R8C/M11A、M12Aの秘密

M11A、M12Aについて~

低価格なマイコンと言えば、AVRですが、ルネサスにも、CPの高いマイコンがあります。
それは、R8Cマイコンで、R8C/M12A/M11Aです。
「@100円、確かに安いけど、AVRもあるし、PICもあるしで、そんなにインパクト無いけどーー」と言いたくなるかもしれませんが・・
このマイコン、裏事情があって、表向きは
・プログラムメモリ(フラッシュ):2KB
・RAM:256バイト
となっていますが、実際には、
・プログラムメモリ(フラッシュ):32KB
・RAM:1280バイト
時代に逆行するアセンブラ屋さんの調査による。

これが、現在出回っているデバイスでも有効に出来るのなら、今までの常識が一遍しそうです。

AVRのATTiny2313は、安くて使いやすいマイコンですが、A/Dコンバーターが無いのが痛いとこです。
最近秋月の価格を観ると@150になっていますね・・

M12Aの場合は:
・最大20MHz動作(2.7V以上)
・1.8V~5.5V動作
・入出力ポート:17本 (LED駆動用ポート含む)
・外部割り込み入力:8本
・16ビット多機能タイマ(タイマRJ2):1
・8ビットプリスケーラ付8ビット多機能タイマ(タイマRB2):1
・16ビットインプットキャプチャ/アウトプットコンペアタイマ(タイマRC):1
・UART/クロック同期形シリアルインタフェース:1チャネル
・10ビットA/Dコンバータ:6チャネル
・コンパレータ:2回路
・ウォッチドッグタイマ
・クロック発生回路:XINクロック発振回路、オンチップオシレータ(高速/低速)
この充実ぶりです・・

この機能と、プログラムエリア32Kバイト、RAMエリア1280バイトとなると、かなりの用途にマッチします。


フラッシュの書き込みボードの作成

・配線は、ハードウェアーマニュアルに詳しく書かれていますので参考にして下さい。
・フラッシュ書き込みモードで電源投入後、FDTとの接続が時間内に無いと、接続出来なくなるので、「リセットスイッチ」は必要です。
・フラッシュの書き込みは、3.3Vでも行えるようです。
このDIPタイプは、シリアルインターフェースで接続出来る為、非常に手軽に書き込みが行えます。
IMG_0705

購入したデバイス
デバイスの表記では(下に書かれているのはロット番号と思います)


 M120AN
0432N01

 M110AN
0432N01

となっていました。


書き込みソフトのインストールと設定ファイルの修正

書き込みソフトは、FDT4.09 を使います。
インストール後、以下の設定ファイルを書き換えます。(Windows7 64 ビットの環境です)

/c/Program Files (x86)/Renesas/FDT4.09/kernels/ProtD/R5F2M110A/Renesas/1_0_00/R5F2M110A.fcf
/c/Program Files (x86)/Renesas/FDT4.09/kernels/ProtD/R5F2M120A/Renesas/1_0_00/R5F2M120A.fcf

「R5F2M110A.fcf」の修正箇所

[Header]
Description = Flash Development Toolkit Configuration File
File Type = 2.1

[Device Info]
EVB Name = R5F2M110A
EVB Kernel Suffix = R5F2M110A

...

FLASH ROM Size = 32768

...

Secret Flash Memory = 
Erase Block Count = 10
Memory Area Count = 2
Reserved Area Count = 0

...

[Erase Block 2]
Block Name = EB8
Start Address = 32768
Start (Hex) = 0x00008000
Block Size = 4096
Size (Hex) = 0x00001000
EBR0 = 0
EBR1 = 0
EBR2 = 0
Overlay = 0
Lockable = False

[Erase Block 3]
Block Name = EB7
Start Address = 36864
Start (Hex) = 0x00009000
Block Size = 4096
Size (Hex) = 0x00001000
EBR0 = 0
EBR1 = 0
EBR2 = 0
Overlay = 0
Lockable = False

