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CubeSuite+が2つのCS+へ分離

2014年10月5日 WithHappy

10月1日発行のRunesas Tool Newsによると、CubeSuite+が、新しい製品名CS+になり、バージョンがV3.00.00となりました。同時に各種ツールもバージョンアップされましたので、マイナーチェンジではなく、フルモデルチェンジ相当の変更です。

この新CS+で販売中のRL78/G1xテンプレート動作の確認を行い、問題なく動作しました。また、これを機にテンプレートの動作環境を見直し、従来の「市販CPUボード4種＋ブレッドボードに外付けハード」から、「推薦評価ボードと市販CPUボード4種」の構成に変更します。

新CS+の構成

CS+は、78K、RL78、V850開発用の「CS+ for CA, CX」と、RX、RH850開発用の「CS+ for CC」の2つのIDEに分割されました。アップデートは、旧CubeSuite+のアップデート・マネジャで行えますが、RL78開発をする方は、「CS+ for CA, CX」のみをUp対象にし、使わないRXやRH850用のツールは、統合アンインストーラで削除すると、より少ないディスク容量で環境構築ができます。

ニュースには様々な変更内容が記載されていますが、私はCS+ for CA, CXが、旧CubeSuite+と同じに見えました。IDEの2分割と既知の問題修正で、新バージョンの3にしたと思います。対応マイコン種類が増えたので小回りが利くように分割し、今後は、各IDEで個々にUpする方針だと推測します。

新CS+での動作確認

前回Up時に発生したコード生成パラメタが新環境へ引継がれないという不具合もなく、Win7/8.1ともに、あっさりと新CS+ for CA, CXを使ってコード生成→プロジェクト再ビルド→ダウンロード→実行確認に成功しました。

但し、CS+起動時、セキュリティソフト（Avast）が無用なファイル解析をしてCS+の起動が遅くなるのは、私の環境だけの問題でしょうが…。

RL78/G1xテンプレートの動作環境

これまでは評価ボード：RL78/G13 Promotion Board（RL78/G13スタータキット）にLEDやSW、LCDなどをブレッドボードで外付けし、動作環境を作っていました。この方法は、テンプレート購入者様がブレッドボードにハードを追加する手間が必要で、結線ミスなどが発生することがありました。

この手間を省くため、LPC111xやLPC8xxテンプレートでは、評価ボードとLCD等が実装済みのBaseBoardを使い、極力配線なしでテンプレート動作環境を構築しました。

RL78/G1xテンプレートでもRL78/G13推薦評価ボードをテンプレートの主動作環境とします。そして、RL78/G13 Promotion Board、RL78/G14 Promotion Board、QB-R5F100LE-TB、QB-R5F104LE-TBの4種CPUボードは、ボード実装のLEDを1秒毎に点滅させるシンプル動作のテンプレートを実装します。

つまり、RL78/G13推薦評価ボード：BlueBoard-RL78/G13_64に色々な機能を追加したメニュードリブンテンプレートを、それ以外のCPUボードはシンプルテンプレートを適用したものをパッケージ化し、これをRL78/G1xテンプレートVersion 3（第3版）とします。

BlueBoard-RL78/G13_64は3800円ですので、CPUボードにLCDやSW、UARTドライブなどをブレッドボードで追加するよりも安価にテンプレート動作環境が構築できます。

既にRL78/G1xテンプレート第2版をご購入済みの皆様は、第2版のBlueBoard-RL78/G13_64サブプロジェクトは、第3版と同じです。その他CPUボード対応のサブプロジェクトが、LEDの1秒点滅のみに変更（簡易化、単にLEDドライバのみ実装に変更）されたと考えて頂ければ間違いありません。近日中に、RL78/G1xテンプレート第3版発売を発表する予定です。

LPCXpresso_7.4.0リリースとデバッガ接続トラブル

2014年9月28日2014年10月29日 WithHappy

9月16日、LPCXpressoの最新版LPCXpresso_7.4.0_229がリリースされました。販売中のLPC8xx、LPC111xテンプレートともに、最新版で動作確認完了しました。しかし、デバッガ接続時、注意することがあります。

