ＡＫＩ－ＲＸ６２でＭＰ３再生（ＶＳ１０６３ａ）

2013年7月20日 hira コメントする

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。

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。

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。

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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。

電子工作な日々

ＡＫＩ－ＲＸ６２に、ＲＴＣ（Ｉ２Ｃ）を接続する

2013年7月15日 hira コメントする

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。

電子工作な日々

AKI-RX62 で SDカードを読む

2013年7月12日 hira コメントする

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。

※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、「ＳＤＭｏｎｉｔｏｒ」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。

ソフトウェアー・エンジニアリング

MuPDF 1.2 ライブラリーの C++ ラッパー

2013年7月5日 hira コメントする

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

RX マイコンのPDF

電子工作な日々

L6470 ステッピングモータードライバー

2013年7月1日 hira コメントする

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）

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。

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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

動画をアップ

電子工作な日々

HIDaspx を作る

2013年6月29日 hira コメントする

AVR を使った電子工作では、ISP プログラマーが必須だ、以前から「ELM さんの AVR ライタ」を使わせてもらっている。
※シリアル→ISPの変換デバイスを USB シリアル変換（FTDI）と組み合わせて、ケースに入れてある。

※さすがにかなりくたびれているが、未だ現役。

数年前に、ATtiny2313 を使って、ソフトウェアーだけで、USB クライアントになる ISP プログラマーが発表され、ずっと使ってみたかったのだが、現役のプログラマーで何とかなっていたので、ずっと見送っていた。
千秋ゼミ（AVRマイコンなど）
先日ゲームコントローラーを作るので部品を買った余り（余分に買った）があり、丁度良い機会なので、作ってみる事にした。

HIDaspx は、ATtiny2313 といくつかの部品だけで動作する AVR 用 ISP プログラマーなのだが、非常に洗練されており、ソフトウェアーの機能もてんこ盛りだ（はまった）。
折角なので、単純に AVR の ISP プログラマーを作りたい人の為に、簡単な製作記を残しておこうと思う。

(1) ハードの製作
HIDaspxは、プリント基板を販売しているところがあり、それを使えば簡単なのだがー、いくつかの点で、自分のスタイルに会わない為、今回はパス。

・やはりこの手の物は、ちゃんとケースに入れて、使わないと、ショートしたり、何かとトラブルが起こるもので、前回同様、同じケースに入れる事とした。
・ISP のコネクターは、前回と互換性を持たせ、１０ピン仕様とする。
・最近はミニ USB やマイクロ USB が主流で、小さくて、扱いやすいので、ミニ USB コネクター仕様とした。
・電源の切り替えは、前回同様、５V、３．３Vを切り替えできるようにした。
・HIDaspx は、Ready と Busy のランプがある。
以上を踏まえて、ケース内のレイアウトを決め、ケースの加工、基板の切り出し、加工を行った。

※この段階では、LED 電源切り替えスイッチの穴は開けてない。
※ミニ USB のコネクターは、既製品の変換アダプターを使った。（かなり昔に買ったもの）
※このケースは、底蓋の面構造が、基板を、コネクターの形状を利用して固定するのに都合良く作られている。

内部に納める基板が出来たら、回路図を見ながら、部品を乗せて行く。

※緑の LED、VF が 3.2～3.4V なので、3.3V で動作させた場合にLEDが点灯しないのでは無いかと考え、フォトカプラーを間に入れて、常に５Vで駆動するように改修してある。
※他は、ほぼオリジナルの回路準拠
※経験上、三端子レギュレーターの入力側にはコンデンサはを入れていない（無くても、まず発振したりしないし、レギュレーションが悪くなる事も無い）
※緑 LED は超高輝度を使った為（手持ちがそれしかなかった）、電流を少なくしても、直視できないほど刺すような明るさで、失敗・・・、ブルー LED に交換する予定

