インターフェイス２００９年５月号付録基板 LPC2388 にモニタを移植（　ＧＣＣ　）

２年半も前の付録基板が見つかったので、動かしてみました。ＵＲＬタイトルにあるごとく、「始めました」といっても、実は１２年も前に、ＡＴＭＥＬのＡＲＭ７の試作基板を作って、モニタの移植や基板チェックソフトを作ったことがあり、全く始めてではありませんが、ほとんど覚えていませんので、５月号と、その後の８月号を参考に、ＧＣＣ　で開発できるようになりました。というのは、５月号で紹介されていた、ＩＡＲ の統合開発環境では、Ｃコンパイラで、アセンブラのソースを作成できなかったからです。ＧＣＣでは、コードのサイズ制限がなく、さらに、
$ arm-elf-gcc -S gcc_sample.c >gcc_sample.s ( enter )
で、アセンブラのソースを吐き出してくれるし、リンカーで作成された実行可能データを含む、ＥＬＦファイルなどを逆アセンブルしてファイルに残せたりします。
$ arm-elf-objdump -d gcc_sample_r >gcc_sample_r.txt ( enter )
簡易モニタを、ＧＣＣで開発できるようにしたもの。　はこちら。内部ＲＡＭのスピードの比較など。２０１１．１２．５　追加
８ピンＡＲＭ、LPC810 で高度計を作成( トランジスタ技術２０１４年２月号付録 )
mbed LPC1768 など、ＰＩＣ３２ＭＸと速度比較（１ＭＨｚ換算）

最初は、５月号の解説を元に、ＬＥＤちかちか

最初は、と言っても、 Flash Magic からダウンロードしたＬＰＣ２３８８のフラッシュメモリ書き換えソフトで、出来合いのプログラムを書くだけです。あとから気付いたのですが、付録基板は、３．３ＶのＬＤＯの入出力に、３．３Ｖから５Ｖに向けて、ショットキーダイオードを付けないと、「５Ｖ側をショートして０Ｖになると、３．３Ｖ側のコンデンサに残った電圧で壊れる」という注意書き（５月号１０６ページ）があったので、３日ほど後で付けました。それまで壊れなかったのは幸いなのかも知れません。


ＧＣＣへの移植前の解説
準備中

簡易モニタを、ＧＣＣで開発できるようにしたもの。

ここらが、ＣＱ出版サイトからダウンロードできるＧＣＣ開発環境ビルド済みARM用gcc一式 でコンパイルできる、簡易モニタのファイル一式です。

makefile を見てもらったらわかりますが、モトローラ形式と、インテル形式の両方を出力し、０番地から走るＲＯＭ化したものと、０ｘ４０００８０００番地から走る、ＲＡＭ用の実行ファイルを作ります。フラッシュメモリの書き換え回数がよくわからないので、できるだけＲＡＭでテストしてから、ＲＯＭに書けるようにしています。この中の、gcc_sample_r.hex をフラッシュメモリに書くと、簡易モニタで起動できます。

このモニタでは、ＣＰＵの速度を簡易に測定できる、ベンチマーク（エラトステネスのふるい）を入れています。また、実行時間をμ秒単位で測定できます。モニタの操作で、メモリ間のコピーとか、比較ができますが、その際にかかった時間を、１μ秒のカウンタを使って、処理時間を確かめられます。
以下は、メモリの０ｘ４０００００００番地から、０ｘ４０００２０００番地へ、バイト単位で０ｘ２０００バイトコピーするコマンドを出した後、Ｔコマンドで実行時間を表示する例です。

LPC2388-Bug>m40000000,40002000,2000
LPC2388-Bug>T
Timer HEX = 4E5, 1253μs
LPC2388-Bug>

この結果を見ると、72MHz の LPC2388 は、１μ秒で、６．５回ほどコピーできることが解ります。

LPC2388 には、６４ｋｂのＲＡＭのほか、ＵＳＢ用ワークメモリ（０ｘ７ＦＤ０００００〜）と、イーサネット用ワークメモリ（０ｘ７ＦＥ０００００〜）が、それぞれ１６ｋｂ実装されていて、ＣＰＵからは、ＲＡＭとして扱えます。

では、これらの内臓ＲＡＭ間のプログラムによるデータ転送に、実行時間の違いがあるのか、モニタを使って計測してみます。各ＲＡＭの名称は、６４ｋｂのＲＡＭを、ＭＡＩＮ（Ｆ）、ＵＳＢ用ワークメモリを、ＵＳＢ（Ｆ）、イーサネット用ワークメモリを、ＥＴＨＥＲ（Ｆ）とします。さらに、フラッシュメモリで動いているモニタと同じ機能のモニタを、６４ｋｂのＲＡＭにロードして実行した場合の実行時間とも比較します。ＭＡＩＮ（Ｒ）など。
６４ｋｂのＲＡＭでフラッシュメモリと同じモニタを走らせるには、次のようにします。
  1. LPC2388-Bug> プロンプトが出ている状態で、英小文字の L 'l' コマンドを与え、パソコンのターミナルソフトから、gcc_sample.mot を送信します。
  2. LPC2388-Bug>l ( enter )
    start loading address = 40008000
    END. bytes loaded = 00001B04

    LPC2388-Bug> と応答しますので、
  3. LPC2388-Bug>g40008000 ( enter ) で、０ｘ４０００８０００番地から実行させると、以下のように応答します。
  4. LPC2388-Bug>g40008000OK
    LPC2388 monitor 2011.12.2-2
    LPC2388-Bug>
  5. これで、ＲＡＭの０ｘ４０００８０００番地から同じ機能のモニタが走っています。
内臓ＲＡＭの転送スピードの違い
　操作　
　ＭＡＩＮ（Ｆ）　
　ＵＳＢ（Ｆ）　
　ＥＴＨＥＲ（Ｆ）　
　ＭＡＩＮ（Ｒ）　
　ＵＳＢ（Ｒ）　
　ＥＴＨＥＲ（Ｒ）　
バイト単位　８ｋバイトコピー μ秒
　１２５３　
　１４８０　
　１４８０　
　１１３８　
　１３６６　
　１３６６　
ロングワード単位　８ｋバイトコピー μ秒
　３１４　
　３７１　
　３７１　
　２８６　
　３４３　
　３４３　

この表から、内臓ＲＡＭで実行したほうが、若干早いことが解り、ＵＳＢとイーサネット用ワークメモリと比較すると、メインの６４ｋｂのＲＡＭの方が、若干早いことが解ります。
メモリ間のコピーはそれぞれ以下のコマンドです。
LPC2388-Bug>m40008000,4000a000,2000 (enter) バイト単位で　ＭＡＩＮメモリ 間の８ｋｂコピー
LPC2388-Bug>m7fd00000,7fd02000,2000 (enter) バイト単位で　ＵＳＢメモリ 間の８ｋｂコピー
LPC2388-Bug>m7fe00000,7fe02000,2000 (enter) バイト単位で　ＥＴＨＥＲメモリ 間の８ｋｂコピー
LPC2388-Bug>ml40008000,4000a000,800 (enter) ロングワード単位で　ＭＡＩＮメモリ 間の８ｋｂコピー
LPC2388-Bug>ml7fd00000,7fd02000,800 (enter) ロングワード単位で　ＵＳＢメモリ 間の８ｋｂコピー
LPC2388-Bug>ml7fe00000,7fe02000,800 (enter) ロングワード単位で　ＥＴＨＥＲメモリ 間の８ｋｂコピー



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