カテゴリー: MCU：マイコン

前回、初心者が起こしがちなRL78/G10ソフト開発時の2つのつまずき

• 第1つまずき：CS+設定パラメタの多さ
• 第2つまずき：サンプルソフトが実務ソフトにそのまま使えないこと

を示し、第1の対策に、パラメタ設定を示しました。今回は、第2つまずき具体例と、弊社テンプレートの対策を示します。

R01AN2668JJ0100をC言語へ

サンプルソフトは、RL78/G10初期設定CC-RL R01AN2668JJ0100（アセンブラ記述）を、C言語で書直したものを使います。2015年6月時点で、適当なC言語サンプルソフトが見当たらないからです。

処理概要を示します。

前回作成したソースコードは、メイン処理に何も追加していないものに相当します。これに、アプリケーションノートPage23の図4.5 メイン処理フローチャートに沿ってC言語でSW入力とLED出力処理を追加したものが下記です。

Cソース追加後、コンパイル：F7 → ボードダウンロード：F6 → 実行：F5を行いQB-R5F10Y16-TBボードで動作させてください。アセンブラ記述と同じSWを押すとLED1（黄）が点灯し、離すと消灯の動作がボードで確認できます。

サンプルソフトに処理追加

このサンプルソフトに、さらに別処理を追加することを考えます。例えば、圧電サウンダを1秒毎にピッと鳴らすなどです。実務ソフトでは、良くある事柄です。

QB-R5F10Y16-TBボードに圧電サウンダを追加するのは面倒ですので、代りにボードのLED1を1秒毎に点滅させる処理を追加します。もちろん、実装したSWとLED1点灯サンプルソフト処理は、そのままで追加します。

LEDを1秒毎に点滅させるフローチャートは、下記です。問題は、実装済みサンプルソフトに、これをどうやって追加するかです。

サンプルソフト問題点：処理追加が困難

マイコンで複数の処理を行う方法、それは「時分割処理」です。オペレーティングシステム：OSを使ったとしても、この時分割処理の手法は同じです。
ある時間は処理1を、別のある時間は処理2を、別けて実行するのが時分割処理です。この分割を、早く細かく行うことで処理を仮想的に並列実行します。イメージとしては、こんな具合です。

サンプルソフトは、「1つのサンプル処理」を説明するためのソフトです。従って、別処理追加の必要がありません。これが、サンプルソフトが時分割処理を持たない理由です。
サンプルソフトが実務ソフトとしてそのまま使えない理由も、この処理追加の概念が無いからです。
実務ソフトは処理が複数あり、かつ、処理の追加/削除が発生するので、処理の独立性や、追加/削除が容易なことが求められます。

実務ソフトの骨組マイコンテンプレート

マイコンテンプレートは、この時分割処理と、処理独立、追加/削除が容易となる仕組みを持っています。
テンプレートに組込んだフローチャートは下図になります。青がテンプレートです。

テンプレートでは、サンプルソフトのSW入力とLED出力も時分割起動します。これは、SWチャタリング対策を行うためです。この対策後のSW状態をSW1_RAMへ保存し、LED出力は、このSW1_RAM値でON/OFF制御します。
SW1_RAMを使うことで、処理独立性が高まります。例えば、LED点灯の代わりに、ブザー音出力などの追加/変更も簡単になります。出力側を変更しても、SW入力側の処理は変わりません。

複数処理と処理独立性を提供する実務ソフトの骨組がテンプレートです。
例えると、パソコンのランチャーソフトに近いです。ランチャーは起動のみですが、テンプレートは、さらにランチされたアプリケーション同志がRAM経由で情報をやり取りすると思ってください。

テンプレート応用例：シンプルテンプレート

簡単なテンプレートの応用例として、ここで示したSWとLEDの実務ソフトをシンプルテンプレートと名付けRL78/G1xテンプレートに添付します。
※シンプルテンプレートは、全ての弊社テンプレートに添付しており、各マイコン対応のCPUボードでハード追加なしに動作します。

テンプレートを使えば、第2のつまずきも回避できます。サンプルソフトを見つけ、テンプレートへ必要部分の処理を肉付けし、RAMを処理間に使えば、拡張や変更に対応できる実務ソフトが完成です。

テンプレートを使ったアプリケーションの開発方法は、コチラのページにも詳しくまとめていますので参考にして下さい。

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RL78/G10テンプレート開発の2回目は、サンプルソフト問題対策としてテンプレートの仕組みを示しました。
次回は、小ピンマイコンRL78/G10特有の問題、RL78/G13やG14と比較するとROM/RAMが少ないことへのテンプレート対処を示します。

数回に分けて、RL78/G10テンプレート開発の経緯を、「初心者向け」に示します。あえて初心者向けとしたのは、テンプレートを開発・販売してきて、初心者～中級者向けに作ったテンプレート付属資料が、初心者の方には、多少解りにくい箇所があったことの反省に基づいています。

1回目は、RL78/G10とCC-RLコンパイラのC言語ソフト開発で、CS+ for CC設定とユーザ処理を何も追加していない時のソースコード、QB-R5F10Y16-TBボード動作を示します。

テンプレートご購入者様は、ブログを参照済みですから、この初心者内容をご理解頂いた上で、付属資料をご覧になれば、解りにくさが解消されると思います。最終回後には、RL78/G10が加わったRL78/G1xテンプレートを発売しますので、ご検討いただければ幸いです。

