ＳＨ２ＡのＳＰＩでＳＤカードを操作、ＳＨ７２６２でのスピード評価

高性能マイコン、ＳＨ２Ａ（ＳＨ７２６２）を使ってみる

インターフェイス誌、２０１０年５月号付録、ＳＨ２Ａ基板でＳＤカードを操作してみます。ＳＨ７２６２はかなり高速な動作をするので、ＳＰＩポートでどれだけのスピードが可能か、検証してみます。基板の水晶は、ＵＳＢポートにも使えるように４８ＭＨｚとなっており、ＣＰＵはこの３倍なので、ＳＨ３のスピードに迫ります。これだけ早いと、ＳＰＩポートの操作によるシステムオーバーヘッドも少なくなり、ソフト転送でもかなりのスピードが期待できます。
この基板は、３枚も購入しておきながら、買った当初にＬＥＤの点滅をしただけで、そのままになっていました。動かし方も忘れていて、Ｈｅｗを立ち上げたものの、ＵＳＢシリアルのＣＯＭ番号が変わっていて、それを探すことからになりました。＿|￣|○
このＵＲＬでは、最終的にはＧＣＣでコンパイルして、ＲＯＭ化まで行うことを目指します。付録基板、ＳＨ７２６２は、内臓ＲＡＭが非常に大きく、その代わり内臓フラッシュメモリ上で動作させるという構成ではなく、シリアルＲＯＭにプログラムを入れておいて、ＲＡＭにコピーして動かすスタイルとなっていて、ＳＨ３以上のハイエンドマイコンの構成になっています。
モニタを移植　ＳＤカードとの接続回路図 ←重要追記　ＳＤカード操作の機能 2011.7.16　デバッグ用ＵＳＢを認識しない。ガーン。＿|￣|○ 2011.7.27
修正。追記 2011.8.1 ←重要　ＳＲＯＭのブートローダーで直接ユーザープログラムを起動
ＳＤカードのＣＳがＬｏｗの時、ＳＲＯＭのＣＳを無効（　Ｈｉｇｈ　）にする。
ＳＨ用ＧＣＣクロス開発環境 ( Cygwin ) を作成して、これでソフト開発　←ＧＣＣでのコードは、Ｈｅｗより１～２割ほど短くなる
処理速度検証 2011.12.6 Dhrystone 2.1 で、186,780 Dhrystones/sec　同クロック換算で LPC2388 ( ARM7 ) の１．５倍　

シリアルポートを有効化して、ＵＡＲＴの動作確認をしてみる

Ｈｅｗではソースレベルでプログラムのデバッグには便利ですが、ＳＨ２Ａの内部レジスタをインタラクティブに値を設定するには不便なようです。新しく使うポートやその動作は、プログラムにソースを書いてステップ実行してみるには手順が多すぎます。そこで、指定したアドレスのメモリをすばやく変更できるモニタを先に移植します。その為に、操作ポートとしてＲＳ２３２Ｃを使いますから、使えそうなＵＡＲＴをテストして、１バイトの入出力を確かめ、動作が確認できると、モニタのＢＩＯＳに組み込み、Ｈｅｗでコンパイル、デバッグという手順で、ＲＳ２３２Ｃ経由のモニタを完成させます。このＵＲＬのページのＴＯＰでで説明している、ＳＤカードの操作例は、すべてこのような方法にしているので、そのソースをほとんどそのまま使います。変更箇所は、ＢＩＯＳと、ＣＰＵ特有の初期設定（これに１番手間がかかる）だけです。ＬＥＤ点滅サンプルソフトの、SH7262_LED.c　と、cmt_func.c　にレジスタ初期設定などを追加して、とりあえずボーレートを小さく設定して、ＣＮ６の６番に信号が出るかをテストします。パソコンのＣＯＭポートの最小のボーレートは、１１０となるので、アナログテスターでも信号が出ているかを確認できます。シリアルポートは、ＴｘＤ３と、ＲｘＤ３を使います。この信号は、ＣＮ２にも出ています。

ＬＥＤ点滅ソフトの、SH7262_LED.c　を改造

/***********************************************************************/ /* */ /* FILE :SH7262_LED.c */ /* DATE :Tue, Mar 09, 2010 */ /* DESCRIPTION :Main Program */ /* CPU TYPE :SH72623 */ /* */ /* This file is generated by Renesas Project Generator (Ver.4.16). */ /* */ /***********************************************************************/ /*=== インクルード ===*/ #include "iodefine.h" #include <machine.h> //#include "typedefine.h" #ifdef __cplusplus //#include <ios> // Remove the comment when you use ios //_SINT ios_base::Init::init_cnt; // Remove the comment when you use ios #endif void main(void); #ifdef __cplusplus extern "C" { void abort(void); } #endif /*=== プロトタイプ宣言 ===*/ /*--- cmt_func.c ---*/ void io_init_cmt0(void); //CMT0初期化関数 void int_cmt_cmi0(void); //CMI0処理関数 /*--- led_func.c ---*/ void led_init(void); //LED初期化関数 /*=== グローバル変数 ===*/ int g_led_onoff; //LED点灯フラグ 0=OFF 1=ON // ここから追加 #define STBCR4 ((volatile unsigned char *)(0xFFFE040C)) // スタンバイコントロールレジスタ4 #define PFCR1 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE38AC)) // ポートF コントロールレジスタ1 #define PFCR0 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE38AE)) // ポートF コントロールレジスタ0 #define PFIOR0 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE38B2)) // ポートF・IO レジスタ0 #define SCSMR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9800)) // シリアルモードレジスタ #define SCBRR3 ((volatile unsigned char *)(0xFFFE9804)) // ビットレートレジスタ_3 #define SCSCR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9808)) // シリアルコントロールレジスタ_3 #define SCFSR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9810)) // シリアルステータスレジスタ_3 #define SCFCR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9818)) // FIFO コントロールレジスタ_3 #define SCEMR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9828)) // シリアル拡張モードレジスタ_3 // ここまで /*=== メイン関数 ===*/ void main(void) { /*--- LEDポート初期化 ---*/ g_led_onoff = 0; led_init(); /*--- CMT0初期化カウント開始 ---*/ io_init_cmt0(); // ここから追加 /* ポート設定(RXD3(PF3))*/ *PFCR0 = (*PFCR0 & 0x0FFF)|0x4000; *PFCR1 = (*PFCR1 & 0xFFF8) | 0x4; // モジュールストップ44 スタンバイ解除 // bit4 0：FIFO 内蔵シリアルコミュニケーションユニットチャネル3 は動作 *STBCR4 = (*STBCR4 & 0xEF); // SCIF3動作 // *PFIOR0 = (*PFIOR0 | 0x10);// TxD3 output この設定は不要 *SCSMR3 = 0x0000;// SCSMR3 1stop, none,8bit,clock 1/64 *SCFCR3 = 0x0006;// SCFCR3 FIFO CTL clear *SCFSR3 &= 0x0;// SCFSR *SCSMR3 = 0x0003;// SCSMR3 1stop, none,8bit,clock 1/64 *SCBRR3 = 0xD4;// SCBRR3 110 bps *SCEMR3 = 0x0080;// SCEMR3 0x80 *SCFCR3 = 0x0000;// SCFCR3 FIFO CTL *SCSCR3 = 0x30;// SCSCR3 Tx Rx // ここまで /*--- 割り込み優先レベル設定 ---*/ INTC.IPR10.BIT._CMT0 = 0x1; set_imask( 0 ); /*--- ループ ---*/ while(1){ } } #ifdef __cplusplus void abort(void) { } #endif

