ねむいさんのぶろぐ

LPC2388向けのデモを整備しました

5月末、STM32F207V/ZGT6を夢中でいじっていた折に、がた老氏からLPC2388
向けのプログラム、とくに割り込み動作について質問をいただきました。
LPC2388については、TFT液晶表示プログラムだけは更新を続けていてそのほかは
去年の1月以来放置状態でしたので、動作チェックがてら更新してみようかと
おもっていたらおもいくそはまったので顛末を記録しておくことにします。

起：Thumbモードで割り込みが動かなくなっていたことに気づいた
まずおかしいと気づいたのがこれで、FreeRTOSとは関係なしに最新の
CodesourceryG++ではThumbモードでコンパイルした場合、ユーザーモードから
割り込み許可するためにSWIかましたら先に進まなくなっていたことが判明。
ARMモードでビルドしたり動作確認した１年くらい前のCodesourceryG++の
Verでは正しく動いていたのでこのときはコンパイラのバグかとおもって
放置していました･･･。

承：FreeRTOSのデモもうごかなくなっ(ry
がた老氏はFreeRTOSからRTC(と割り込み)を動かすこと画策されていて、
私の公開していたFreeRTOSV6.0.1向けのデモとBare-Metalなprintfの
プログラムを参考にされていました。
しかしビルドが通らなかったとのことで、どのファイルをインクルード
もしくは定義すべきかを伝えて私もちょっくら確認しますかとおもって
最新のCodesourceryG++を使用しARMモードでビルドして書き込んでみると
なんと動かなかった･･･。
そもそも公開した当初は｢とりあえずこれなら動く｣状態だったため、
KeilのデモやMarthin'thomas氏やChan氏のプログラムやらが全部まぜこぜに
なっていて一年放置後の私が見ても何がどうなってるのかよく分からない
代物になっていました。
実はほかの方からもちらほらそういう質問いただいていたのですが、
これはまずいと思い立ちこの時点でやっとこ大規模な回収改修を
することにしました。

転：スタック領域のアラインメントを8バイトずつにあわせる
動いていたころのVerは"Sourcery G++ Lite 2009q3-68"でしたが
20110630時点で手に入る最新のものは"Sourcery G++ Lite 2011.03-42"です。
このVerはGCC4.5.2になっていてLinkTimeOptimizationというリンク時に
最適化を行う機能が利用可能となっています。またどちらもどちらもABI
(Application Binary Interface)はEABI(Embedded ABI)となっていますが･･･。

調べてみると~~EABIはスタック領域のアラインメントを8バイトにそろえるべし。~~
と記述されていました。~~audin氏もこの件について触れています。~~さらに
FreeRTOSのフォーラムにも~~この件についてのやり取り~~がありました。
audin氏は.ARM.exidxと.eh_frameにも触れられていましたがそちらは幸い
回避済でした。私のリンカスクリプトを調べてみると.stackがalign(4)に
なっていました。あらら。てわけでこちらは修正。

この時点でARMモードでFreeRTOSのLED点滅のみの簡単なプログラムは
動くようになりましたが、FreeRTOS上で割り込みがいまだ動かない･･･。

結1：FreeRTOS上においての割り込みを正しく記述する
Sourcery G++ Lite 2009q3-68では割り込みまわりは結構いい加減でも
問題なかったのですが、Sourcery G++ Lite 2011.03-42だと以下のように
しないといきなり動かなかったり、また動いてるように見えても10sec
程度で止まったりでまともに機能しません。

↑UART0を例にとるとUART0の割り込みハンドラのwrapperを作り
　割り込みがかかるとまずwrapperに飛ぶようにします。

↑UART0のヘッダファイル内で上記画像のように定義してやる必要がある
みたいです。

がた老氏は最終的に自力で上記の解決方法を見つけられたようで、私ももう少し
調べてから的確な返事をすべきだったと反省してます。同じくおきばやリンク
張ってるけど放置状態のものも最新のコンパイラでビルド/動作できるように
しておくかもしくはばっさり削除することをしないと後に続く人を混乱させて
無駄な時間を喰わせてしまうことになってしまうのでこれから先はこまめに
対処していきますね。

結2：Thumbモードでふたたび割り込みをうごかす
"Sourcery G++ Lite 2009q3-68"では問題なかったので気づかなかった
のですが、本来ならばタイマやUART等の割り込みのハンドラがある
Cのファイルは必ずARMモードでコンパイルすべき
だそうで、それを守ってmakefile内でARMモードでコンパイルする
ファイルを明示してやるだけでよかった。･･･はずでしたが-fltoの
オプション効かせてるとやっぱりエラー吐いてビルドがとまったり
ビルドできても動かなかったりでmakefile内でThumbモードを指定して
いる時は-fltoのオプションを除外するようにしました。
これで"Sourcery G++ Lite 2011.03-42"でビルドしても大丈夫と
なりましためでたしめでたし。
ていうか自分で注意書きかいててすっかり忘れていましたorz

結3：ほかのLPC2388向けのプログラムもレストアする
て言うわけでコンパイラじゃなくてねむいさんが悪いのが分かったので最低限
おきばで公開してるのは最新化しておきました。
特にLPCUSBを使用したMassStorageClassはChan氏のMCIドライバを連結し、
転送速度UPに成功しました！