デバッガ接続時のトラブル

デバッガ接続時、以下のエラーメッセージが表示されGDBへ接続できません。

これは、セキュリティソフトAvastが原因で、以下の方法で回避できます。

Avastの「常駐保護を無効にするに設定」（10分間～再起動まで停止は任意）すると、これまでの旧版LPCXpressoと同様デバッガに接続できます。Avastバージョンは、2014.9.0.2021です。

トラブル発生の開発環境は、Windows7 Ultimate 64/32ビット、Windows8 Pro 64ビットです。他のセキュリティソフトでも同様のトラブルが発生する可能性がありますので、ご注意下さい。これは、Avast側のバージョンアップで発生しなくなる可能性もあります。

セキュリティソフト、結構やっかいな相手です。

PS: Welcome画面、旧版LPCXpressoは、CloseしてもOKでしたが、新版はCloseするとIDEがダウンします。Welcomeは表示し続ける必要がありそうです。

ARM Cortex-M0+マイコン Kinetis Eシリーズの特徴

2014年9月24日2014年10月29日 WithHappy

2014年末発売予定のfreescale Kinetis EテンプレートのマイコンKE02Z64xx4の特徴と評価ボード、開発環境を示します（発売済みテンプレート一覧はコチラ）。

5V Cortex-M0+ マイコン：MKE02Z64xx4仕様（一部抜粋）

動作電圧	2.7～5.5 V （ワイドレンジ電源電圧）
ARMコア	Cortex-M0+/40MHz Single cycle 32-bit x 32-bit multiplier Single cycle fast I/O access port
メモリ	ROM:64KB EEPROM:256B RAM:4KB
アナログ入力	12-bit SAR ADC Two analog comparators
通信	Two 8-bit Serial Peripheral Interfaces (SPI) One I2C modules Three UART modules
タイマ	One 6-channel Flex Timer/PWM (FTM) Two 2-channel Flex Timer/PWM (FTM) 2-channel Periodic Interrupt Timer (PIT) Real time clock (RTC) System tick timer One watchdog module
GPIO	57
価格	300円程度、DigiKey調べ（2014年9月時点）

評価ボード：FRDM-KE02Z40M

搭載マイコン	MKE02Z64VQH4
ボード実装回路	10MHz水晶発振子 3色LED 3軸加速度センサタッチパッドスライダ赤外線センサ温度センサ
デバッグIF	OpenSDA
価格	1500円程度、DigiKey調べ（2014年9月時点）

※この評価ボードへ、LPC8xxやLPC111xテンプレートで使ったBaseBoardのUARTドライバやLCDを接続予定です。

開発環境：IDE

統合開発環境IDEは、CodeWarrior：CWと、Kinetisシリーズ専用のKinetis Design Suite：KDSの２つあります。サンプルソフトが豊富で参考情報も多く、歴史が古いのがCWで現版数10.6。Kinetisシリーズ以外の5種freescaleマイコン開発もできます。インスト後、30日間は容量制限なし、有償登録しない場合は、~~256KB~~128KBの制限付きになりますが、Kinetis開発には問題なしです。

今年夏、新規開発されたKDSは、ARM Cortex-M0+マイコンKinetisシリーズ専用で、現版数1.1.1です。freescaleは、今後、CWからKDSでKinetisシリーズをサポートするとアナウンスしています。

どちらのIDEも、eclipseベースです。Processor Expert：PEと呼ばれる強力なAPI生成ツールがプラグインされており、このPEを使うと、素早く移植性の高いソフトが作れそうです。ルネサスCubeSuite+のコード生成ツールと似ています。

両者をサラッと使ってみた結果、現段階では、サンプルソフトや有用な情報も多いCWをテンプレート開発に使います。開発マイコンをKinetisのみにしてインストールすると、KDSと同程度のプログラムサイズになります。KDSには、豊富なCWサンプルプロジェクトをKDS用へ変換するマニュアルがあるのですが、私は上手く変換できなかったため、現版KDSは、使うのを断念しました。