最後にケースにレタリング

※新旧、２台のISP

※USB コネクター部分の違い

(2) 動作検査
まず、ファームやツールなどをダウンロードする。

今回使ったのは「hidspx-2012-0326.zip」で、既存の ISP で、2313 にファームを書き込んだ。

hidspx-2012-0326/bin/firmware/main-12.hex

ヒューズの設定は、ここに詳しく書かれている。

さて、一応、配線を確認後、PC の USB ポートに接続する、しばし・・・
問題なく、デバイスドライバーがインストールされた。

※自分の環境は、Windows7 64 ビットだ。
※USB2.0 のハブに接続している。

※デバイスドライバーは、「ＨＩＤ準拠デバイス」として認識されているようだ・・

(3) ツールの用意

hidspx-2012-0326/bin/hidspx.exe があるので、cygwin などのシェルを起動して、このコマンドを使ってみる。

↓以下のようにコマンドを打てば、認識したデバイスを表示してくれる。
% ./hidspx -ph?
VID=16c0, PID=05df, [ YCIT], [HIDaspx], serial=[0000] (*)

では、AVR を ISP　に接続して、ヒューズビットを読み込んでみよう～
% ./hidspx -ph -d4 -rf
Detected device is ATmega88.

==== ATmega88 ====

Low: 11100110
||||++++-- CKSEL[3:0] システムクロック選択
||++-- SUT[1:0] 起動時間
|+-- CKOUT (0:PB0にシステムクロックを出力)
+-- CKDIV8 クロック分周初期値 (1:1/1, 0:1/8)

High:11-11111
|||||+++-- BODLEVEL[2:0] (111:無, 110:1.8V, 101:2.7V, 100:4.3V)
||||+-- EESAVE (消去でEEPROMを 1:消去, 0:保持)
|||+-- WDTON (1:WDT通常動作, 0:WDT常時ON)
||+-- SPIEN (1:ISP禁止, 0:ISP許可) ※Parallel時のみ
|+-- DWEN (On-Chipデバッグ 1:無効, 0:有効)
+-- RSTDISBL (RESETピン 1:有効, 0:無効(PC6))

Ext: -----001
||+-- BOOTRST (1:Normal, 0:BootLoader)
++-- BOOTSZ[1:0] (11:128W, 10:256, 01:512, 00:1024)

Cal: 182

※何かの拍子に、ISP が認識しなくなる事があるようだ、USB ケーブルをさし直すと直るようだが・・・

－－－－－　注意！注意！注意！　－－－－－

hidspx は非常に高機能で、複雑、オプションなど注意を要する、得に、他の ISP プログラマーの機能を取り込んでいる為、他の ISP と混同すると期待した動作はしない。

※ありがちな事（自分もやった）
・USBaspx と HIDaspx を混同する。
※USBaspx は、libusb-win32 経由でデバイスとやりとりする為、libusb-win32 のツールを使って、デバイスを認識させる必要がある。

・libusb-win32 のツールを使って、HIDaspx を認識させてしまうと、hidspx で認識しなくなる。
※誤って、そうしたら、デバイスドライバーを削除すれば OK。
※HIDaspx はドライバーのインストールなどが一切不要で、直ぐに利用できる、半面、デバイスドライバーのプロパティでは、「ＨＩＤ準拠デバイス」としか認識されない。

「千秋ゼミ」のページは、情報が多く、初心者には判りずらいかもしれない、しかしながら HIDaspx は非常に素晴らしい ISP なので、AVR のプログラマーを探している人は是非使ったら良いと思う。

追記：
> 何かの拍子に、ISP が認識しなくなる事があるようだ、USB ケーブルをさし直すと直るようだが・・・
外部電源に、数百ｍＡ程度を消費するような機器を繋いだ場合に、瞬間的に電源電圧が変動して、ATtiny2313 の機能が止まって認識しなくなるようです。
※Windows のデバイスマネージャーからは、正常に見えている。
そこで、外部電源ラインに、直列にフェライトビーズ「BLM18PG471SN1D」（秋月電子扱い）を入れたら、安定しました。
※470オーム(100MHz)/1000mA/0.2オーム(直流抵抗)

電子工作な日々

ＡＶＲでＵＳＢゲームコントローラーを自作する

2013年6月27日 hira 2件のコメント

自分フレームワークの実装過程で、前回、エミュレーターソースを流用してスペースインベーダーを作成した。

GLFW3 には、標準で、ゲームコントローラーの取得 API があるので、それを使ってみる事にした。

適当な USB ゲームパッドを買っても良いのだがー、備品の中に、ファミコン時代に購入した、「ASCII STICK II TURBO」が埃をかぶっている事を発見したー