ＬＥＤ点滅ソフトの、cmt_func.c　を改造。ＬＥＤ点滅の変化を出した後、１文字、０ｘ４０（’＠’）を送信します。ターミナルから文字を送ると、エコーバックしますが、ＳＨ－２ＡではＦＩＦＯがあるので、すばやく１６文字まで送信しても、あとから受信文字を返します。

/*=== インクルード ===*/ #include "iodefine.h" /*=== グローバル変数 ===*/ extern int g_led_onoff; //LED点灯フラグ 0=OFF 1=ON /*=== プロトタイプ宣言 ===*/ void led_on(); //LED ON　関数 void led_off(); //LED OFF　関数 // 以下の行を追加 #define SCFSR3 ((volatile short *)0xFFFE9810) //　シリアルステータスレジスタ #define SCFTDR3 ((volatile char *)0xFFFE980C) // 送信ＦＩＦＯ #define SCFRDR3 ((volatile char *)0xFFFE9814) // 受信ＦＩＦＯ // ここまで /*=== CMT0初期化関数 ===*/ void io_init_cmt0(void) { /*--- FRQCR設定内部クロック比 I:B:P = 144MHz:48MHz:24MHz ---*/ CPG.FRQCR.WORD = 0x1104; /*--- STBCR7設定 CMTクロック供給開始 ---*/ CPG.STBCR7.BIT.MSTP72 = 0; /*--- CMSTR設定 CMCNT0カウント停止 ---*/ CMT.CMSTR.BIT.STR0 = 0; /*--- CMCNT0設定 0クリア ---*/ CMT.CMCNT0.WORD = 0x0000; /*--- CMCSR0設定 CMI発生許可クロック設定[Pφ/512] ---*/ CMT.CMCSR0.WORD = 0x0043; /*--- CMCOR0設定 ---*/ CMT.CMCOR0.WORD = 0x8954; /*--- CMSTR設定 CMCNT0カウント開始 ---*/ CMT.CMSTR.BIT.STR0 = 0x1; } /*=== CMI0処理関数 ===*/ void int_cmt_cmi0(void) { int rdata; int rstat; /*--- CMF 0クリア ---*/ CMT.CMCSR0.BIT.CMF = 0; /*--- LED反転 ---*/ g_led_onoff ^= 1; if(g_led_onoff == 0){ led_on(); } else{ led_off(); } // 以下の行を追加。ＬＥＤが点滅するタイミングで、ＣＮ６の６ピンにシリアル信号を出す。 rstat = *SCFSR3;// SCFSR3 if(rstat & 0x2)// SCFSR3 { rdata = *SCFRDR3;// 受信データを読む *SCFSR3 = rstat & 0xFFFC; *SCFTDR3 = rdata;// SCFTDR3 に受信データを送信 *SCFSR3 &= 0xFFDF; } else { *SCFTDR3 = 0x40;// SCIF3 に0x40 '@'を送信 *SCFSR3 &= 0xFFDF; } // ここまで }

ＲＳ２３２Ｃでパソコンと接続する、簡易ＲＳ２３２Ｃ変換回路。使っているデジタルトランジスタは、ＤＴＣ１４３ＥＫＡ、もしくは、ＦＡ１Ａ４Ｍ（こちらはＴｒのＯＦＦが２．１μ秒ほどかかるので、パソコンによっては正しく通信できないこともある。）。また、出力ＴＸのプルアップ抵抗は、２．２ｋΩぐらいの方が出力を高くでき、信頼性が高くなります。

動作確認できたＲＳ２３２Ｃポートで操作できるモニタを移植

TxD3 と、RxD3 で、パソコンと通信できたら、ＲＳ２３２Ｃの入出力部分をＢＩＯＳとして独立させた、以下の３個の関数を用意します。

パソコンのターミナルソフトに１文字を送信する。void putcon(char c)
パソコンのターミナルソフトから送られる１文字を受信するまで待つ。int getcon(void)
パソコンのターミナルソフトから送られる１文字を受信したかをチェックする。int statcon(void)

以下は作成したモニタ用ＢＩＯＳ

#define SCFTDR3 ((volatile unsigned char *)0xFFFE980C) // 送信ＦＩＦＯ #define SCFRDR3 ((volatile unsigned char *)0xFFFE9814) // 受信ＦＩＦＯ #define SCFSR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9810)) // シリアルステータスレジスタ_3 // モニタ用ＲＳ２３２ＣのＢＩＯＳ // １文字送信 void putcon(int c) { while(1) { if(*SCFSR3 & 0x20) break; } *SCFTDR3 = (char)c; *SCFSR3 &= 0xFFDF; } // １文字受信するまで待つ int getcon(void) { unsigned int read; while(1) { if(*SCFSR3 & 0x2) break; } read = *SCFRDR3; *SCFSR3 &= 0xFFFD; return read; } // １文字受信したかのチェック //モニタを実行中、処理を中断したい場合、処理のループ内で呼び出す。 // 1 をリターンすると、getcon() で受信文字を確かめ、中断か、否かを判定。 int statcon(void) { int stat; stat = *SCFSR3; *SCFSR3 = stat & 0x0063; if(stat & 2) return 1; return 0; }