Kinetis Eテンプレート開発ポイント

Kinetis Eシリーズは、「ARM Cortex-M0+コアで5V動作」する業界初のマイコンです。入手性が良く、低価格、評価ボードの豊富な実装回路も魅力です。PEを上手く使って、移植性に富んだKinetis Eマイコン向けテンプレートを開発したいと思います。

ポイントは、この「Processor Expert：PEの効果的活用」です。このあたりは、追々本ブログにノウハウ等を記事にする予定です。

NXP ARMコアマイコン利用メリット検証（その２）

2014年9月20日2014年10月29日 WithHappy

ARMコアマイコン利用メリット検証の2回目は、テンプレート開発で気がついたCortex-M0+とM0の差分を示します。

GPIOセット/クリアレジスタの有無

32ビットマイコンのCortex-M0/M0+は、GPIOレジスタに対して、ビット単位のセット/クリア処理が必要です。レジスタのビット位置が、IOピンの操作に対応しており、ピン単位の入出力方向や初期値設定を行うからです。

後発のCortex-M0+のLPC820には、GPIOポートセットレジスタ:SET0、クリアレジスタ:CLR0、トグルレジスタ:NOT0が追加されました。これらは、先に開発されたCortex-M0のLPC1114にはありません。

これら追加レジスタを使うと、特定ビットを変更するビット演算時に、ソフト記述が簡単です。例を示します。

ARMマイコン	Cortex-M0+ / LPC820	Cortex-M0 / LPC1114
ビット演算例
説明	ビットクリア、セットともにビット演算子「\|=」を使う	ビットクリア時は、演算子「&=~」、ビットセット時は、演算子「\|=」を使う

このように、LPC820は、同じオペランド「|=」を使って、ビット単位のセット/クリア/トグルを表現できます。一方、LPC1114は、セット時は「|=」、クリア時は、「&=~」を使い分ける必要があります。

これらレジスタは、Cortex-M0+の特徴の1つ、「Single-cycle fast I/O access port」の実現手段かもしれませんが、ここでは、ソフト記述の容易さに着目して差分を説明しました。

I2C APIの差

これは、前回記事に記載したように、LPCOpen版数の差に起因していると思いますので、簡単に現状での差分を示します。

ARMマイコン	Cortex-M0+ / LPC820	Cortex-M0 / LPC1114
I2C APIマスタライト例

主観評価

販売中のテンプレートで使った差分を示しました。これ以外はそのまま使えるので、差分がデメリットになるほど労力がいらないこと、後発マイコンCortex-M0+には、ソフト記述が容易になるようなレジスタが追加されたことがお判りになったと思います。

つまり、GPIOの場合、Cortex-M0からM0+への移植：ポーティングは、LPC1114でポート番号が0～3あったものが、LPC820では0のみになったことに注意すれば、殆どそのまま使えます。但し、新たに追加されたGPIOセット/クリア/トグルレジスタを活用すれば、より簡単にソフトが記述できます。LPC8xxテンプレートも、これらレジスタを活用しています。

新しいCortex-M0+マイコンほど、よりソフト開発が容易なっていると言えるでしょう。

NXP ARMコアマイコン利用メリット検証（その１）

2014年9月11日2014年10月29日 WithHappy

ARM Cortex-M0搭載のLPC111xテンプレート発売で、同一ベンダNXPでのARMコアCortex-M0+からCortex-M0へのテンプレート移植が完了しました。そこで、NXP ARMコアマイコン利用のメリット/デメリットについて、数回に分けて示します。

NXP Cortex-M0+マイコンのテンプレート移植

同一ベンダのCortex-M0/M0+ソフトの差

一言で言うと、NXP Cortex-M0/M0+のソフト差は、殆どありません。ルネサスのRL78/G13（S2コア）とRL78/G14（S3コア）と同じ程度と言えば、RL78/G1xユーザには判っていただけるでしょう。

差がある箇所（概要）

アナログ入力は、コンパレータとADCで内蔵周辺回路が異なるため、制御ソフトは異なります。

一方、内蔵周辺回路名が同じでも、後発のLPC820では異なるものがあります。LPC820のGPIOクリアレジスタがそれで、LPC1114にはありません。これは、ソフト記述がより簡単になるように専用レジスタが追加されたと推測します。