内部

※ボタンの「受け」などは鉄板で補強してあり、筐体はプラスチックだが、必要な剛性を確保してある。
※設計は、当時ナムコの筐体デザインなどをしていた遠山さんと言う噂なのだがー、この創りの良さとこだわりは、実際そうなのだろうと思う。

当時５０００円くらいはした覚えがあるが、機能的には、ファミコン用なので、ボタンが少ないのだがー、連射や、４方向、８方向切り替えなど、色々と芸が細かい、
デザインも優れているし、剛性も高く、方向レバーはマイクロスイッチで、価格以上の素晴らしい創りとなっている、今回はこれを改造する事とした。

USB のゲームコントローラーでは当然ながら、制御用マイコンが必要だが、ネットを探すと色々ある、今回利用させてもらったのは「ココ」のサイト。
AVR を使った USB ゲームデバイスで、最近ではあまり馴染みの無い ATMega8 を使っている。
手持ちの ATMega88 とかで出来れば良いのだがー、このコントローラーの制御ソースはアセンブラなので、ATMega8 を別途購入した（秋月で１８０円）。
そもそも、USB の通信機能が無い AVR でUSB（Low スピード）の通信を行うのはかなりハードルが高い、マシンサイクルを正確に計算して、ソフトウェアーのタイミングループだけで、USB の制御信号を
生成しているのは、クールとしか言いようが無い。

ASCII STICK には、何に使うか最後まで不明な「OPTION」コネクターがある。
丁度良いので、USB コネクターはここに出そうと考えて、工作してみた。

※回路は、特に変更はしていないが、USB の差動ラインに入っている６８オーム、手持ちが無かったので７５オームとした。
※アナログの電源ライン「GND」も回路図ではオープンとなっているが、一応 GND に落としておいた。

----- Fuse ビット書き込み時の注意 -----

ATMega8 は、ピンアサインなどは、ATMega88P などに近いものの、古いデバイスで、注意する点があります。
現在も流通はしているものの、ATMega88Pや上位デバイスに置き換えるのでしょう。
※自分もそれでハマリました・・・
まず、ヒューズビットを書き込む場合ですが、最初に low バイトを書き込んでしまうと、発振機が動作しなくなります。
これは、「fuse.txt」の値が適切とは言えない点と、ATMega8 の仕様によるところにあります。
12MHz のクリスタルを使う場合なので、high バイトの「CKOPT」を変更して、「０」にしておく必要があるようです。

僕は、色々やった結果、high バイトに「0xC9」、low バイトに「0xEF」を書き込んでいます。
※WatchDog は有効にした方が良いかもしれません・・
※fuse.txtでは、low バイトの CKSEL が、「External Low-frequency Crystal」となっていて、これは絶対間違っていると思います。

AVR の痛いところは、fuse の書き込みを失敗すると、再起不能になる場合がありますので、注意が必要です。
クロックの選択を誤った場合は復帰するチャンスはありますが、「RESET」端子とかを無効にしたりすると、ISP でのプログラムは不可能となります。

※いつものフォーレックスを適当に削って、USB コネクターのカバーにした、基板とLOCTITE で接着してある。

※ゲームコントローラーとして認識したダイアログ（ボタンが多いのは愛嬌）

フレームワークを USB コントローラーに対応した。
ソース
 バイナリー

ソフトウェアー・エンジニアリング

GLFW3と自分FWを使って昔懐かしい「Space Invaders」を作る

2013年6月23日 hira コメントする

以前から、チクチクとゲーム開発の補助になる自分用フレームワークを作ってきましたがー
GLFW3 がリリースされたタイミングで、glut から GLFW3 に変更していましたが、とりあえずのベータが出来たので、アーカイブを公開します。

自分用フレームワークの完成度を上げるには、一通りの機能を使って、アプリケーションを作る必要があるものです。
また、C++ の熟練度が少しづつ向上して、ソースコードの品質も少しづつではあるけど洗練されてきつつあります。
そこで、何か良い題材は無い物かと考えてましたが、とりあえず、キーボード入力と、サウンド（効果音）が出る、そして簡潔に出来る。
などの理由で、昔懐かしい「Space Invaders」を作る事にしましたｗｗ