また、ＬＥＤ点滅サンプルソフトでは、タイマー割り込みを使っていますが、タイマーはそのまま使い、割り込みだけ発生しないように改造し、モニタ本体の　mainmoni を呼び出します。割り込み処理関数　cmt_func.c　は、そのままにしておきます。
改造した　SH7262_LED.c

/***********************************************************************/ /* */ /* FILE :SH7262_LED.c */ /* DATE :Tue, Mar 09, 2010 */ /* DESCRIPTION :Main Program */ /* CPU TYPE :SH72623 */ /* */ /* This file is generated by Renesas Project Generator (Ver.4.16). */ /* */ /***********************************************************************/ /*=== インクルード ===*/ #include "iodefine.h" #include <machine.h> //#include "typedefine.h" #ifdef __cplusplus //#include <ios> // Remove the comment when you use ios //_SINT ios_base::Init::init_cnt; // Remove the comment when you use ios #endif void main(void); #ifdef __cplusplus extern "C" { void abort(void); } #endif /*=== プロトタイプ宣言 ===*/ /*--- cmt_func.c ---*/ void io_init_cmt0(void); //CMT0初期化関数 void int_cmt_cmi0(void); //CMI0処理関数 /*--- led_func.c ---*/ void led_init(void); //LED初期化関数 /*=== グローバル変数 ===*/ int g_led_onoff; //LED点灯フラグ 0=OFF 1=ON // ここから追加 #define STBCR4 ((volatile unsigned char *)(0xFFFE040C)) // スタンバイコントロールレジスタ4 #define PFCR1 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE38AC)) // ポートF コントロールレジスタ1 #define PFCR0 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE38AE)) // ポートF コントロールレジスタ0 #define PFIOR0 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE38B2)) // ポートF・IO レジスタ0 #define SCSMR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9800)) // シリアルモードレジスタ #define SCBRR3 ((volatile unsigned char *)(0xFFFE9804)) // ビットレートレジスタ_3 #define SCSCR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9808)) // シリアルコントロールレジスタ_3 #define SCFSR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9810)) // シリアルステータスレジスタ_3 #define SCFCR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9818)) // FIFO コントロールレジスタ_3 #define SCEMR3 ((volatile unsigned short *)(0xFFFE9828)) // シリアル拡張モードレジスタ_3 #define SCFTDR3 ((volatile unsigned char *)0xFFFE980C) // 送信ＦＩＦＯ #define SCFRDR3 ((volatile unsigned char *)0xFFFE9814) // 受信ＦＩＦＯ #define CMCNT0 ((volatile unsigned short *)(0xFFFEC004)) // カウンタ。１カウントで、21.33 μ秒 int mainmoni (int); //　ここまで // /*=== メイン関数 ===*/ void main(void) { /*--- LEDポート初期化 ---*/ g_led_onoff = 0; led_init(); /*--- CMT0初期化カウント開始 ---*/ io_init_cmt0(); // ここから追加 /* ポート設定(RXD3(PF3))*/ *PFCR0 = (*PFCR0 & 0x0FFF)|0x4000; *PFCR1 = (*PFCR1 & 0xFFF8) | 0x4; // モジュールストップ44 スタンバイ解除 // bit4 0：FIFO 内蔵シリアルコミュニケーションユニットチャネル3 は動作 *STBCR4 = (*STBCR4 & 0xEF); // SCIF3動作 // *PFIOR0 = (*PFIOR0 | 0x10);// TxD3 output この設定は不要 *SCSMR3 = 0x0000;// SCSMR3 1stop, none,8bit,clock 1/64 *SCFCR3 = 0x0006;// SCFCR3 FIFO CTL clear *SCFSR3 &= 0x0;// SCFSR *SCSMR3 = 0x0000;// SCSMR3 1stop, none,8bit,clock 1/64 *SCBRR3 = 0x0C;// SCBRR3 115200 bps *SCEMR3 = 0x0080;// SCEMR3 0x80 *SCFCR3 = 0x0000;// SCFCR3 FIFO CTL *SCSCR3 = 0x30;// SCSCR3 Tx Rx // ここまで /*--- 割り込み優先レベル設定 ---*/ // INTC.IPR10.BIT._CMT0 = 0x1; // 割り込みを発生させないので、cmt_func.c の、int_cmt_cmi0()　は実行されない。 // set_imask( 0 ); /*--- ループ ---*/ while(1) { // if(statcon()) // putcon(getcon()); mainmoni (0); } } #ifdef __cplusplus void abort(void) { } #endif

モニタ自体は、かなり大きく　monitor.c　とファイル名を変更　して、プロジェクトに追加し、ビルドして実行すれば、ターミナルには、以下のように表示されます。図では、プロンプトの後、０ｘ１Ｃ００２６００番地以降のメモリ１２８バイトを、d コマンドで表示しています。

ＳＤカードとの接続回路図

注意
この回路図にはありませんが、ＳＤカードで使うＳＰＩポートは、オンボードのブート用ＳＲＯＭ（Ｕ５）と共用になっているため、ＳＤカードを操作する場合は、ＳＲＯＭのチップセレクトを、ブート後は切り離しておきます。半田ジャンパーのＪＰ１６をカットしておき、ＪＰＰ３をオープンにすることで切り離せます。
ＳＨ２Ａと、ＳＤカードとの接続は、以下のようになります。ライトプロテクトや、カード挿入の検出は、まだ接続していません。ＳＤカードソケットは、ヒロセの、ＤＭ１シリーズの、DM1AA-SF-PEJ と思われます。このソケットでは、カード挿入検出ピンがソケットの横に出ていて、小さく、しかもケースと非常に近いため、半田付けには慎重さが必要です。（実際、同じルネサスのＲＸ６２ＮマイコンにＳＤカードを接続するとき、カード挿入検出ピン( DETECT )が、内部ケース部分とショートしてしまい、ＣＯＭピンを、ＧＮＤにすることができなくなってしまいました）

今回は、半田付けの困難な、DETECT ピンと、ＤＳカードの８番ピン（ＤＡＴ１）に、あらかじめ接続線を付けてユニバーサル基板に実装しました。他のピンは、２．５０ｍｍピッチに並んでいるので、ユニバーサル基板の穴の近くに並びます。ただしこのようにするには、ソケットの裏のプラスチックの突起がちょうどスルーホールに入るように、穴を大きく（直径１．５ｍｍぐらいのドリル）しておきます。