また、テンプレートではLPCOpenライブラリの版数が異なるため、I2C関連のAPIも異なります。これは、版数が同じになれば、同一APIになると思います。敢えて、異なるAPIにする意味はないためです。対策に変換関数を自作すれば済むことですが、一方に合わせずに素のAPIをそれぞれのテンプレートに使いました。

これら差分箇所は、次回以降、詳細に示していきます。

一致する箇所

マイコンコア制御、つまりCMSISライブラリに相当する部分については、APIレベルで一致します。従って、Cortex-M0+とCortex-M0のARMコア差はソフトでは見えなくなります。

主観評価

半導体は、ムーアの法則にしたがって、微細加工とハード集積化が進みます。マイコン半導体ベンダは、市場が、動作電圧や、周辺回路などのハード互換性要求が強いため、これまではこのムーア則を、主としてハード低価格化、利益増加へ使っていたと思います。

しかし、徐々にソフト開発の要求も、この法則へ適用しつつある気がします。例えば、LPC820のGPIOクリアレジスタ追加や、ROMライブラリ追加などがそれです。これらハード追加により、従来ソフトがそのままでは使えませんが、同じ機能を、より高速、かつ簡単なソフト記述でできます。

ARM Cortex-M0+のLPC8xxシリーズは、Cortex-M0のLPC111xシリーズよりも後発であるため、これらの恩恵を受けて、より効率的なソフト開発ができます。また、従来Cortex-M0ソフト資産を活かしてM0+へ移植する際も、少ない手間でポーティングできるでしょう。

ARMコア利用メリットは、後発ハードの性能向上、既存ソフト資産の継承のし易さ、これら両者がもたらす「確実な処理能力の向上」にあると思います。機種が異なるマイコンへのソフト移植は、処理能力が本当に向上するか否かは、実際に開発完了するまでは「賭けの要素」もありました。

しかし、少なくともARMコアを使う限り、この「掛けのリスク」がかなり減るということを、今回のテンプレート移植は、M0+からM0という時間を逆に遡る方向でしたが、実感しました。

本記事は、同一ベンダNXPのARMコア利用のメリットを概観しました。デメリットに相当する差分の詳細は、次回以降に示します。また、別ベンダで同一ARMコアのテンプレート移植例として、freescaleのKinetis Eシリーズ/Cortex-M0+で評価します。

LPC111xテンプレート発売

2014年9月6日2014年10月29日 WithHappy

ARM Cortex-M0 LPC111xテンプレート発売開始

Cortex-M0搭載のLPC111xテンプレート（LPCOpenライブラリ版）を￥1000（税込）で販売します。テンプレート概要と仕様は下記です。

テンプレートは、LED出力とSW入力のみを組込んだ「シンプルテンプレート」と、組込み必要機能をほぼ全て盛込んだ「メニュードリブンテンプレート」の2つセットで、もくじ内容の説明資料添付で￥1000です。

購入ご希望の方は、メール（宛先:info@happytech.jp)にてお知らせください。銀行振込口座を返信いたしますので、税込代金￥1000円を振込でください。入金確認後、全説明ページとテンプレートプロジェクトをメールにてお送りします。後は、ご自由にテンプレートへ変更や修正を加えて頂いて、LPC111xx習得や、本来のアプリ開発に役立てて頂ければ幸いです。

「シンプルテンプレート」は、LPCXpressoプロジェクトファイルで、LED出力とSW入力のみの機能をプログラム済みです。

「メニュードリブンテンプレート」は、シンプルテンプレートにADC、I2C EEPROM、LCD、UARTなどの組込みマイコンに必要な機能をほぼ全て実装したテンプレートです。

どちらのテンプレートもLPCXpressoLPC1114評価ボード（NXP製）とmbed-Xpresso BaseBoard（NGX Technologies製）を接続し、動作確認済みです。PC接続のメニュードリブン方式のため、関数単位で移植性が高いソフトです（もくじP1動作中の写真、P5ファイル一覧、P11ハードウエア構成などを参照）。

