RL78関係をマルチデバイスに対応する

RL78を再開したのは、RL78関係の仕事を受注したのが大きい。

本来R8CやRXもまだまだなので、RL78をやるのは、現状では良く
ないが、仕事を請けたので、仕方がないが、丁度良かったかもしれない。

RL78は、他のマイコンに比べて、かなり魅力的なところがある。
・以外と高速で動作する。
※WAVファイル(16ビット、48KHz)をSDカードからSPIで
読み、再生する能力がある。
・とにかく電気を食わない。
・周辺機器(UART、I2C、SPI、ADCなど)が充実している。
・C++ で開発が可能。
・デバイスの値段が安く、バリエーションも多い。

マイナス要因:
・グループ(シリーズ)が多すぎる。
・内部は基本8ビットなので、32ビットなどの値を扱うと、肥大化して
遅くなる。
・アクセスできる範囲は16ビットが基本なので、64Kの空間を、特別
なポリシーを使って、RAM領域と、ROM領域に分けている為、設計の
段階で気を使う必要があり、リソースの再利用でも、注意を要する。
※これが結構、判りずらい場合がある。

仕事では、G13とL1Cグループに対応して欲しいとのオーダーを受け、
G13専用の構造を修正して、L1Cも含めるように改修した。

RXマイコンで複数グループ対応を行い、どのような構造にするとシンプル
(アプリケーション側でグループの違いを意識しなくて済む)になるのか、
実績があるので、それらの構造を継承している。

・デバイスのクラスでは、「ペリフェラル」型を設定して、それを取得でき
るようにした。

たとえば、SAU(シリアル・アレイ・ユニット)では、以下のテンプレート
として実装されている。

//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
/*!
    @brief  シリアル・アレイ・ユニット・テンプレート
    @param[in]  PER     ペリフェラル型
    @param[in]  UOFS    ユニット・オフセット(0x00、0x40)
    @param[in]  CHOFS   チャネル・オフセット(0x00, 0x02, 0x04, 0x06)
    @param[in]  SDR_O   SDR レジスターオフセット
*/
//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
template <peripheral PER, uint32_t UOFS, uint32_t CHOFS, uint32_t SDR_O>
struct sau_t {

...

    //-------------------------------------------------------------//
    /*!
        @brief  ペリフェラル種別を取得
        @return ペリフェラル種別
    */
    //-------------------------------------------------------------//
    static peripheral get_peripheral() { return PER; }
};
typedef sau_t<peripheral::SAU00, 0x00, 0x00, 0x00> SAU00;
typedef sau_t<peripheral::SAU01, 0x00, 0x02, 0x02> SAU01;
typedef sau_t<peripheral::SAU02, 0x00, 0x04, 0x34> SAU02;
typedef sau_t<peripheral::SAU03, 0x00, 0x06, 0x36> SAU03;

「peripheral」は、enum class で定義されている、RL78のデバイス機能
分類。

uart_io.hpp クラスのプロトタイプは、以下のようになっている。

//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
/*!
    @brief  UART 制御クラス・テンプレート
    @param[in]  SAUtx   シリアル・アレイ・ユニット送信・クラス(偶数チャネル)
    @param[in]  SAUrx   シリアル・アレイ・ユニット受信・クラス(奇数チャネル)
    @param[in]  BUFtx   送信バッファサイズ(8バイト以上のサイズである事)
    @param[in]  BUFrx   受信バッファサイズ(8バイト以上のサイズである事)
*/
//+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++//
template <class SAUtx, class SAUrx, class BUFtx, class BUFrx>
class uart_io {

割り込み関係を設定する場合、以下のようにシンプル
に書ける。

    intr::set_level(SAUtx::get_peripheral(), level);
    intr::set_level(SAUrx::get_peripheral(), level);
    intr::enable(SAUrx::get_peripheral());

また、ポートの設定などは、デバイス毎にイレギュラー的に異なるが、これも
シンプルに書ける。

manage::set_uart_port(SAUtx::get_peripheral());
manage::set_uart_port(SAUrx::get_peripheral());

「L1C」は扱ってみると、「G13」と大きく違う事が判った。
・割り込みテーブルのエントリーがかなり異なり、完全に分ける必要がある。
・当然割り込み関係のハンドリングも異なるので、これらの違いを隠蔽して
ドライバーからは同じように扱えるように改修作業を行っている。
・L1CはUSB対応デバイスの為、最大動作周波数は24MHzとなって
いる。
※ソフトディレイをかなり強引な方法で実装している。
・A/Dコンバーターは、12ビットになっている。(G13は10ビット)
・DMAコントローラーが廃止され、DTC(データトランスファコントローラ)
と、ELC(イベントリンクコントローラ)が追加されている。
・USB2.0コントローラーがある(L1C特有)
※USBは、PC側のドライバーが関係するので、簡単では無いが、USB
接続機器を接続する事が出来るのは大きいかもしれない。
※2.0と言っても、フルスピード(12Mbps)、ロースピード
(1.5Mbps)しかサポートされない。
・LCDコントローラーを内臓している。(今回は使用しない)

今回使っているデバイスは、FlashROM:64K、RAM:8K、デー
タフラッシュ:8Kの仕様で、gcc リンクファイルの領域記述を誤り、謎の
挙動を示した、しばらく原因不明で苦労したが、ようやく原因を特定して、
思ったように走るようになった。

※個人的にはG14グループを使いたいなぁーと思うのだが・・・

—–
ハードウェアーマニュアルの書き方が、日立や三菱系では無く(多分NEC系)
慣れが必要で、レジスターの令名規則も、構造的になっていない為、テンプレート
クラスを実装する際、整理しないと駄目なところが痛い。
※アセンブラで、直接ビット操作をするような場合には都合が良いのかもしれ
ない・・
※RXの三菱系が一番スマートだと思う。

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