ＳＤカード操作の機能

モニタのコマンドにＳＤカードを操作するコマンドを追加して、単にＳＤカードの読み書きにとどまらず、いろいろなことができるようにします。予定している操作機能は、以下のようなものです。

ＳＤカードの初期化。コマンドは、Si(enter)--CMD0,CMD8, ... さらに、CSD を読み出して、SDHC か否かなどを調査する。
ＳＤカードを指定セクタから指定メモリに、指定セクタ数だけ読む。コマンド例。Sr2000,1c010000,1(enter)--0x2000 セクタから、0x1c010000 番地に、1　セクタ読み出す。
上記コマンドで、マルチセクタリード、CMD23 + CMD18 で実行。コマンド例。SR2000,1c010000,10,10(enter)--0x2000 セクタから、0x1c010000 番地に、10　セクタ読み出す。
ＳＤカードの指定セクタから指定メモリのデータを、指定セクタ数だけ書く。コマンド例。Sw5000,1c010000,10(enter)--5000(hex) セクタから、0x1c010000 番地からのデータを、0x10 セクタ書く。
ＣＲＣチェックの有効、無効を指定する。encrc(enter)--有効、 dscrc(enter)--無効。
ＳＰＩの転送クロックを指定する。ボーレート設定レジスタを変更してスピードを変える。clkspeed 0(enter)--付録基板での最速、24MHz になる。
ＣＲＣ７や、ＣＲＣ１６を計算する。crc7 1c008100,f(enter)--メモリの 0x1c008100　番地から、0xF バイトのＣＲＣ７を計算して表示する。
ＣＭＤｘ　をＳＰＩで送って、レスポンスを表示する。CMD0,CMD1,CMD8,CMD9,CMD10,CMD17,CMD18,CMD23,CMD24,CMD58,CMD41(=ACMD41) など
各コマンドの実行時間を測定して、後で確かめる。最大約１．２秒まで。これは、SH7262 内臓カウンタが１６ビットの制限による。T(enter)

以上の機能を入れるため、先に紹介した、monitor.c を、４個のファイルに分割します。旧monitor.c は、新monitor.c と、monitor.h と、mmcbios.c と、sh7262.h になります。それぞれmonitor.c 　monitor.h 　mmcbios.c 　sh7262.h です。これらをプロジェクトに追加してコンパイルします。
注意。追記　ここに示したソースは、2011.8.1 に修正したものです。インターフェイス誌２０１０年５月号の１３０ページで解説されているように、シリアル・フラッシュＲＯＭのアップデートを行うと、ＳＨ７２６２のスタンバイ制御レジスタのほとんどが、スタンバイ状態に戻されるため、以前のプログラムではＳＤカードを操作できなくなってしまうのです。スタンバイレジスタ、ＳＴＢＣＲ５も、０ｘＦＦになってしまいます。購入したままの基板では、ＳＴＢＣＲ５は、０ｘ１０となっており、すでにＳＰＩポート０は動作可能状態になっているため、設定を変更することなく動作していました。アップデート後のシリアルフラッシュメモリでブートした状態で、ＳＤカードプログラムを走らせるには、ＳＴＢＣＲ５の、Ｄ１ビットを０にする必要があります。このため、上記、mmcbios.c と、sh7262.h に、ＳＴＢＣＲ５のＤ１を０にする命令を追加しました。
修正前のファイルsh7262_old.h 　mmcbios_old.c

以上の操作ができるモニタを移植して、操作したスクリーンショットです。この例では、８ＧＢの microSD カードを操作しています。

この例では、Si で初期化、その後、 CMD10 を送ってレスポンスを表示しています。

CID = 00 FF FE 13 4B 47 53 44 30 38 47 00 61 28 1F 32 00 AC 75 3E 15 FF FF
CID = 00 は、レスポンス００の後、送られたデータをそのまま表示しています。ＦＥ　の次からが、ＣＩＤデータ列です。１５バイトの後、ＣＲＣ７、続いてＣＲＣ１６が、２バイトになっています。これらを確認するため、crc7 と、 crc16 で、計算して確認しています。

CID data address=1C006120
は、ＣＩＤを読み取った先頭アドレスを表示しているので、ＦＥの次の　１３　のアドレスは、0x1C006123 となるので、crc7, crc16 コマンドの引数でこのアドレスを指示し、バイト数を指示して計算しています。レスポンスの値と一致していることがわかります。

SH2A-Bug>Sr4000,1c020000,10
次にＳＤカードの０ｘ４０００セクタから０ｘ１０セクタを、メモリの０ｘ１Ｃ０２００００番地以降に読み出して、その実行時間を後で表示しています。１６セクタ読むのに、１８ｍｓほどかかっているのがわかります。８ＫＢを、約１５ｍｓで読むので、５５３ｋＢ／秒、平均ビットレート４．４２Ｍビット／秒となります。ＳＰＩのクロックを２４ＭＨｚにしているので、１８％ぐらいの速さです。ＳＰＩでのソフト転送では優秀な方です。

SH2A-Bug>SR4000,1c020000,10,10
次は、マルチセクタリードのコマンドで同じ操作をして、１４．８ｍｓであることを表示しています。若干早くなっているのがわかります。引数が１個増えていますが、CMD23 で与えるセクタ数を指定するためです。

SH2A-Bug>d1c020000
最後に、セクタ指定して読み出したＳＤカードのデータを表示しています。このＳＤカードでは、ここが、ＦＡＴ３２のディレクトリであることがわかります。０ｘ４０００セクタから読み出していますが、メーカーの異なる同じ８ＧＢのＳＤカードでも、ここにディレクトリ情報があるとは限りません。