テンプレートは、NXP/ARM社提供の最新版LPCOpenライブラリ（v2.00a）を使っています。LPC111xは、上記の他に、従来版ライブラリもありますが、本テンプレートは使っていません（もくじP7に詳細記載）。

Cortex M0マイコンのLPC1114は、8/16ビットマイコンの置換えを狙った、従来品より高性能な割込み専用回路や低消費電力、低価格が売りの、世界定番ARM32ビットマイコンです。本テンプレートと確実に動作する市販評価ボードを使えば、LPC111x習得、早期アプリ開発や評価に最適な環境が得られます。

このテンプレート対象者は、初級～中級のソフト開発者です。上級者は、これに似たテンプレートを既に持っているからです。本来は、上級者がテクニックを含む自分のテンプレートを初級～中級者へ教え、教えられた側でさらに、テンプレートに修正を加えれば、技術継承も容易です。しかし、この継承は、習得済みの者にとっては、オーバーヘッドで、未習得の者にとっては、理解困難な面が多いものです。

販売テンプレートには、詳細なもくじ資料が付いていますので、だれにでもその内容が理解できます。また、テンプレートソースには、「判りにくい英語ではなく、日本語コメント」を豊富につけていますので可読性も高いと思います。

販売テンプレート一覧

このテンプレートを含めて、3種テンプレートが各1000円（税込）販売中で、本年末にさらに1種追加予定です。

テンプレート名	対象マイコン（ベンダ）	動作ハード	備考	ブログ検索タグ	最新版リリース日
LPC111xテンプレート（Cortex-M0）	LPC1114/1115 (NXP)	LPCXpressoLPC1114+BaseBoard	LPCOpenライブラリ使用	LPC1114	2014/09/06
LPC8xxテンプレート（Cortex-M0+）	LPC8xx (NXP)	LPCXpressoLPC820+BaseBoard	LPCOpenライブラリ+ROMライブラリ版	LPC820	2014/05/18
RL78/G1xテンプレートV2（RL78-S2/S3コア）	RL78/G13、G14 (Runesas)	・BB-RL78G13-64（V2で追加）・G13スタータキット・G14スタータキット・QB-R5F100LE-TB ・QB-R5F104LE-TB （＋ブレッドボード）	CubeSuite+のコード生成API利用。BB-RL78G13-64以外は、ブレッドボード上にマイコン周辺回路製作要。	RL78/G13 RL78/G14	2014/10/10
Kinetis Eテンプレート（Cortex-M0+）	Kinetis E/40MHz (freescale)	FRDM-KE02Z40M+BaseBoard	【開発中】	Kinetis E	2014/12E予定

※ARM Cortex-M0/M0+マイコンの周辺回路は、BaseBoard実装済み回路を使います。
※RL78/G1xテンプレートは、周辺回路実装済みのBB-RL78G13-64（NGX Technologies製）で改版、改良を行う予定です。

本ブログは、これらのテンプレート情報や、開発Tipsなどを混載していますが、各記事にはブログ検索タグを付けています。このタグ、またはテンプレートでブログ右上のSearch：検索を実行して頂くと、タグ別表記になります。テンプレート毎の詳細記事や記載内容を個別にご覧頂く際に便利です。

テンプレートご購入者様の特典

既にテンプレートをご購入された顧客の皆様への特典として、新たに別テンプレート購入の際には、半額（500円、税込）にディスカウント致します。是非、新しいテンプレートを活用して、別マイコン開発へ挑戦して頂く際にご利用下さい。

また、ご購入頂いたテンプレートに関するご意見、ご希望なども、テンプレート改版や新テンプレート選定などへ反映させて頂きますので、既にお知らせした宛先までお寄せ下さい。

テンプレート移植（Cortex-M0+ → M0編）

2014年7月30日2014年10月29日 WithHappy

ARM Cortex-M0+のLPC8xxテンプレートをCortex-M0テンプレートへ移植するに際し、使用評価ボードを比較し、既存テンプレートのどこに変更が必要かを把握します。