「作る」と言っても、「Space Invaders」は、mame32 由来のエミュレーターソースをそのまま使います。
※その為、このソースコードもそれらライセンスに従います。

スペースインベーダーは、８ビットのＺ８０（２ＭＨｚ）を使い、２５６×２４０のモノクロビットマップグラフィクスを使ったゲームで、
当時は、もの凄く洗練されていました。（今でも洗練されていると思う）
エミュレーターは、８０８０のエミュレーションと、インベーダーのハードをエミュレーションします。
結果は、モノクロビットマップの出力として出てくるので、OpenGL のテクスチャーに貼って、描画します。
インベーダーはアナログシンセサイザーを持っていて、現在では、はサンプリングされたデータを入手出来るので、それを使いＳＥとして
発音します。

プログラムの動作には、ＲＯＭイメージが必要なので、どこかで見つけて下さい。
※このプログラムでは、sounds.zip、invaders.zip の二つのアーカイブを必要とします。
ここが参考になると思います

ソースコード

コンパイルに必要なライブラリー郡、/usr/local 以下に展開

boost_1_53_0 が必要です。

コンパイル済みバイナリー

※操作方法
「１」１プレイヤーボタン
「２」２プレイヤーボタン
「３」コイン
「←」ビーム砲左
「SPACE」ビーム発射
「→」ビーム砲右

ソフトウェアー・エンジニアリング

GLFW-3.0.1 の機能追加

2013年6月18日 hira コメントする

GLFW ですが、既に 3.0.1 がリリースされてましたーー
Bugfix: The wrong name was used for the CMake variable for the Xxf86vm library [Cocoa] Bugfix: glfwGetFramebufferSize return the size in screen coordinates [Cocoa] Bugfix: Messages not supported on Mac OS X 10.6 were used without tests for precence [Cocoa] Bugfix: Process transformation was not performed if menu bar creation was disabled [Win32] Bugfix: Context creation was attempted even if no valid pixel formats had been found [X11] Bugfix: Duplicate window position and window and framebuffer size events were reported
まぁ、基本的にBugFixのようですが・・・

さて、OpenGL のアプリケーションですが、作っていて不便な事があります、アプリケーション・ウィンドウに
ファイルをドラッグ・アンド・ドロップして、ファイル名を受け取る事が出来ない事です。

アプリケーションを作る上で不便なので、GLFW を改造して、この機能を付けましたー

glfw-3.0.1 のパッチ

glfw-3.0.1 のソースを展開して、ルートディレクトリーに異動後、以下のコマンドを入れればパッチが当たると思います。

patch -p0 < glfw_3_0_1-dropfiles.diff で、make すれば OK。 exsamples に dropfiles.c のサンプルがあるので、これを観ればどのようにファイル名を受け取るのか判ると思います。もっと実用的なサンプルとして、ビューアー・プレイヤーを作りました。
※ソースコードが欲しい方は、連絡下さい、必要なフレームワークの準備に少し時間が必要です。

このアプリケーションは、起動すると、空のウィンドウが開きます、ここに画像ファイル（BMP、PNG、JPEG、JPEG2000）や音楽ファイル（WAV、MP3）を落とせば、それを開きます。
※音楽ファイルは再生します、MP3に画像が含まれている場合は、それを表示します。

※メイン部分だけアップしておきます～

ソフトウェアー・エンジニアリング

GLFW3.0 を使う

2013年6月16日 hira コメントする

自分のフレームワークとして、「gl_fw」と言うプロジェクトを実装していましたがー

最近（そうでもないかｗｗ）、GLFW と言うフレームワークがある事を知りました、現在のところ、OS-X、X11、Windows で使える、マルチプラットホームのフレームワークです。
C、Objective-C（OS-X）で実装されており、シンプルで、良く出来ています。
※「glut」があるのですが、これは、メンテナンスされていないし、色々と痛いところが多いのです。

