R8C に新たなフラッシュ領域見つかる〜

100円で買えるマイコンとして、売られているR8Cですが、データシート上は、

RAM256バイト
フラッシュ2Kバイトです

ところが、実際は・・

RAM1366バイト
フラッシュ32Kバイト

まで使えると判り、小躍りしていました~

OS-Xでも、R8Cの開発環境を整える目的で、フラッシュ書き込みプログラムを開発していましたが、
その過程で、R8Cのフラッシュ領域には、まだ拡張された領域があるのでは無いかと思い、良く調べてみました。

すると・・・

0x10000~0x17FFFに、さらに32Kバイトの領域があり、実際に使える事が判明しました。

つまり、フラッシュ2キロバイトとは、見せ掛けの容量で、実際には64キロバイトの領域があります。
※市場では、容量が多く(最大16KB)値段が高いデバイスが存在しますが、基本的に中身は全て同一
なのでしょう・・

考えるに、「ATtiny2313」など100円マイコンと同じレンジのマイコンがラインナップに無いので、
それに相当するデバイスを揃える為に既存のデバイスを再利用したのだと思います、その時、本当の
RAM、ROM容量では、他のラインナップと競合してしまうので、苦肉の索として、100円に釣り
合うと思われる小さい容量で売り出したのでしょう・・

現在のところ、最強の100円マイコンだと思います(笑)

さて、領域がある事が判ったのですが、R8Cのポインターは16ビットなので、基本的には64KB以上の
領域にアクセスするには、工夫が必要です、R8Cは20ビットのアドレス空間までアクセス出来る仕組みが
あるので、アセンブラなら、下駄を履かせてアクセスする方法がありますが、 gcc ではどうでしょうか?
調べてみると、64KB以上のアドレスの関数をコールする為の仕組みがあり、それを使う事で、拡張領域を
使う事が割と簡単に出来るようです。

まず、リンカースクリプトに拡張領域を追加します。

MEMORY {
    RAM (w)  : ORIGIN = 0x00300, LENGTH = 0x00400
    ROM (r)  : ORIGIN = 0x08000, LENGTH = 0x07FD8
    EXT (r)  : ORIGIN = 0x10000, LENGTH = 0x08000
    VVEC (r) : ORIGIN = 0x0FED8, LENGTH = 256
    FVEC (r) : ORIGIN = 0x0FFD8, LENGTH = 40
}

次に、セクション領域を宣言しておきます。

  .exttext   :
  {
    *(.exttext .stub .exttext.* .gnu.linkonce.t.*)
    KEEP (*(.exttext.*personality*))
    /* .gnu.warning sections are handled specially by elf32.em.  */
    *(.gnu.warning)
    *(.interp .hash .dynsym .dynstr .gnu.version*)
  } > EXT =0

これで、ソースコードで拡張領域のセクション指定すれば、通常領域から押し出す事ができます。
※ADC_testで main 関数を押し出してみました。

__attribute__ ((section (".exttext")))
int main(int argc, char *argv[])

コンパイル、リンクも普通に通り、出来上がったバイナリーをデバイスに書き込んでみましたが、普通に動きます。

Motolola Sx format load map:
  0x008000 to 0x009225 (4646 bytes)
  0x00FF00 to 0x012DB6 (11959 bytes)
  Total (16605 bytes)

R8C フラッシュプログラム

OS-X 用に R8C 用 gcc もビルド出来た事だし、フラュシュライターを実装する事にした。
これが出来れば、MacBook などで R8C の開発が全て完結する〜

R8C/M120AN、R8C/M110AN の場合、mode 端子を Low にしてリセットをかけると、ブートモードになり
シリアル通信で、コマンドとデータを送る事で、内部フラッシュメモリーをプログラミング出来る。

尚、ライターは簡単に自作出来るが、出来合いもあり、これがお勧めかも・・
R8C/M12A ライタ&LEDキット【MR8C-TRM】

通信プロトコルは、以下のリンクから資料を取得した。
R8C/1x、2xシリーズ 標準シリアル入出力モードプロトコル仕様書
R8C/Mxシリーズ、LAxAグループ 標準シリアル入出力モードプロトコル仕様書

最初のハードルは、OS−Xって、どうやって「シリアル通信」すんの?
だった、でも、ちょっと調べたら、どうやらPOSIX準拠のシリアル通信APIをサポートしており、要はLinuxと同じ
コードで、大丈夫のようだったー、これは、MinGWでもサポートしているようなので、簡単にマルチプラットホーム
に出来るおまけ付きだ!
※ただ、デバイスファイル名は、OS依存なのだと思う。

とりあえず、FTDIのシリアルUSBブリッジを接続したら、/dev/tty*にそれらしいデバイスが認識される。

crw-rw-rw-  1 root  wheel   18,   6  5  7 21:18 /dev/tty.usbserial-A600e0xq

これを使って、簡単な通信を行いテストすると、普通に動作する〜
「rs232c_io.hpp」に必要な機能を盛り込んだ〜

それではと、色々ガリガリプログラムを作成して、とりあえず、出来上がった〜
まだ機能追加中で、中途半端な状態ではあるけれども、一応動作しているようだ。
GitHubで公開している。

仕様的には、千秋ゼミで公開されているr8cprogを元にしている。
※このプログラムをダウンロードするには、登録が必要。

ただ、C++ でスクラッチから組んだものなので、動作は、オリジナルとは違うので注意。
俺俺フレームワークとして、「file_io、string_utils、sjis2_utf16」など同梱している。

r8c_prog -d R5F2M120 -s 57600 -e -w -v uart_test.mot

現在は、デバイス名は無視されています。
ポートは、何も指定しないと、上記のデバイスパスが使われるようにしてあります。
また、コンパイルには boost が必要です。