基板が動かない？？？？。ＵＳＢデバイスを認識しない

一週間ほど動かさないで、再び動かそうとすると、Ｈｅｗの起動画面で、デバッグ用シリアルポートでＳＨ－２Ａ基板が認識されなくなっていた。何度やっても同じで、Ｗｉｎｄｏｗｓを再起動してもだめだった。デバイスマネージャには、不明なデバイスと出るだけ。ドライバを再インストールしても、だめ。うーん、これはどうしたことか。「ＣＱ　ＳＨ－２Ａ　デバイス　認識しない」　で検索。すると、ＣＱのサイトに、このような記述が・・・　そこで、別の基板で試すと、２枚がだめで、１枚だけ認識した。
おいおいおい、なんてことだ。ま、２千円ほどで買った基板だから、しようがないか。ＵＳＢが動かないと、このままではなにもできない。ＵＳＢ内臓マイコンで、最初の動作を、ブート後ＵＳＢポートでのデバッグになっている場合、パソコン側でＵＳＢがブロックされてしまうと、身動きできない。

実は、ＵＳＢデバッガは、以前からあまり信用していなかったので、（フェイルセイフの観点から、信頼性に劣る）ＳＨ－２Ａの別のブートデバイスで、ＲＳ２３２Ｃ経由のデバッグを作ろうと思います。無論、Ｈｅｗでの操作ではなく、デバッグ機能は低いけれど、簡易モニタでの操作となります。Ｃ言語のソースレベルデバッグなど、もうとっくの昔に卒業してしまっているので、Ｈｅｗでなくても不自由はしない。

オンボードＳＲＯＭを無効にして、外部の他のデバイスからブートする改造

付録基板は、オンボードのＳＲＯＭからブートするようになっており、ブート後、ＨｅｗのデバッガとＵＳＢで通信するようになっていますが、ＳＲＯＭのチップセレクトを無効にすることができ、外部に並列にＳＲＯＭを装着して、これのチップセレクトを有効にすると、そこからブートさせることができます。とはいうものの、ＵＳＢを認識しなくなった基板では、外部のＳＲＯＭにプログラムを書くことすらできません。他のデバイスからブートする方法として、以下の方法が考えられます。すでにＵＳＢを認識できなくなった２枚のボードを復旧するには、この方法しかないようです。（ＪＴＡＧデバッガーを持ってないし、安価になったとは言え、１万円を投資する気はない）

外部１６ビットパラレルバスに接続した、フラッシュメモリ（またはＲＯＭエミュレータ）からブートする。ブートモードを０にする基板改造が必要。
外部に並列にＳＲＯＭを付け、オンボードのチップセレクトを無効にする。半田ジャンパーＪＰ１６をカットし、ＪＰＰ３をオープンにしておく。
ＮＡＮＤフラッシュメモリからブートする。

以上３種類があるようですが、書いてない４番目は、ＳＲＯＭを低速で動作させるだけで、方式は２と同じとなります。しかし、いづれもＲＯＭにどうやって最初にプログラムを書くかという問題が付きまといます。ＲＯＭエミュレータや、ＳＲＯＭエミュレータがあればいいのですが、このためだけに購入、または製作する気はないので、とりあえず動作している１枚の基板を使って、外部に並列に追加したＳＲＯＭに別のプログラムを書いて、チップセレクトを入れ替えて起動できるような改造をします。この改造した状態が、以下の写真です。

ＳＲＯＭは２個追加して、２種類のブートが選択できるように、チップセレクトを有効にするジャンパーピンをそれぞれに設けています。この写真では、オンボードのＪＰＰ３をオープンにし、追加したＳＲＯＭの左側を有効にしています。無論、Ｈｅｗで操作できるように、最初は、オンボードのＪＰＰ３だけショートしておいてＨｅｗを立ち上げ、その後、書き換えたいＳＲＯＭのジャンパーピンだけショートします。追加するＳＲＯＭは、オンボードと同じく、Ｍ２５Ｐ０５にしたいところですが、手持ちが無かったので、Ｍ２５Ｐ２０になっています。その為、ＣＱ出版のサイトからダウンロードできるＳＲＯＭ書き換えユーティリティーソフト（ SPIwriterAll ）は正常には動きませんでした。

追加したＳＲＯＭの回路図です。ＳＤカードで使ってる信号とほとんど共用ですので、ＳＤカードを操作する場合は、チップセレクトのジャンパーを外しておきます。しかし、これでは不便なので、ＳＲＯＭのＣＳピンへは、ＳＨ２ＡのＳＰＩ０で操作するＳＳＬ００ではなく、別のピンで操作する方法に変更予定です。→　ＳＤカードのＣＳがＬｏｗの時、ＳＲＯＭのＣＳを無効（　Ｈｉｇｈ　）にする。

ＣＱ出版のＳＨ２Ａ特設ページには、いろいろと有用なソフトがあって、ソースコードもありますが、このサイトから、ＳＲＯＭに書かれているブートローダのソースと、ＳＲＯＭのアップデータファイル（バイナリファイルで、名称は、SPIROM.BIN　）を参考に、ＳＲＯＭの前半部分、０ｘ２０００以降にＵＳＢモニタの代わりに、簡易モニタを入れてブートできるようにします。ＳＲＯＭの後半部分に書けば、Ｈｅｗのデバッガと選択的にブートできるのですが、ＮＭＩピンのＬｏｗ、Ｈｉｇｈで切り替える方法では、ＮＭＩが使えなくなるので、前半０ｘ２０００～０ｘ７ＦＦＦに書きます。ＳＨ７２６２にあらかじめ組み込まれているブートローダは、ＳＲＯＭの０～０ｘ１ＦＦＦまでなので、８ｋＢしか使えませんから、ブートローダはそのままで、その後に書きます。同じセクタ内なので、ブートローダを含む１セクタ３２ｋＢを読み出して、新しいモニタを、０ｘ２０００以降に上書きしてＳＲＯＭに書く手順とします。オンボードのＳＲＯＭを書き換えると、ＵＳＢモニタをブートできなくなるので、新しく追加したＳＲＯＭで行います。

ＳＲＯＭのブートローダを使うには

ＳＨ７２６２のモード１のブート手順は、内臓されたブートプログラム（ルネサスでは非公開）が、ＳＲＯＭの０番地から０ｘ２０００バイトを、内部高速メモリの０ｘＦＦＦ８００００番地以降にロードし、０ｘＦＦＦ８００００から実行するようになっています。ブートローダーは、ロード先のアドレス、実行アドレス、実行の前に設定するスタックポインタの値の３個を、以下の場所から読み出しています。

ＳＲＯＭの先頭から０ｘ２０００：４バイト：ロード後、プログラムカウンタに設定する値。このアドレス値から実行する。
ＳＲＯＭの先頭から０ｘ２００４：４バイト：実行前に設定する、スタックポインタの値。
ＳＲＯＭの先頭から０ｘ２０２０：４バイト：ロード先のメモリアドレスの先頭番地