[Erase Block 4]
Block Name = EB6
Start Address = 40960
Start (Hex) = 0x0000A000
Block Size = 4096
Size (Hex) = 0x00001000
EBR0 = 0
EBR1 = 0
EBR2 = 0
Overlay = 0
Lockable = False

[Erase Block 5]
Block Name = EB5
Start Address = 45056
Start (Hex) = 0x0000B000
Block Size = 4096
Size (Hex) = 0x00001000
EBR0 = 0
EBR1 = 0
EBR2 = 0
Overlay = 0
Lockable = False

[Erase Block 6]
Block Name = EB4
Start Address = 49152
Start (Hex) = 0x0000C000
Block Size = 4096
Size (Hex) = 0x00001000
EBR0 = 0
EBR1 = 0
EBR2 = 0
Overlay = 0
Lockable = False

[Erase Block 7]
Block Name = EB3
Start Address = 53248
Start (Hex) = 0x0000D000
Block Size = 4096
Size (Hex) = 0x00001000
EBR0 = 0
EBR1 = 0
EBR2 = 0
Overlay = 0
Lockable = False

[Erase Block 8]
Block Name = EB2
Start Address = 57344
Start (Hex) = 0x0000E000
Block Size = 4096
Size (Hex) = 0x00001000
EBR0 = 0
EBR1 = 0
EBR2 = 0
Overlay = 0
Lockable = False

[Erase Block 9]
Block Name = EB1
Start Address = 61440
Start (Hex) = 0x0000F000
Block Size = 4096
Size (Hex) = 0x00001000
EBR0 = 0
EBR1 = 0
EBR2 = 0
Overlay = 0
Lockable = False

[Memory Area 0]
Block Name = UA0
Start Address = 32768
Start (Hex) = 0x00008000
Block Size = 32768
Size (Hex) = 0x00008000
Area Type = User Flash
Overlay = 0

...

「R5F2M120A.fcf」の修正箇所

[Header]
Description = Flash Development Toolkit Configuration File
File Type = 2.1

[Device Info]
EVB Name = R5F2M120A
EVB Kernel Suffix = R5F2M120A

...
 
FLASH ROM Size = 32768

...

Secret Flash Memory = 
Erase Block Count = 10
Memory Area Count = 2
Reserved Area Count = 0

...

[Erase Block 2]
 Block Name = EB8
 Start Address = 32768
 Start (Hex) = 0x00008000
 Block Size = 4096
 Size (Hex) = 0x00001000
 EBR0 = 0
 EBR1 = 0
 EBR2 = 0
 Overlay = 0
 Lockable = False

 [Erase Block 3]
 Block Name = EB7
 Start Address = 36864
 Start (Hex) = 0x00009000
 Block Size = 4096
 Size (Hex) = 0x00001000
 EBR0 = 0
 EBR1 = 0
 EBR2 = 0
Overlay = 0
Lockable = False

 [Erase Block 4]
 Block Name = EB6
 Start Address = 40960
 Start (Hex) = 0x0000A000
 Block Size = 4096
 Size (Hex) = 0x00001000
 EBR0 = 0
 EBR1 = 0
 EBR2 = 0
 Overlay = 0
 Lockable = False

 [Erase Block 5]
 Block Name = EB5
 Start Address = 45056
 Start (Hex) = 0x0000B000
 Block Size = 4096
 Size (Hex) = 0x00001000
 EBR0 = 0
 EBR1 = 0
 EBR2 = 0
 Overlay = 0
 Lockable = False

 [Erase Block 6]
 Block Name = EB4
 Start Address = 49152
 Start (Hex) = 0x0000C000
 Block Size = 4096
 Size (Hex) = 0x00001000
 EBR0 = 0
 EBR1 = 0
 EBR2 = 0
 Overlay = 0
 Lockable = False

 [Erase Block 7]
 Block Name = EB3
 Start Address = 53248
 Start (Hex) = 0x0000D000
 Block Size = 4096
 Size (Hex) = 0x00001000
 EBR0 = 0
 EBR1 = 0
 EBR2 = 0
 Overlay = 0
 Lockable = False