最近、メジャーバージョンが「3.0」となり、「2.x」から、より洗練された実装になりましたー、まだ機能で欲しい部分は色々あるのですがー、これから追加されていくと思います。

自分のフレームワークも glut から GLFW に変更すべく色々修正中です。
GLFW 3.x で良い部分をいくつか上げると・・・
・マウスホイールのイベントを取得できる。
・クリップボードのやり取りが追加された。
・メインループから綺麗に抜けてくれる。（glutでは、スマートでは無い方法で実装しなければなりません・・）
・ゲームパッドの値を標準的に取得できる。
・キーボードの扱いがゲーム向き。（単純に押したか、押さないを取得できる）
・必要最小限の機能だけ用意してあり、わかり易い。
・ライブラリーをコンパイルするのが簡単。（cygwin の windows クロスコンパイラ i686-w64-mingw32 でコンパイルできるようになった）

現在の「3.0」には、ドロップファイルのイベントを受け取る機能が無いので、これは自分で足そうと思います。
※「2.x」で実装したので、「3.0」風に書き直す感じｗｗ

cygwin で glfw-3.0 をコンパイルする手順を書いておきます。

(0) cygwin に i686-w64-mingw32-gcc、cmake などをインストールしておく。
(1) glfw-3.0 のソースアーカイブを取得して展開する。
(2) glfw-3.0 に移動
(3) 「cmake -DCMAKE_TOOLCHAIN_FILE=CMake/i686-w64-mingw32.cmake」
(4) 「make」
※何も指定しないとスタティックリンクライブラリーが作られるようです。（DLL にする意味は無いと思う）

これでおしまい！（ああ、何て簡単なんだろ・・）

(5) 「make install」で、/usr/local/以下にインストールされます。

では動かしてみましょう！


#include <stdlib.h>
#include <GLFW/glfw3.h>

int main(int argc, char** argv);
int main(int argc, char** argv)
{
    GLFWwindow* window;

    /* Initialize the library */
    if (!glfwInit())
        return -1;

    /* Create a windowed mode window and its OpenGL context */
    window = glfwCreateWindow(640, 480, "Hello World", NULL, NULL);
    if (!window)
    {
        glfwTerminate();
        return -1;
    }

    /* Make the window's context current */
    glfwMakeContextCurrent(window);

    /* Loop until the user closes the window */
    while (!glfwWindowShouldClose(window))
    {
        /* Render here */

        /* Swap front and back buffers */
        glfwSwapBuffers(window);

        /* Poll for and process events */
        glfwPollEvents();
    }

    glfwTerminate();

    return 0;
}

※ cygwin のコンパイルで重要なのは、リンクライブラリーとして、glfw3、opengl32、glu32、gdi32 を加える事です。

さて、ゲームなどで必要なのは、サウンド、スレッド、画像の読み込み等ですが、GLFW のポリシーでは、「これをフレームワークに含め無い方が良い」との考えのようです。

自分もそう思います、自分は、以下のように解決しています。
・サウンド ---> OpenAL を使うのが良いでしょう～
・スレッド ---> POSIX のスレッド pthread を使う。（OS-X、Linux、mingw では標準です、VisualStudio を使う場合は、pthread-win32 ライブラリーを使います）
・画像 ---> libpng、などを使えば良いし、読み込みをサポートするライブラリーやソースは沢山あるので、自分に合った物を選べば良い。

「gl_fw」（紛らわしいけど、GLFW を知る前からなので・・・）の改修が終わったら、またブログを書きます。
※gl_fw は、C++ を使ったフレームワークで、サウンド（単音、ストリーム）を扱うクラス、画像ファイルを単一的に扱うクラス、フォント（漢字）、GUI、などそこそこ高機能な物です。
ソースコードは、~~テストが済み次第取得できるようにしますが、興味のある人は連絡下さい～~~
githubから取得出来ます。
※glfw3には、ドロップファイルを受け取る改修をしています（windows版のみ）、Libraries にlibファイルとヘッダーを用意しています。

RVF/RC45 blog

ＡＫＩ－ＲＸ６２でＭＰ３再生（ＶＳ１０６３ａ）

ＡＫＩ－ＲＸ６２に、ＲＴＣ（Ｉ２Ｃ）を接続する

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