中級以上の方々にとってもお役立てばうれしいのですが、蛇足になる可能性が大です…＿|￣|〇。

RL78/G10特徴

RL78/G10は、ルネサススタープロダクトで入手性も良く、低価格高性能な汎用マイコンです。小ROM/RAMで10/16ピン構成、ADCやUARTなど内蔵回路も少ないので把握し易いでしょう。評価ボードも安く、RL78マイコンに興味がある方やIoTセンサマイコンなどに適しています。

開発環境CS+ for CC設定

RL78/G10をCS+のCC-RLコンパイラを使い、QB-R5F10Y16-TBボードとE1使用時のCS+設定を示します。
この組合せが、最も標準的な開発環境です。

1. CS+ for CCのスタート（S）を押して、新規R5F10Y(10pin)プロジェクトを作成し、デバッグツールからE1を選択します。最初に、E1のプロパティを矢印に設定します。

   

2. CC-RL（ビルド・ツール）のプロパティを矢印に設定します。CC-RL V1.01.00時です。改版で変わる可能性もあります。

   

3. コード生成の周辺機能＞共通／クロックを選択し、端子割当て、クロック設定、オンチップ・デバッグ、リセット要因設定を矢印に設定します。RL78/G10の標準的な設定です。

   

4. ウオッチドックタイマとセレクタブル・パワーオン・リセットを矢印に設定します。E1でデバッグする時の設定です。

   

5. 使用QB-R5F10Y16-TBボードに合わせてポート機能を矢印に設定します。

   

ここまでの設定後、「コード生成する」をクリック → ビルド：F7 → ボードダウンロード：F6 → Run：F5してください。
何も処理を追加していませんので、QB-R5F10Y16-TBはPOWER LED（赤）のみが点灯し、ソースコードの無限ループが実行され続けます。

マイコンソフト開発とは、この無限ループに必要な処理を追記することです。ユーザ処理を何も追加していない開発環境を動かすだけで多くの設定が必要なことが判ります。

マイコンテンプレートの利点

マイコンソフト開発には、2つの要素が必要です。1つが、ソフトそのものの開発能力。もう1つが、開発環境IDE：Integrated Development Environmentの設定能力です（RL78/G10の場合は、上記CS+ for CC）。

ソフト開発能力は、アプリ構成や処理手順などを開発するもので、マイコン機種の依存性はありません。一方、開発環境は、マイコン機種やコンパイラ、デバッグツールなどにより様々に異なります。

初心者やマイコン機種変更時に手間取るのは、むしろこの開発環境設定の方です。ソフト開発に早く着手したい時に設定に手間取ると、せっかくのアイデアやひらめきも、スタートでつまずいてしまいます。

環境設定は、デフォルト設定で動くか、またはダイアログなどを使って簡単に設定、できれば自動的に整うのが理想です。しかし現状のIDEは、多くのプロパティ＝パラメタで全ての設定に対応する方式のため、簡易ダイアログは使えず、結果、パラメタ設定を１つでも間違うと不具合が生じます。

マイコン理解が深まると、環境設定も自然にできるようになります。これは、卵と鶏の関係と同じです。どちらも必要ですが、理解に手間取って開発が遅れるよりは、早く成果物ソフトを得たいと思うのは当然です。
CS+ for CC設定の多くは決まり文句ですが、マニュアルをリードして初心者がこれを一発で設定できるかは疑問です。多くの場合は、つまずいてしまうでしょう。

サンプルソフトを使うと、最初のつまずきが多少解消されますが、複数の処理を組合せる実務ソフトには、サンプルソフトはそのままでは使えません。これが、第2のつまずきの原因です。

マイコンテンプレートは、これらの対策に、開発環境設定のパラメタが済みで、複数処理が並列実行できる実務ソフトの骨組を提供します。この骨組に、サンプルソフト流用や自作ソフトを肉付けすれば、成果物が出来上がります。テンプレートには、複数の肉付けを簡単に追加できる工夫が初めから備わっています。従って、つまずくことなく、ソフトそのものの開発に労力を割くことができる、これがテンプレートの利点です。

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誤解を恐れずに言うと、「ソフト開発に必要な理解項目 ≦ 開発環境のパラメタ設定に必要な理解項目」、です。ソフト開発をしていけば、自然に理解項目が増えていきますが、最初は少ないでしょう。
ボードも含めた開発環境があるのなら、ボードを使ってデバッグしながら徐々に理解項目を増やせば良いのです。ところが、開発環境を初めて動かすのに結構な理解項目が必要なこと、これが、マイコン開発の敷居を高くしている原因です。

ソフトの開発能力と、開発環境の設定能力は、（多少は関係しますが）別です。開発環境は、慣れの問題です。EclipseベースIDEは、この問題を解決する1方法です。弊社マイコンテンプレートは、RL78/G1x以外にも3種のマイコン対応テンプレートを提供中です。ご検討ください。

RL78-S1コアのRL78/G10をRL78/G1xテンプレートに追加すべく開発中です。CC-RLとRL78/G10開発時にのみ発生する問題の対処方法を示します。

デバッグ・モニタ領域設定

CC-RLコンパイラを使ったRL78/G10開発時のみ、デバッグ・モニタ領域設定をハイにする必要があります。これをデフォルトのイイエとすると、ダウンロード時、下記エラーが発生します。

エラー(E0204001) : ダウンロードに失敗しました。
オンチップ・デバッグで使用する予約領域への書き込みはできません。

CA78K0Rの場合や、RL78/G13やRL78/G14でCC-RLを使う場合は、デフォルトのイイエのままでビルド＆デバッグ・ツールへダウンロード（B） F6が可能です。