今日はほとんどデバッグできなかった…。というのも、デバッガが絶不調。
書き込み→デバッグ→問題発見、とりあえず停止
その後、同じプログラム(すなわち再書込なし)で起動→冒頭からエラー→よく見るとフラッシュのデータが壊滅！
なんで？？？？？？
まだ書き換え回数は多くて数百回。typicalでは10万回書き換え対応だからまだまだいけるはずなんですが…。しかも大規模マイコンの場合、簡単にデバイスの入れ替えができない(配線量が多い、単価も高い)というわけで、困ってしまいました。
藁にもすがる思いで、フラッシュテスト(下記コマンド)をした後、 avr32program flashtest -e -finternal@0x80000000 own_address
とりあえず、デバッグは復活したぽいですが…。まあとにかく、これに時間を取られすぎてやる気を無くしてしまったので、今日はこれまで。
ふぅ…。
なんとかメドが立ちました。
HOS側でEVBA(例外割り込みベクタテーブル)全体をオリジナルに書き換え、独自の例外機構を扱うように変更しました。
まだ不安要素や未実装がありますが、とりあえず公開。HOS本体はオフィシャルの方から入手する必要があります。対応バージョンは HOS v4 1.02 です。
hos-v4_102_avr32_support.zipをダウンロード (2次配布は禁止させていただきます)
このzipには以下のファイルが含まれます。
このHOSを利用するだけ(コード訂正しない)ならば、本体のinclude以下のファイルと、上記zipのinclude以下をマージしてAVR32のツールチェインの所に入れます。僕はkernel.hとかを標準のinclude先に混ぜてしまうのが嫌なので、
C:\Program Files\Atmel\AVR Tools\AVR32 Toolchain\avr32\include\hos-v4\include\...
にコピーしました。代わりに、AVR32Studioのプロジェクト設定でPathsに
${AVR32_HOME}/avr32/include/hos-v4/include
を追加する必要があります。
あとは toolchain/avr32/lib にライブラリファイル(dwarf-2形式デバッグ用 libh4avr32d.a、デバッグ情報なし libh4avr32.a)をコピーして完了です。
★割り込みの扱いについて
割り込みは本来の2048通り分岐を捨て、グループ毎の分岐としました。最大64通り。実際に使用されるグループはずっと少なく、AT32UC3B0256ならば 0～17 です。
割り込みの使用方法はできるだけHOS、というかμITRONの標準仕様に合わせるようにしました。詳しい方法は以下のリファレンスを参照してください。
●AVR32対応コードリファレンス
void set_sleep_function(FP pfn)void set_supervisor_call(FP pfn)void set_interruptc_base(VP base)ER def_inh(INTNO intno, T_DINH *pk_dinh)ER def_exc(EXCNO excno, T_DEXC *pk_dexc)HOS_MAX_INTNO(?)HOS_MAX_EXCNO(28)ざっとこんなもん。例外の発生、割り込みの発生、タスクスイッチングについては確認済み。ただ例外あたりはまだバグがありそう。スーパバイザーコールに至ってはまだ確認もしてません(汗)。いや、まぁ、使わないし。
つっこみ、改善提案歓迎です。
さて、今回はHOS(Hyper Operating System)の移植のお話。
HOSはμITRON準拠のリアルタイムカーネルOSで、すべてCで記述されており、アーキテクチャ依存の部分だけを切り離してCやアセンブラで記述できるようになっています。H8等のマイコン用にはすでにアーキテクチャ依存部が存在しますが、avr32のは無かったので、自分で書きました。
タスクのスイッチングの所は全く問題ありませんでしたが、問題は割り込みです。
AVR32では、割り込みが計64グループ×32要因の2048通りもあります。そして、標準ランタイム(libc.a)にある割り込み処理ルーチン(interrupt.o)では、この全ての割り込みについてテーブルを用意しようとします。テーブル1要素が8バイトで、2048×8＝16kB。すなわちAT32UC3B0256ならば、内蔵SRAM(32kB)の半分を割り込みテーブルに取られます(笑)。んなアホな。
なお、実際に実装されている割り込みは38要因なので、非常に無駄が多いことになります。
解決策を考え中…。
(3) SPI通信
次はSPI通信のテスト。最初はSPIモジュールでやってみます。USARTをMSPIモードで動かすやり方は次回。
まずは1バイトずつの転送。単純な方法。
// pin configuration
AVR32_GPIO.port[0].pmr1 = (1<<17)|(1<<18)|(1<<19);
AVR32_GPIO.port[0].gperc = (1<<16)|(1<<17)|(1<<18)|(1<<19);
// SPI configuration
AVR32_SPI.mr = 0;
AVR32_SPI.MR.mstr = 1;
AVR32_SPI.MR.modfdis = 1;
AVR32_SPI.MR.pcs = 0;
AVR32_SPI.MR.dlybcs = 250;
AVR32_SPI.CSR0.ncpha = 1;
AVR32_SPI.CSR0.scbr = 250;
AVR32_SPI.CSR0.csnaat = 1;
AVR32_SPI.CSR0.dlybct = 10;
// enable SPI
AVR32_SPI.cr = (1<<AVR32_SPI_CR_SPIEN);
while(1)
{
while(!AVR32_SPI.SR.tdre);
AVR32_SPI.tdr = 0x55;
AVR32_SPI.rdr;
while(!AVR32_SPI.SR.tdre);
AVR32_SPI.tdr = 0xaa;
AVR32_SPI.rdr;
}
接続は
・NPCS0(PA16) → CS#
・SCK(PA17) → SCK
・MISO(PA18) → MISO
・MOSI(PA19) → MOSI
としました。0xaaと0x55の繰り返しをオシロで確認。
次に、PDC(DMA)を使用した非同期一括転送。
char t[256];
int i;