 [Erase Block 8]
 Block Name = EB2
 Start Address = 57344
 Start (Hex) = 0x0000E000
 Block Size = 4096
 Size (Hex) = 0x00001000
 EBR0 = 0
 EBR1 = 0
 EBR2 = 0
 Overlay = 0
 Lockable = False

 [Erase Block 9]
 Block Name = EB1
 Start Address = 61440
 Start (Hex) = 0x0000F000
 Block Size = 4096
 Size (Hex) = 0x00001000
 EBR0 = 0
 EBR1 = 0
 EBR2 = 0
 Overlay = 0
 Lockable = False

[Memory Area 0]
 Block Name = UA0
 Start Address = 32768
 Start (Hex) = 0x00008000
 Block Size = 32768
 Size (Hex) = 0x00008000
 Area Type = User Flash
 Overlay = 0

書き込みプロジェクトの設定

・デバイスを指定する際、チェックサムが合わない為、警告が出ますが、そのまま進みます。
・とりあえずこの修正で、32Kまでプログラムメモリーが使えると思います。
※MSYS のコンソールから、emacs でファイルを直接編集したのですが、パーミッションの関係で、実際には更新されない事が判りました。
エクスプローラーなどで、編集後のファイルを上書き保存する必要があります。(その際、警告のダイアログが出ます)


謝辞

・「時代に逆行するアセンブラ屋」さんの「toida」さんには、設定内容などお世話になりました。

・M110AN 設定ファイル
・M120AN 設定ファイル

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R8C/M11A、M12Aの秘密 への4件のフィードバック

  1. ユンボ のコメント:

    初めまして。
    ホームページでR8C/M1xの隠しROM/RAMを知り活用しております。
    お返しに私の調べた機能を公開します。
    1.R8C/M12 のDIP版は外部クロックならVcc=3.3Vで30MHzで通常動作します。
    実際、グラフィックLCDを使用した1608互換-4BitI/Fモードの8桁表示で活用しています。33MHzでは熱だれ?でハングアップでしたが、Vcc-Upとか放熱改善されるのではと思います。
    ちなみに、R8C/2x, R8c/3xでは30MHzはだめでした。
    R8C/M12がDipだからでしょうか。
    2. R8C/M1xカウンタのTRJ2は外部カウントモード時134MHzでも動作します。
    実際か周波数カウンタを作って実用しています。
    なお周波数カウンタにTRJ2のINT2のGate機能を使うと誤差は2LSBに収まります。
    3. R8C/M13, R8C/27にも0x300からの隠しRAMがあります。
    多分ですが、E8a用で全部あるのかも?

    参考までに。以上です。

    • hira のコメント:

      情報ありがとう御座います。

      オーバークロックは、常識的範囲で可能な事は判っていましたが、
      実際に試してはいませんでした。
      24MHzは、確実な感触はありましたが、30MHzは嬉しい誤算で
      すね。
      ※ただ、経験的に安定性や、スペックを満たせない場合があるかと
      思うと、常用にするのは難しいと考えていますが、特定の用途なら、
      十分実験を行えば、実用的かもしれませんね。

      0x300以降の隠しRAMは、メーカー純正のデバッグ機能が使って
      いると思われるので、多分、全てのR8Cにあるものと思っています。

  2. ユンボ のコメント:

    ユンボです。
    書き忘れました。
    30MHz動作は外部クロックです。

  3. ユンボ のコメント:

    ユンボです。
    Resありがとうございます。
    仰せの通り30MHzは危害を与えない用途であれば私用可能で、割り込み周期が短いや、処理時間を短くしたい等の用途であれば使えると思います。
    実験ではクロックを可変し動作させましたが、常温で安定して動作は30MHzだったという結果です。尚、高温環境は確認していません。
    いずれにしても、R8C/M1xのクロックアップは自己責任でお願いします。
    追加情報で、phisel = 1 (システム全体を1/2分周)でXin=40MHzは常温で動作可能ですが、内部1/2なので効果はなく、さらに40MHz以上では動作停止します。
    その状態ではなぜか10%位遅くなる現象があります。
    クロック回路の回路構成が限界かもしれません。(内部に逓倍回路があるかも?)

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