_; }
    xy() { }
    xy(T v) : x(v), y(v) { }     ///< カスタムコンストラクター(同じ値で初期化)
    xy(T x_, T y_) : x(x_), y(y_) { }    ///< カスタムコンストラクター(個別に初期化)
    xy& operator = (const s_xy& p) { set(static_cast(p.x), static_cast(p.y)); return *this; }
    xy& operator = (const i_xy& p) { set(static_cast(p.x), static_cast(p.y)); return *this; }
    xy& operator = (const f_xy& p) { set(static_cast(p.x), static_cast(p.y)); return *this; }
};

「operator = 」を使い、複数の型に対応する事で、型が違う代入をスムーズに行えるようになるが、「float -> short」や、「float -> int」は、変換出来ない場合がある為注意する必要がある。
※そのような変換が起こった場合は、例外を出すなどが必要かもしれない。

typedef T value_type;

は、テンプレートの実装では、よく使われるやり方で、元の「型」を再定義する事で、そのクラスで使われている「型」にアクセスする方法を提供する。

    s_xy pos(0);    ///< カスタムコンストラクターが定義されている為、x、y、を同じ値で初期化する事が出来る。
    for(s_xy::value_type i = pos.x; i < (pos.x + 10); ++i) {
        ...
    }

※これは、例題なので、名前空間に入れていないが、実際に使う場合には、必ず、何らかの名前空間に入れて運用する必要がある、そうしないと、クラス名が既存のクラスとぶつかってしまう事になる。

「代数」のクラスは、自分で実装しなくても、ネットを探すと、色々なソースを見つける事が出来る、自分で実験的に実装する事で、より広範囲な理解とスキルを身につける事が出来る、そうしてから、より洗練された実装を利用しても良い。
※ある程度自分で作って、利用していると、愛着も沸くし、他の同じような実装に移るのが難しくなる、しかしながら、自分で作ったクラスはメンテナンスし易く、機能を追加したり改良するのが、楽であるメリットがある。

MicroChip RN-52 Bluetooth モジュールを使ったオーディオ再生

Bluetooth オーディオで、音楽を飛ばす場合(A2DP)は、圧縮フォーマットの関係で、良い音で聞くのが物理的に困難だった。
しかし、最近になって、新しい高音質プロファイル(APT-X/AAC)などに対応する機器が出始めた。

丁度、Microchip 社が、↑のプロファイルに対応した Bluetooth モジュールの販売を始めたので、使ってみる事にした。
RN-52
※Microchip 社のオンラインストアでも、1個から購入可能、モジュールが20ドル、送料が10ドル程かかる(発送には2週間程度かかるようだ)

このモジュールの特徴は:
・APT-X/AAC プロファイルに対応
・デジタル出力を出せる
※設定を行う必要がある。
・比較的安価
・外付け部品が殆どいらない
・Bluetooth のオーディオ系のプロファイル(AVRCP など)を全てサポートしている
・認証:FCC、IC、CE、Bluetooth SIG
・言うまでも無く、手軽に、自分だけの Bluetooth 機器を作れる

バッテリー内臓で、持ち運びが出来る、小さいラジカセのような物が欲しかったので、丁度良い感じ~

昨日、モジュールが届いたので、早速、簡単な動作確認をしてみた。

最初のハードルは、モジュールに出ているピンの間隔が 1.2mm と狭い為、工夫しないと、ユニバーサル基板に乗せられない。
自分は、適当な基板に絶縁用の板(フォーレックス)を乗せ、その上にモジュールを置いて、ワイヤーをハンダ付けした。
RN-52 Board

モジュールを自力で何とかするのが厳しい人は、SparkFun のブレークアウトを利用すれば良いだろう~(44.95ドル)

しかし、1.2mm 間隔のハンダ付けは、そんなに厳しいものでは無いので、根気だけだと思うな。

モジュールが出来たら、必要な配線をして、ペアリングをしてみよう~

・POWEN(21) —> パワースイッチ
・VDD(22) —> 3.3V(電流は動作中は少ないけど、ピークで30mA くらいは流れるみたいだ・・)
・GND(1,18,27,44,45,46,47,48,49,50) —> GND(接地)
・LED1(32) —> LED 赤色(470)
・LED0(33) —> LED 青色(47)
・AGND(39) —> AGND(アナログ接地)
・SPKR_R-(40) —> 右SP-
・SPKR_L-(41) —> 左SP-
・SPKR_R+(42) —> 右SP+
・SPKR_L+(43) —> 左SP-
※L-、R- は独立した出力なので、共通にする事は出来ない、又、インピーダンスの低い負荷(直でスピーカー)をドライブする事も難しいと思う。
※一般的なステレオイヤホン(ステレオプラグなど、接地が共通の場合)などを繋ぐ場合には、アンプを入れる必要があると思う、ドキュメントの回路図などが参考になる。
※電源には1uF程度のパスコンを念のため入れておく。

とりあえず、これだけ接続して、パワースイッチを押せば電源が入る。
長押しすれば、赤、青の LED が交互に光って、ペアリング待ちになる。

——
以前に USB のデジタルオーディオインターフェースを作った時に、バーブラウンの 24 ビット DAC などを買ったので、それを接続しようと思う~
S/PDIF 出力を行うには、RXD、TXD にターミナルを接続して、コマンドで設定が必要みたいだ。

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APT-X/AAC などに対応した、USB アダプターは、最近ようやく入手出来るようになってきた。
※ドライバーがカスで、使えないやつもあるみたいなので注意!、MM-BTUD44 は、問題無く使えている。

アイデア次第で、自分だけのオーディオ機器を気軽に自作できて、これは流行りそうだなー

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ラジオデパートの4階で、1個200円で売っていたスピーカー(F70A21-5)と、アンプを繋いで鳴らしてみた、このスピーカー、200円とは思えないwww、これは、ちゃんと箱に入れれば、普通に使えそうだなー

☆Bluetooth AUDIO としては、ポケットに入れて持ち運べるタイプも欲しい、そこで、ヘッドホンでの音を確認する為、ヘッドホンアンプとしては最強との呼び声の TI の TPA6120A2を繋いで視聴してみたー
RN-52 内臓の D/A コンバーターもそんなに悪く無い感じだ。
※TPA6120A2 は、+-両電源が必要なので、DC/DC(MAU106) コンバーターを使っている。
※一般に売っているタイプはスティックタイプで、凄く小さいけど、電池はあまり長持ちしないし、あそこまで小さい必要は感じないので、パワフルなアンプを入れてガッツリ作りたい。
やっぱりボリュームが欲しいなぁー
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