評価ボード比較

評価ボード	LPCXpresso LPC820 REV A	LPCXpresso LPC1114 REV A
ボード写真（LPC-Link部除く）	LPCXpresso LPC820	LPCXpresso LPC1114
実装マイコン	LPC820 LPC812M101JDH20 TSSOP20	LPC1114 LPC1100L（第2世代）シリーズ LPC1114FBD48/302 LQFP48
CPUコア	ARM Cortex-M0+　30MHz(max)	ARM Cortex-M0　50MHz(max)
動作電圧	1.8～3.6V	1.8～3.6V
実装水晶発振子	12MHz	12MHz
内蔵発信器	12MHz	12MHz
内蔵フラッシュ・メモリ	16KB	32KB
内蔵RAM	4KB	8KB
内蔵EEPROM	なし	なし
GPIO	18本（5V-tolerant I/O) GPIO0_0～GPIO0_17	42本（5V-tolerant I/O) GPIO0_0～GPIO0_11 GPIO1_0～GPIO1_11 GPIO2_0～GPIO2_11 GPIO3_0～GPIO3_5
アナログ入力	アナログ・コンパレータ 5ビット×1チャネル	ADC 10ビットx8チャネル
汎用タイマ	16/32ビット・タイマ（SCT)×1	16ビット・タイマ（CT16Bx)×2 32ビットタイマ（CT32Bx)×2
実装LED	3色（RED:P0_15、GRN:P0_17、BLU:P0_16)	1色（RED:P0_7)
シリアル通信	USART×1チャネル	USART×1チャネル
SPI	クロック同期式×1チャネル	クロック同期式×1チャネル
I2C	フルスペック×1チャネル	フルスペック×1チャネル
消費電流（マイコン単体）	通常時（3.3V/30MHz）：3.3mA スリープ・モード：1.8mA ディープ・スリープ：150μA パワーダウン・モード：0.9μA ディープ・パワーダウン：170nA	通常時（3.3V/50MHz）：7mA スリープ・モード：5mA ディープ・スリープ：2mA パワーダウン・モード：なしディープ・パワーダウン：220nA
デバッグ機能	SWD	SWD
スイッチ・マトリクス	あり	なし
USB	なし	なし

LPC820評価ボードのCortex-M0+は、Cortex-M0をさらに小型、省電力するための見直しが行われた結果、M0に比べ消費電流の少なさが際立ちます。

一方、Cortex-M0のLPC111xも、低消費電力とフラッシュ大容化の方向に進化中で、比較マイコンは、第2世代LPC1100Lシリーズです。トラ技2012年10月号掲載のLPC1114は、一つ前の第1世代でした。LPC111xには、第3世代LPC1100XLシリーズやフラッシュを64KBに増加したLPC1115などのバリエーションがあります。

しかし、このシリーズの基本は、第2世代のLPC1114 LQFP48で、シリーズ最大IOピン数の48で関連情報も多く、LPCOpenライブラリもありますので、Cortex-M0テンプレートの評価ボードは第2世代LPC1114を選びました。

なお、この評価ボードの代わりに、回路図が同じLPCXpresso LPC1115を使うこともできます。この場合の注意事項はコチラを参照して下さい。

テンプレート変更項目

テンプレートのライブラリは、LPCOpen最新版V2.xxを使用しますので、Cortex-M0+とM0のARMコア差はライブラリが収集してくれるハズです。つまり、APIがそのまま使えます。すると、テンプレート移植で変更が必要な個所は、ボード比較から差がある個所で、以下となります。

項目	変更内容
CPUコア動作周波数	30MHz動作を50MHz動作へ変更
GPIO	GPIOポート番号0が0～3へ増加
アナログ入力	アナログ・コンパレータからADCへ変更
タイマ	SysTickTimerは、同じものを使用するので変更なし
評価ボード実装LED	3個LED出力を1個出力へ変更
評価ボードとBaseBoardの接続	BaseBoard実装SWやその他信号線の割付変更

LPC8xxテンプレートで使ったBaseBoardは、LPC111xテンプレートでも使います。従って、BaseBoardのUART入出力、アナログ入力、LCD出力、EEPROM入出力、ブザー出力等をLPC1114評価ボードに割付けます。

