日別アーカイブ: 2015年3月30日

ソフトウェアー・エンジニアリング, 電子工作な日々

Ｒ８Ｃ ＵＡＲＴ の制御

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凄い長い間、間が空いたけど、再びＲ８Ｃです。
※ＷＲ２５０Ｘを買ったせいで、休みは、出かける事も多く、体調を崩した事もあり、進んでませんでした・・

ＵＡＲＴですが、Ｍ１２０、Ｍ１１０には１チャネルのＵＡＲＴが備わっています。
Ｒ８ＣではＳＣＩと言わないのが、何となく系統の違いを感じますが、内部の機構や構成は、ＲＸマイコンなどと殆ど同じです。
※良く調べたら、送信割り込みの機構はかなり違っていて、ＲＸマイコンやＳＨ用ＳＣＩのプログラムはそのままの構成では流用できませんでした。
※もしかしたら、これが「ＵＡＲＴ」と呼ぶ事なのかもしれません・・

クロックジェネレーターの構成により、あまり高いボーレートを使う場合は苦しいかもしれません。
※内部発振器は通常２０ＭＨｚで発振しますが、調整機構があり、１８．４３２ＭＨｚで発振させる事が出来るようで、ボーレートクロックに適しています。
※１９．９６８ＭＨｚならもっと良かったのに・・

追加したファイルは、以下です。

R8C/M120AN/uart.hpp
R8C/common/uart_io.hpp
R8C/UART_test/*

現在のところ、ポーリングによる動作しか実装していませんが、そのうち割り込み動作も追加するつもりです。
Ｒ８Ｃは、ＲＡＭのリソースに余裕が無い為、割り込みベクターをＲＯＭ側に置いておく必要があり、その為のしくみを考え中です。

Ｍ１２０以外のＲ８Ｃでも流用が出来るように、ＵＡＲＴ０だけに特化していません。
※今のところ、Ｍ１２０以外のＲ８Ｃを使う予定はありませんが・・

以前にＲＸマイコン用に作った、sci_io.hpp をR8C/UART 用に焼きなおしただけで、基本的な構成は似ています。

・テンプレート関数内 static 宣言
テンプレートクラスで static クラスを宣言すると、実態が必要なので、uart_io.hpp の最後の方で実体を宣言してあります。
※以前、この宣言方法が判らなくて、少し苦労しました・・

template<class UART, uint16_t recv_size, uint16_t send_size>
	utils::fifo<recv_size> uart_io<UART, recv_size, send_size>::recv_;
template<class UART, uint16_t recv_size, uint16_t send_size>
	utils::fifo<send_size> uart_io<UART, recv_size, send_size>::send_;

何故、static にする必要があるかと言えば、割り込みが関係しています。
割り込みが発生した場合、テンプレートクラスのリソースにアクセスする為には、テンプレートクラスの実体のアドレスが必要ですが、
通常の方法では、簡単に得られません（クロックを消費します）、そこで、static 変数にしておく事で、コンパイル時にアドレスが決定される為、
割り込み関数から、容易にアクセスできるのです。
static にしてありますが、テンプレート引数に依存しているので、UART チャネルが違う場合は、別のリソースとして割り当てられます。

・最適化の功名
main 関数内で、UART にボーレートを設定している関数がありますが、内部でボーレートジェネレーターに設定する値などを計算しています、
しかしこれは定数を指定している為、コンパイル時に最適化によって計算部分が最適化され、ダイレクトに定数がレジスターに設定されるような
アセンブリコードが出力されます。
※機能としてボーレートを変更できるような仕様だと、省く事が出来ない為、計算するコードが含まれる事になります。

・基本的な使い方
ＵＡＲＴ０を使うには、モジュールを有効にして、Ｉ／Ｏのマッピングを設定する必要があります。

    MSTCR.MSTUART = 0;  // モジュールスタンバイ制御
    PMH1E.P14SEL2 = 0;
    PMH1.P14SEL = 1;
    PMH1E.P15SEL2 = 0;
    PMH1.P15SEL = 1;

※Ｍ１２０の場合、Ｉ／Ｏポートの方向レジスターの設定は不要のようです。

Ｍ１２０のシリアルフラッシュライターでは、ＴＸＤのポートは、本来のＴＸＤ０とは違うポートを使っている為、フラッシュライターのハード
を使って、シリアル入力のテストを行うには、Ｐ１：Ｂ６とＰ１：Ｂ５をブリッジする必要があります、今回は適当な抵抗でブリッジしています。

※使い方は、main.cpp を参考にして下さい。

いつものように GitHub にプッシュしてあります。

追記：
割り込みにも対応するべく、色々やっていました。
色々なバグなども見つけて、安定度なども向上しつつあります。

リンカースクリプトに記述してあるスタックのアドレスを間違ってました・・

それを修正して、割り込みベクターの設定ハード用のテンプレートを実装したら、受信割り込みは簡単に動いたのだけど、
送信割り込みがーー、Ｒ８Ｃでは、送信割り込みハードの実装が微妙で、スマートな方法が使えないのです。

普通、送信割り込みはバッファが「空」になったら発生するので、ソフトとの連携も楽なのですが、Ｒ８Ｃではそうなっておらず、
少し苦労しましたが、何とか方法を考えて実装しました、以外と簡単な対処ですが、ロジックに誤りがあれば、普段は良くても、何か違う状況
の場合などに微妙に正しく動作しない可能性があります。
※バッファに送信データが残るとか、送られないデータが出るとか・・
割り込みを含んだロジックは、隠れて見えない部分が多いものなので、しばらく注意して観ておく必要があります。

送信割り込みで運用したロジックは以下のような物です。
・リングバッファが空で、ＵＡＲＴのレジスタも空なら、送る物が何も無い状態なので、直接送信レジスターにデータを書く。
・リングバッファが空では無いか、ＵＡＲＴのレジスタが埋まっていれば、送信中なので、リングバッファにデータをいれる。
・送信割り込みでは、リングバッファが空なら、送る物が無いので、何もしないで終了とする。
・送信割り込みでは、リングバッファに何かデータがあれば、それをＵＡＲＴのレジスターに書いて終了する。