以上の値を設定したプログラムデータを、０ｘ２０００番地以降に書いておけば、ローダーが読み出して実行してくれますが、ローダー部分を含めたユーザープログラムを、ＳＲＯＭに書くソフトが必要になってきます。そこで、次のようなＳＲＯＭリードライト操作ができるモニタを作成しました。そして、このモニタをブートできるようにします。

SH2A-Bug>rrx,y (enter) ＳＲＯＭの x 番地から、y バイトをヘキサ表示する。
SH2A-Bug>rrmx,y,z (enter) ＳＲＯＭの x 番地から、z バイトを、メモリの y 番地以降に、z バイト読み出す。
SH2A-Bug>rs (enter) ＳＲＯＭのステータスレジスタを読み出して表示する。
SH2A-Bug>rs (enter) ＳＲＯＭのステータスレジスタを読み出して表示する。
SH2A-Bug>rsw (enter) ライトイネーブルフラグ（　ＷＥＬ　）を１にする。
SH2A-Bug>rex (enter) アドレス、x のページを消去する。あらかじめ、ＷＥＬフラグを１にしておく。
SH2A-Bug>rwx,y,z (enter) ＳＲＯＭの x 番地以降に、メモリの y 番地以降の　z バイトを書く。あらかじめ、ＷＥＬフラグを１にしておく。

モニタには、パソコンからモトローラＳレコード形式のヘキサファイルを受信して、メモリに書くローダー機能や、逆にメモリのデータを、Ｓレコードでパソコンに送信する機能もあります。またこの機能には、Ｓレコードの実アドレスに数値を加算したアドレスにロードしたり、送信したりできるので、高速ＲＡＭ領域のアドレス、０ｘＦＦＦ８ｘｘｘｘ　で実行できるＳレコードファイルを、大容量メモリの０ｘ１Ｃ００ｘｘｘｘなどにロードできます。
こちらが、これらの機能を追加したモニタの、Ｈｅｗプロジェクトファイル一式です→　ISample4_SROM.lzh
上記、無い場合は、こちら→　ISample4_SROM.lzh
この中の、release フォルダにある、SH7262_LEDboot.mot が、ＳＲＯＭのブートローダー付きの、ＳＲＯＭに書くデータです。
また、ＣＱ出版のＵＲＬからダウンロードできる、ＳＲＯＭのアップデータには、ＳＲＯＭに書くバイナリファイル、SPIROM.BIN がありますが、これをＳレコード形式に変換したファイル、spirom.mot　と、ＳＲＯＭのローダー部分だけ抜き出した、spirom_loader.mot　も置いています。いずれも、先頭アドレスが０ｘＦＦＦ８７０００になっています。ISample4_SROM.lzh　で作成するユーザープログラム ( release ) は、０ｘＦＦＦ８９０００番地からロードするようにしているので、このようなアドレス設定になっています。SPIROM.BIN　を、spirom.mot　に変換したツールは、こちらにあります→　hexutils013

SH7262_LEDboot.mot　は、Ｈｅｗで作成した、SH7262_LED.mot　を、spirom_loader.mot　の後にエディタで追加して作成したものです。

ＨｅｗによるＵＳＢデバッガが使える状態から、SH7262_LEDboot.mot　をＳＲＯＭに書く手順は以下です。ＳＲＯＭに書く場合は、書き換えたいＳＲＯＭのチップセレクトだけ有効にしておきます。

付録基板に追加した、ＳＩＯ３ポートにパソコンのＲＳ２３２Ｃケーブルを接続し、ターミナルソフトで監視する。
Ｈｅｗで、ISample4_SROM.lzh　を解凍したプロジェクトを開く。
Ｈｅｗで、Ｄｅｇｕｇモードを選択して、デバッグ（Ｄ）タブの下の方の、ダウンロード(W) で、すでに出来上がっている、プログラムデータをダウンロードする。
Ｈｅｗの、デバッグ（Ｄ）タブの、リセット後実行（Ｅ）を選択する。
ターミナルには、
Custom Monitor SROM 2011.8.6
SH2A-Bug>
と表示される。
パソコンから、SH7262_LEDboot.mot　を受信して、０ｘ１Ｃ０１００００番地以降にロードするため、次のコマンドを与えます。
SH2A-Bug>l1c089000 ( enter ) これは、Ｓレコードのアドレス情報に、０ｘ１Ｃ０８９０００を加算したアドレスにロードする指示。
0x1C089000 + 0xFFF87000 = 0x1C010000 となり、0xFFF87000 番地のデータは、0x1C010000 にロードされます。
ターミナルから、SH7262_LEDboot.mot　を送信します。テラタームでは、バイナリ指定にしておきます
全部受信すると、
start loading address = 1C010000
END. bytes loaded = 0000444C ( これは受信した全バイト数。モニタのバージョンにより、この数値と異なる場合があります )
と、ＳＨ２Ａが応答します。
SH2A-Bug>rsw ( enter ) で、ＷＥＬフラグを１にします。
SH2A-Bug>rs ( enter ) で、ＷＥＬフラグを確認します。
02 02 と応答します。
SH2A-Bug>res ( enter ) で、イレーズセクタコマンドを出します。s の右に何も無いので、０セクタとなっています。セクタ１なら、res1
SH2A-Bug>rr0,f ( enter ) で、先頭のデータをダンプして、消されているか確認します。
FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF FF
FF
と、応答するので、次にライトします。
SH2A-Bug>rw0,1c010000,5000 ( enter ) で、ＳＲＯＭの先頭０番地以降に、0x1C010000 番地から、0x5000 バイトを、書きます。
SH2A-Bug>rw0,1c010000,5000................................................................................
と応答します。ドット１個で、２５６バイト書いたことを示しています。途中、書き込み終了の応答が無い場合、タイムアウトのエラーが出ます。
SH2A-Bug>rr0,7f ( enter ) で、先頭部分をダンプしてみます。SH7262_LEDboot.mot　と一致しているはずです。
SH2A-Bug>rr0,7f
DF 05 D0 04 40 2B 00 09 44 2E 60 42 74 04 6F 42
40 2B 00 09 FF F8 00 1C FF F8 20 00 7F FC D1 42
41 4B 04 6A 0E F1 E8 00 7E FF 24 E9 D1 3F 41 0B
44 6A 07 E0 08 00 05 6A 34 71 90 00 01 00 80 00
25 E9 24 18 45 6A 32 2A 72 01 65 F3 62 2D 22 28
D2 37 8F 1E E6 04 04 00 80 20 42 4B 06 6A 65 F2
25 58 26 E9 8D 03 46 6A 60 53 88 FF 8B 03 05 00
3C 00 45 28 2F 52 02 80 20 00 06 00 80 00 35
22
SH2A-Bug>