Windows 環境では、テストされていません。
Msys2環境でコンパイル、実行を試しました。
※select の挙動が、OS−Xと違っていて、少し悩みましたが、とりあえず、問題無く動作するようになりました。

R8Cコンパレーターのテスト

R8Cの機能を一通り実装、テストしている。

今回は、コンパレータークラス。

テストプログラムでは、ICOMP3、IVREF3 を電圧比較をして、その結果、LEDの点滅速度が変わると言うもの。
※実験では、REF側に、VCCを1/2に分圧し、COMP側にボリュームを接続、確認した。

R8Cには2チャネルのコンパレーターがある、機能的には、単純な物だが、割り込みを使った時に、実行する
処理をどのような構成にするか、考えてみた。
以前にタイマークラスを実装した時に、タイマー割り込みから、何らかの処理を実行できるように、

void (*task_)(void);

実行ポインターを用意した、ところが、こんな事をすると、コンパイラは、「task_」で何が実行されるか不明
な為、メイン側で利用しているライブラリーのワークを全てスタックに積むようコードを生成する。
※タスク内で、メイン側と同じライブラリーを使った場合に備える為で、強引な方法だが、動作は正しい。
しかし、これでは、スタックが直ぐに限界を超え深くなるのは容易に想像出来る、その為、「実行ポインター」
でのタスク管理は不採用とした。

そこで、コンパイル時に静的な関数が実行できるような仕組みを追加した。
関数オブジェクトを使い。

class task {
    public:
    void operator() () {

    .....

    }
};

()オペレーター内に、実行したい手続きを実装して、それをテンプレートの引数とする。
関数オブジェクト内の手続きが何も無い場合、コンパイラは、その部分一切を削除する。

template <class TASK1, class TASK2>
class comp_io {

    static TASK1 task1_;
    static TASK2 task2_;

    public:
        static INTERRUPT_FUNC void itask1() {
            task1_();
            WCB1INTR.WCB1F = 0;
    }

    .....

};

これなら、コンパイラが、テンプレートクラスを展開する時に、割り込み内手続きを考慮するので、ライブラリー
で使われる変数の退避も最小限となる。

COMP_test ソースコード

—–
そして、R8CのI/O定義は、ほぼ全てを網羅した。

立川から茂木に行くルート

依然から良く茂木に行きますが、「有料道路を一切使わない」とか、色々「縛り」を設けて、
冗長な車の運転に少しでも面白みを見出してますwww

その過程で見つけた色々な事を記しておきます。

まず、一般的な標準ルートは・・

立川
大泉インター
外観
三郷
常磐道
水戸北スマート
茂木北ゲート、又は南ゲート

良い点:
・空いていれば時間が意外とかからない(2.5時間~3時間弱)
問題点:
・距離が長い
・帰りは、三郷の手前とかで渋滞する
・高速料金
・大泉から立川間の一般道(新青梅街道の流れの悪さ)
・レストラン倉井に寄れない

全て下道で行くと、どうなるか?
過去に、色々なルートを試してみました。
そこで、淘汰され残ったルートで、最も合理的で最短時間なのが以下のルートです。

立川
川越(国道16号)川越市内を適当に・・
県道12号
県道370号
県道151号
県道370号
県道346号
県道60号
県道46号
国道354号(川越市内からここまで、ほぼ道なりです)
県道9号
県道11号
国道50号
新4号バイパス
県道47号(真岡市内へ)
国道408号バイパス
国道121号
県道163方面へ(ファミマがある交差点を道なり)
星の宮交差点
北中交差点
大沢橋東交差点
木幡交差点
国道123号
県道51号
茂木南ゲート

※川越から国道354号までも多少複雑なようですが、ほぼ道なりです。
※国道121号から、茂木までは、複雑のようですが、ほぼ道なりで(「はがグリーンコリドール」と呼ばれる広域農道です)
良い点:
・高速料金0
・休憩ポイント、コンビニなど多く、ゆったりまったり行ける
・ほぼ直線なので、距離が短く、ガソリンも少なくて済む
問題点:
・それなりに時間がかかる(深夜帯で3.5時間~4時間弱)
・祭日の昼間など多少混む場所がある。(裏道で逃げ切る)

そこで、圏央道を有効に使い、少しだけ短縮すると・・

立川
国道16号
圏央道入間インター
桶川北本インター
県道12号(後同じ)

これだと、3時間弱~3時間強
標準ルートとあまり変らない!
高速料金1230円!

圏央道が繋がり(今年中に繋がるらしい)、4号バイパスまで延びれば、さらなる短縮になります~

—–
下道でお勧めポイント
レストラン倉井:
※ここは、上のルートから少し離れていますが、帰りには是非寄りたいスポットです。
※夜9時がラストオーダーなので、9時までに店に入ればセーフです。
※水曜定休
・安い!
・ホルモン定食がクセになる!
※注意:
調子にのって、ニンニクのゴマ油漬けを沢山入れると、次の日に響くかもwww
食べた夜は、ニオイが厳しく、奥さん、子供の不評を買う場合もあるようです・・
(リア充の人は、彼女と一緒に食べれば問題無し)
※倉井から国道50号に出るのは、農道を通るのがお勧め、信号無く、渋滞一切無し!
※4号線を通るのは最悪で、昼間は凄く渋滞します。