58MByteのファイルを読み出し

58MByteのファイルを書き込み
以前は0.1MB/s、がんばっても0.2MB/sくらいだったのですが書き込み
0.4MB/s、読み出し0.5MB/sに！さらにArai氏のLPC1768向けLPCUSBの改修例を
参考に最大4GByteまでしか認識できなかった容量も私の手持ちの
SDカードで最大容量16GByteのものが認識できるようになりました。

STM32Primer2のデモも同じような理由で最大4GB制限があり、
今回対処法が分かったので修正しました。

STM32F2シリーズを使ってみる3

4月から本当に少しずつ使い始めたSTM32F207ですが、公式の方もやっとこ
資料が出そろってきてだいぶ扱い方が理解できるようになってきました。

とりあえず一つの通過点ということでいつものchan氏のLPC2388向けのFatFs
+OLED表示プログラムの移植をしました(ほとんど原形とどめてませんが…)。
いろいろやってきた中でjpegデコーダ乗せたり(デコードが1.8倍速くなってる!)
FONTX2の使い方覚えたりで今回はM+フォント(FONTX2)を使いFilerの
日本語表示を可能にしてみました。

↑やっとここまでこれた…
なんと当のchan氏も6/11更新のLPC2368向けFatFsサンプルでFilerの
日本語化をされていたようで今度はこちらを元にしておりぢなるなFilerの
構想を練っていきたいと思います。

そうそう、気になるFatFsの読み取り速度ですが、SDIOが出せる最高速度の
48MHzまでクロックを引き上げた場合、最大21MB/Secを叩き出すことが
できました！

↑てかいつも比較に使ってるATP製のmicroSDカードもすごい…class6なのに。
しかし、48MHz動作は8bitモードしか保証していない(rm0033.pdfより)ので
sdカードで使うときは実際は24MHzで動かすことになるのですが
…それでも十分早いですね。

おきばにはすでに上記で紹介したSTM32F207ZGT6向けのプログラムを
公開しています。これはPowerAVR製の紅牛(もとはSTM32F103ZET6)という
ボードの回路互換となっています。
ねむいさんSTM32F2向けに備えてかなり前にtaobaoで部品未実装の基板
"だけ"超安価で購入していました。てわけでホントに最低限のことしか
できないのですがF2を試すに当たってはこっちの方が幾分都合がよいのです。

ここからどんどん付け足していきます

またmakeファイル内の定義の書き換えによって以前使っていたSTM32F207VGT6
向けにも対応できます。
STM32F207VGT6の方はこちらの(STM32F103VET6)ボードの
回路互換です。両者に共通するのはFSMCのピンが引き出されていて出来合いの
LCDボードが直結できるという点に尽きます
(☝TFT-LCDマニアな人には超重要なファクター)。
まぁデータシートで1xx系とのピンの処理方法の違いとかとか
詳しく解説されていますんで・・・・、
日頃ねむいさんのぶろぐ読んでる人なら簡単に乗せ換え可能でしょう。

あと開発環境のtipsとして、前回も説明しましたがCodeSourceryG++等の
ポピュラーなGCC開発環境はそのまま使用できます。Cortex-M3対応なら
何でもよいでしょう。問題は書き込み環境ですが…20110619現在はシステム
メモリ上のブートローダから使用できるフリーのツールがまだ整わず、
よってJTAG/SWDからしか書き込む方法がありません。幸いOpenOCDの0.5.x系と
VersaloonはすでにSTM32F2系のフラッシュの書き込みに対応しています。
私もフラッシュ書き込み用のOpenOCDコンフィグを公開していますのでJTAGな
いしはSWDでつなげられるアダプタ持ってる人は開発に際して問題はないです。

最後に、次回予定のLPC2388関連の記事で詳しく解説しますが、64bit版
Windows7環境下のビルドにもmakefileの設定で対応できるようにしてあります。
副業先のポジションとPC環境がガラッと変わったのでねむいさんも必要に
迫られてというのもあったりしてます。
ねむいさんとうとう従業員Bから晴れてエンジニアにじょぶちぇんぢ！
(やってること相変わらず雑用だが)

おまけ：
aitendoさんからついにあの扱いやすいSPI液晶が販売されましたね。
以前私が説明した奴です。これ使ったシールドとかも海外ではもうすでに販売されて
ますが、TFT-LCD Shieldを開発した時の生基板を利用して無理やり乗っけてみました！

次はこれで行こう。

そしてaitendoさんからはもう一つQCIFサイズのタッチパッドつきの液晶が発売されま
した。これ確かtaobaoで捨て値で売られてて私も10枚くらいまとめて買って動かして
(飽きて放置)してました。これ8/16bit選択できるのは良いのですが、ピン間隔が0.7mm
なので手配線ではきつい人がいるかもしれないですね。専用の変換ボード出るの待った
方が良いと思います。どちらかというと…、

こっちとか

こっちとか

こっち
の方がピン間広いし8bit固定で小難しいこと考えなくて良くてよいと思います。
思いますよぅ！！(重文)

↑AS021350DをXMEGAで動かしてみたところ。
実はATXMEGA128A1にもchanさんのFilerを日本語対応して移植に成功してます。
~~しかしXMEGAはFatFsを結局DMA化できないまま白旗降ってクローズします…。~~
20230701追:
DMA化してSRAMも外付けしましたよう！！！！！！！！！１！！！