以上の操作のスクリーンショットです。
テラタームで、送信ファイルを選択しているところ。バイナリ（Ｂ）にチェックを入れておきます。

テラタームで、送信しているところ。

一連の操作の図

ＳＤカードのＣＳがＬｏｗの時、ＳＲＯＭのＣＳを無効（　Ｈｉｇｈ　）にする。

ＳＤカードを操作するときも、同じＳＰＩポートを使うので、ＳＲＯＭのチップセレクトが接続されていると、ＳＤカードへのコマンド送信のとき、ＳＲＯＭのチップセレクトもＬｏｗになり、たまたまＳＲＯＭのコマンドフォーマットに合致したバイト列だと、それへの応答をしてしまいます。このとき、ＳＤカードの信号とショートしてしまいます。ＳＤカードの操作をしているとき、たまにＳＤカードの初期化が失敗することがあり、その原因を調べていると、ＳＲＯＭの応答信号とショートしているらしい信号波形が見つかり、以下のような回路を追加しました。

無論、ＳＲＯＭのチップセレクトを禁止できるのは、外部に追加したＳＲＯＭだけで、オンボードのＳＲＯＭは禁止できないので、ＳＤカードを操作するときは、外部に追加したＳＲＯＭからブートして使うようにしました。いままで、オンボードのＳＲＯＭが有効のまま、ＳＤカードをいろいろ操作してきましたが、ＳＲＯＭが何ともなかったのは不思議なくらいです。（　ＳＤカードの操作で、たまにエラーは起こっていた）

ＳＨ用ＧＣＣクロス開発環境 ( Cygwin ) を作成し、これでソフト開発。gcc はコードサイズが小さい

ＲＸマイコンでは作成しましたが、今度はＳＨ用に作成してみます。使っているＣｙｇｗｉｎは、１．７．７（　$ uname -r でバージョンを確認できる ) のものですが、最新のものでもＯＫでしょう。クロス開発環境を作成する Cygwn のセットアップの仕方は、こちらと同じです。→　ＲＸマイコン用ＧＣＣ開発環境を作る
クロス開発環境のセットアップは、ＲＸマイコンとほとんど同じです。違いは、コンフィギュアーのスクリプトで、ターゲットのＣＰＵの指定を、rx-g460-elf 　から、sh-g460-elf に代えるだけです。
用意したソースは、binutils-2.21.tar.bz2　gcc-4.6.0.tar.bz2　newlib-1.18.0.tar.gz　です。newlib だけは、redhat からです。
これらを、/usr/local フォルダにコピーしておき、以下を実行します。

#------------- 解凍 cd /usr/local bzip2 -dc binutils-2.21.tar.bz2 | tar xvf - >tarbin221.log 2>&1 tar zxvf newlib-1.18.0.tar.gz >tarn1180.log 2>&1 bzip2 -dc gcc-4.6.0.tar.bz2 | tar xvf - >targc460.log 2>&1 #------------ configure binutils cd /usr/local/binutils-2.21 mkdir buildsh cd buildsh ../configure --target=sh-g460-elf --prefix=/usr/local/sh-g460-elf --disable-nls \ >confb.log 2>&1 #------------- make and install make >makeb.log 2>&1 make install >makebi.log 2>&1 #------------ cd dir cd /usr/local cd gcc-4.6.0 mkdir buildsh cd buildsh #------------- set path export PATH=/usr/local/sh-g460-elf/bin:$PATH #------------- configure ../configure --target=sh-g460-elf --prefix=/usr/local/sh-g460-elf \ --with-gmp --with-mpfr --with-mpc \ --with-gnu-as --with-gnu-ld --with-newlib \ --with-headers=/usr/local/newlib-1.18.0/newlib/libc/include \ --enable-languages=c,c++ >confshg460.log 2>&1 #------------- make and install make >makeshg460.log 2>&1 make install >makeshg460i.log 2>&1 #------------- add newlib cd /usr/local/newlib-1.18.0 mkdir buildsh cd buildsh ../configure --prefix=/usr/local/sh-g460-elf \ --target=sh-g460-elf \ >confb.log 2>&1 #------------- make and install make >maken.log 2>&1 make install >makeni.log 2>&1 #------------- tar and zip toolchain cd /usr/local/sh-g460-elf tar zcvf ../sh-g460-elf.tar.gz ./ >../tarshg460.log 2>&1

これらのコンパイルは、ＲＸのように１時間ほどでは終わらず、かなり時間がかかり、Ｃｏｒｅｉ５の３．３ＧＨｚで、２時間半ほどかかりました。
tar.gz でまとめたものはこちら。→　sh-g460-elf.tar.gz　９０ＭＢほどあります。無い場合は日を改めてね。ときどきサーバーを止めます。
解凍して、sh-g460-elf　フォルダを　/usr/local フォルダにコピーして、
export PATH=/usr/local/sh-g460-elf/bin:$PATH でパスを通すと使えます。
makefile の例です。ここで紹介したＳＤカードを操作するモニタを、ＧＣＣで開発できるものです。