こう見ると、コア動作周波数を除けば、ADCやタイマなどの周辺回路が違いますので、その制御は必要ですが、殆どIO関連です。APIが同じだと1から作るのに比べ、とても楽という気がします。M0+からM0に変わっても、既存Cortex-M0+テンプレートの殆どがそのまま使えるからです。

マイコンと無線モジュールの接続速度

2014年7月21日2014年10月29日 WithHappy

トラ技2014年3月号の特集で、マイコンとスマホを接続する2つの方法が解説されています。USBで直接接続する方法と、無線モジュールで接続する方法です。今回は、この無線モジュールでスマホと接続する時の「マイコンシリアルポートの接続速度」について考察します。但し、スマホ側は、既に対応アプリが完成していると仮定します。

マイコンとスマホの接続2方法比較

Android端末とマイコンをUSB経由で接続する時には、マイコン側にアンドロイド・アクセサリ通信プロトコルを実装する必要があります。ルネサスのアプリケーションノートR01AN1965JJ0100にも詳細な解説がありますが、大変そうです。

一方、無線接続は、Wi-Fi/Bluetoothモジュールを、UARTのTXD/RXDと3.3V/GNDの4本を接続すればマイコン基板が動作するので、USB経由よりは簡単です。大変なスマホとの通信処理は、無線モジュールが代行するので、マイコンは、この無線モジュールとのUART送受信処理をすれば済むからです。

そこで、この無線モジュールを使ったスマホ接続を検討します。

Wi-FiとBluetooth比較

Wi-FiとBluetoothを比較します（トラ技掲載表に加筆修正、価格は、秋月電子HPから抜粋）。

モジュール	メリット	デメリット	代表的モジュール価格
Wi-Fi	・ネット経由で通信距離制約なし・通信セキュリティ高・通信速度≦数10Mbps	・直接通信形態対応のスマホは少ない・無線LAN設定が必要	XBee Wi-Fi(S6B):3680円
Bluetooth	・初期設定不要で使用可・周波数ホッピング機能でWi-Fiよりも正確なデータ通信	・通信距離：10～30m程度・通信速度≦240kbps	RN42XVP-I/RM:2200円

注目すべきは、Bluetooth無線モジュールが、特別な初期設定なしでスマホと接続できる点です。Wi-Fi無線モジュールのXBeeは、http://www.tunnelsup.com/videoなどで接続方法が紹介されていますが、Bluetoothの方が簡単です。但し、その分、通信速度がスレーブモード最大240kbps、通信距離も30m程度となりますが、マイコンUARTに接続して使うには丁度良い通信速度です。

というのは、マイコンUARTの速度は、任意に設定できる訳ではなく、CPU動作クロック速度を決めるとUARTに利用できる速度は限られた選択肢になるからです。その中で、Bluetooth通信速度をなるべく活かせる速度を選ぶことが効果的です。例えば、RL78/G1xテンプレート/32MHzの場合には、38.4kbps、LPC8xxテンプレート/30MHzの場合は、115.2kbpsなどです。テンプレート対象のマイコンでは、Wi-Fi速度を活かせないのです。

マイコンと無線モジュールの接続速度

マイコンUARTは、これまで主にPCとの接続に使ってきました。その速度は、9600bpsや19200bpsが多かったと思います。しかし、今後は、Bluetooth無線モジュールとの接続を考慮し、115.2kbps程度のより高速なUART接続が望まれます。

マイコンテンプレートの骨格

2014年7月18日2014年10月11日 WithHappy

Wordには、名刺、カレンダー、パンフレットなどアプリ毎のテンプレートが用意されています。マイコンテンプレート開発時に悩むのが、どのようなアプリを意識してテンプレートを作るかです。できるだけオールマイティなテンプレートが目標です。