while(1)
{
for(i = 0; i < sizeof(t); i++) t[i] = -1;
AVR32_PDCA.channel[0].mar = (unsigned long)t;
AVR32_PDCA.channel[0].psr = AVR32_PDCA_PID_SPI_RX;
AVR32_PDCA.channel[0].tcr = sizeof(t);
AVR32_PDCA.channel[0].marr = 0;
AVR32_PDCA.channel[0].tcrr = 0;
AVR32_PDCA.channel[0].MR.size = 0; // byte
AVR32_PDCA.channel[0].CR.ten = 1;
AVR32_PDCA.channel[1].mar = (unsigned long)t;
AVR32_PDCA.channel[1].psr = AVR32_PDCA_PID_SPI_TX;
AVR32_PDCA.channel[1].tcr = sizeof(t);
AVR32_PDCA.channel[1].marr = 0;
AVR32_PDCA.channel[1].tcrr = 0;
AVR32_PDCA.channel[1].MR.size = 0; // byte
AVR32_PDCA.channel[1].CR.ten = 1;
while(AVR32_PDCA.channel[0].tcr > 0);
}
コードは単純転送のwhileループの部分を上記のように変更。
思ったよりすんなり出来ました。注意点として、SPIでは送受信が必ず同時に行われるので、受信のみは不可であること。つまり、RX側の設定だけしてPDCを有効にしても、全く進まない。TX側も合わせて使って初めてクロックが生成されます。なお、データ受信が必要ない場合にTX側だけを使うのは問題なし。
なお、SDカードのセクタ読み出しなどでは、クロック生成の為の送信データは無難な 0xff などを利用する場合が多いと思われます。この場合、0xff で埋めたバッファを別に用意しても良いですが、メモリがもったいないので、受信バッファと共用できます。上の例がそうです。バッファtを送信データ(0xff = -1)で埋め、TX側・RX側の両方でMARに設定します。
こうすることで、0xff を送信しつつ、ひとつのバッファで処理できます。なお、PDCの優先度はRX＜TXでもRX＞TXでも大丈夫なようです。
今日はこの辺まで。
まぁ、こうなると思って名前に「ぼちぼち」と入れておいた訳で…実に5ヶ月ぶりの更新です。
さて、MP3プレイヤー計画については、AT90USBの導入を検討していましたが、最近になって32bitAVRでも良いかな、なんて考え始めました。
というのは、AT90USBとAVR32を比べると、ペリフェラルの充実度ではAVR32に軍配、消費電力ではおおよそ対等、プログラム容量やメモリ容量ではAVR32に軍配、と、AT90USBを採用する理由が無くなってしまったからです。
唯一の欠点といえば、AVR32はISPによる書き込みが出来ない(＝JTAGツールが必須となる)ことですが、僕はJTAGICEmkIIを大枚はたいて買っちゃったので(笑)、そこんとこもクリア。
てな訳で、AVR32の評価です。国内ではまだUCシリーズの使用レポートが見あたらないので、このブログが最初なのかもしれません。データシートだけではいまいち分かりにくい所・使用上の注意点を挙げていきたいと思います。
使用デバイス：AT32UC3B0256-A2UT (約1,500円＠Digi-Key)
(1) 電源
まず電源について。今回はUSBの5V→TA48033F→(3.3V)→VDDIO, VDDIN とし、コア電源はマイコン内部のレギュレータを使用して VDDOUT→(1.8V)→VDDCORE としました。
なお、アナログは使わないので、VDDANA, ADVREF共に3.3Vに接続。
また、電源ラインにはテスターを入れています(写真左)。これはオススメ。出力ピン短絡などのアクシデントにいち早く気づけます。マイコン単体のテストで、プログラムが空の時、5mA前後でした。もちろんピン入出力の設定をいじっていないので、マイコン本体に指を近づけると変動します。
(2) クロック
XIN1, XOUT1に12MHzの3本足セラロックを接続。これをPLLで50MHz程度にして使用したい…が、上手く行きません。
PLLの設定方法がまずいようです。LOCKしてくれない。
うーむ。さっそく問題がでてきました。
なんのこっちゃ、VDDPLLが未接続(笑)。VDDPLLをコア電圧1.8Vに接続したところ、すんなり動きました。
// pull-up enable
AVR32_GPIO.port[0].puer = 0xffffffff;
AVR32_GPIO.port[1].puer = 0xffffffff;
// clock setting
// CPU : PLL0(source:OSC1)
// enables OSC1
AVR32_PM.OSCCTRL1.startup = 2; // about 1ms
AVR32_PM.OSCCTRL1.mode = 7; // crystal (>=8MHz)
AVR32_PM.MCCTRL.osc1en = 1; // enable
while(!AVR32_PM.POSCSR.osc1rdy);
// enables PLL0
AVR32_PM.PLL[0].pllcount = 32;
AVR32_PM.PLL[0].pllopt = 3; // wide-band, fVCO/2, fVCO<180MHz
AVR32_PM.PLL[0].pllosc = 1; // source is OSC1
AVR32_PM.PLL[0].pllmul = 4; // x5
AVR32_PM.PLL[0].plldiv = 0; // x2 (-> fVCO=120MHz)
AVR32_PM.PLL[0].pllen = 1; // enable
while(AVR32_PM.POSCSR.lock0 == 0);
// change CPU clock
AVR32_PM.MCCTRL.mcsel = 2; // use PLL0
なお、上記コードにあるように、全てのピンのプルアップを有効にしてフローティングしないようにし、PLLで60MHzを生成して動作クロック(CPU,HSB,PBA,PBBすべて)として使用したところ、消費電流は18.9mAとなりました。