今回は、弊社マイコンテンプレートの骨格について説明します。

テンプレートの骨格

弊社マイコンテンプレートは、

（１）無償IDEのプログラムサイズ

（２）時分割の処理起動

（３）RAMでの関数間パラメタ渡し

（４）UARTメニュードリブン

の4つの骨格を持ちます。

（１）無償IDEのプログラムサイズ：弊社テンプレートは、IDE無償版で開発できるプログラムサイズを対象とします。これは、この程度が個人や少人数で開発/デバッグできる限界と考えるからです。これ以上大きくなると、開発/デバッグが指数的に困難となり、開発を収束させるために、例えばリアルタイムOSなどの別手段が必要になります。

最近は、無償版でも256KB程度の十分大きなサイズも開発できるようになりました。これは、IDEツールが高機能になり、API関数の自動生成や、既存ライブラリを簡単に使えるためです。これらIDE生成関数は、バグなしの完成品ですが、個人でカスタムメイドできるサイズは、今も昔もあまり変わらないと思います。経験的に無償IDEで開発できるサイズがこの上限サイズです。

（２）時分割の処理起動：マイコンは、CPUと周辺回路が「ハード的に並列動作」します。従ってCPUソフトを、周辺回路起動と処理完了確認の2つで関数化すると、複数の周辺回路を簡単に並列動作させることができます。起動から処理完了までの処理時間は、周辺回路毎に予想できますので、その間に別処理、例えばSleepをすれば電力効率もアップします。これらの処理を時分割で起動するのが弊社テンプレートです。

（３）RAMでの関数間パラメタ渡し：カスタムメイド関数のパラメタは、内蔵RAMを使って外部と入出力します。これで関数単体デバッグが簡単になります。RAM値をデバッガで確認/修正すれば、関数動作が把握できるからです。さらに、関数の中身が未完成の時でも、入出力値をRAMに設定しさえすれば、結合デバッグができるメリットもあります。

（４）UARTメニュードリブン：シリアルポートUARTを持たないマイコンはありません。Wi-FiやBluetoothモジュールをこのUARTへ接続すれば、ワイヤレス制御もできます。シリアル-USB変換ケーブルでマイコンとPCを接続し、メニュー形式で処理を選択するメニュードリブンをテンプレートに採用する理由は、2つあります。１つが、この「UARTが必ずあり、応用範囲が広い点」です。

もう1つが、メニュードリブンで開発すると「処理の移植が容易な点」です。テンプレート利用者は、メニューで示された処理のうち、必要な処理のみを簡単にテンプレートソースから見つけることができます。所望処理がUART受信コマンド解析関数から始まるからです。

そして、発見した関数（または関連関数）を、丸ごとご自身のソースへコピーすれば、動作させることができます。テンプレートは、多くの場合、この処理単位でファイル化していますので、ファイルを丸ごとコピーしさえすれば、必要な処理をテンプレートから抜き出すことも可能です。

評価ボードで実動作確認

入手性が良く低価格な評価ボードで、これらの骨格をもつテンプレートをボードへ実装し、動作確認を行い、詳細な説明資料付きで販売します。説明資料付きのテンプレートと評価ボードの組合せは、効率的に対象マイコンを習得でき、新規アプリ開発と評価に役立ちます。

販売テンプレートと開発テンプレート

現在、2種のテンプレートを販売中で、2種を年末までに開発、発売予定です。開発経過などを本ブログに記載しますので、ご参照ください。価格は、各1000円（税込）/１コピーです。

テンプレート名	ベンダ	マイコン	動作確認評価ボード
RL78/G1xテンプレート Ver3	ルネサス	RL78/G1x (32MHz)	・RL78/G13 Stick ・RL78/G14 Stick ・QB-R5F100LE-TB ・QB-R5F104LE-TB ・BB-RL78G13-64 （弊社推薦ボード）
LPC8xxテンプレート	NXP	LPC81x Cortex-M0+ (30MHz)	・LPCXpresso LPC812 + mX-BaseBoard
LPC1114テンプレート	NXP	LPC1114/5 Cortex-M0 (50MHz)	・LPCXpresso LPC1114 + mX-BaseBoard
Kinetis/Eテンプレート（開発中）	freescale	Kinetis Eシリーズ Cortex-M0+ (40MHz)	・FRDM-KE02Z40M + mX-BaseBoard