#/* # Copyright Bitcraft Co.Ltd 2011.6 # All rights reserved. #*/ CC = sh-g460-elf-gcc LD = sh-g460-elf-ld OBJCOPY = sh-g460-elf-objcopy AS = sh-g460-elf-as STRIP = sh-g460-elf-strip # -finput-charset=cp932 -fexec-charset=cp932 はＳＪＩＳコメント// 行の右端が"能"、文字列で、"表示"などの対策 CFLAGS = -m2a -Os -finput-charset=cp932 -fexec-charset=cp932 LDFLAGS_RAM = -Tspr7262.x -nostartfiles LDFLAGS_ROM = -Tspr7262r.x -nostartfiles # C library LDLIBS = /usr/local/sh-g460-elf/lib/gcc/sh-g460-elf/4.6.0/m2a/libgcc.a all: spr7262.mot spr7262r.mot monitor.s monitor.lst # RAM spr7262.mot : crt0.o intprg.o monitor.o mmcbios.o makefile spr7262.x sh7262.h $(LD) $(LDFLAGS_RAM) -Map=spr7262.map -o spr7262.elf crt0.o intprg.o monitor.o mmcbios.o $(LIBC) $(LDLIBS) $(OBJCOPY) -O srec -R .stack spr7262.elf spr7262.mot # rm spr7262.elf # ROM spr7262r.mot : crt0.o intprg.o monitor.o mmcbios.o makefile spr7262r.x sh7262.h $(LD) $(LDFLAGS_ROM) -Map=spr7262r.map -o spr7262r.elf crt0.o intprg.o monitor.o mmcbios.o $(LIBC) $(LDLIBS) $(OBJCOPY) -O srec -R .stack spr7262r.elf spr7262r.mot # rm spr7262r.elf # FLASH ROM monitor.o : monitor.c makefile spr7262.x sh7262.h spr7262r.x $(CC) -c $(CFLAGS) -o monitor.o monitor.c monitor.s : monitor.c makefile spr7262.x sh7262.h spr7262r.x $(CC) -S $(CFLAGS) -o monitor.s monitor.c mmcbios.o : mmcbios.c makefile spr7262.x sh7262.h spr7262r.x $(CC) -c $(CFLAGS) -o mmcbios.o mmcbios.c mmcbios.s : mmcbios.c makefile spr7262.x sh7262.h spr7262r.x $(CC) -S $(CFLAGS) -o mmcbios.s mmcbios.c intprg.o : intprg.c makefile spr7262.x sh7262.h spr7262r.x $(CC) -c $(CFLAGS) -o intprg.o intprg.c intprg.s : intprg.c makefile spr7262.x sh7262.h spr7262r.x $(CC) -S $(CFLAGS) -o intprg.s intprg.c # monitor.lst : monitor.s makefile sh7262.h $(AS) -isa=sh2a -o monitors.o -ahls=monitor.lst monitor.s crt0.o : crt0.s makefile sh7262.h $(AS) -isa=sh2a -o crt0.o -ahls=crt0.lst crt0.s

この makefile で扱うＳＤカード操作プログラムの　Cygwin GCC sh-g460-elf.tar.gz 用の全ソースはこちら　→　sh7262mmc.lzh
解凍して、Cygwin の　適当なディレクトリにコピーします。例。Cygwin/home/anonymous/sh7262mmc
ここには、０ｘＦＦＦ８９０００から（ＣＱ出版のＳＲＯＭのブートローダ対応）ロードされて実行可能なＲＯＭファイルと、０ｘ１Ｃ００００００からロードして実行可能なＲＡＭ用ファイルを作成する、リンカースクリプトを含んでいます。
ソースを改造して、再構築するには、cd /home/anonymous(例)/sh7262mmc で、make ( enter ) で、ＲＯＭ用　spr7262r.mot、ＲＡＭ用の実行ファイル　spr7262.mot ができます。ＳＲＯＭのブートローダーで、電源ＯＮで実行させるには、spr7262r_boot.mot の　先頭から、0xFFF88FFF までがブートローダーなので、これを、spr7262r.mot の前方に追加して、ＳＲＯＭの０番地から書けば、電源ＯＮで、spr7262r.mot　が走ります。ただ、このプログラムには、ＳＲＯＭの書き換え機能を含んでいません。ＳＤカードを操作するソフトです。

このプログラムの元になった、Ｈｅｗで作成するプロジェクトファイル一式がこちら　→　Interface_Sample5a.lzh

中身を見ると判りますが、ＧＣＣで作成すると、１割強短くなっています。Ｈｅｘファイルを、モニタでロードしてみて、比較したスクリーンショットです。

上３行が、Ｈｅｗで作成したＲＡＭ用実行プログラムの長さ。（アドレスでの長さではなく、ロードしたバイト数）
５行目から７行目が、ＧＣＣ（ sh-g460-elf.tar.gz ）で作成したＲＡＭ用実行プログラムの長さ。（アドレスでの長さではなく、ロードしたバイト数）
いづれも、Ｓレコードからメモリに書いた長さなので、（　最終にロードされるアドレス　－　先頭アドレス　）　ではありません。実際、Ｈｅｗで作成したものは、リンカーのセクション指示で、アドレスが不連続になっていますから、0x1C004F6E が最終というわけではありません。
なお、Ｈｅｗでのコンパイルオプションは、コードサイズを小さくするのを最優先としており、ＧＣＣも同じです。ＧＣＣでのオプションは、-Os となっています。

ちなみに、実行スピードでは、Ｈｅｗが早いようです。特に、Dhry Stone V2.1 ベンチマークでは、Ｈｅｗの方が早いらしい。というのは、Dhry Stone では文字列の比較ルーチンがあり、Ｈｅｗでは、ＳＨ２の特別な命令を使って、このあたりを早く実行するからだと思われます。ＳＨ７２６２では試していませんが、以前、ＳＨ２で比較したことがあり、Ｈｅｗがかなり早かった記憶があります。１．２～１．３倍。

Dhrystone 2.1 で、186,780 Dhrystones per Second

Dhrystone 2.1 は、２０年以上も使われているベンチマークソフトですが、ＩＣベンダーのコンパイラでは、たとえば、文字列比較( strcmp )などを、高速に実行するため、特殊な命令を使ったライブラリを使うので、単純な比較はできません。そこで、strcpy , strcmp などを、組み込みライブラリを使わず、自前で作成したもので、Dhrystones per Second　を出してみます。Dhrystone 2.1 では、時間を計測する、time() 関数が必要なので、ＳＨ７２６２内蔵のタイマーカウンタを使います。

ところが、モニタで使用しているカウンタは、１６ビットまでなので、長時間の測定ができません。そこで、１６ビットタイマーを２個使って、カスケード接続して、３２ビットカウンタで測定します。使うタイマーは、マルチファンクションタイマの、TCNT_2 と TCNT_1 です。この２個は、カスケード接続ができますが、TCNT_2 のプリスケーラの選択が減って、PΦ／512 が無く、PΦ／64　を使うことになります。PΦは、２４ＭＨｚなので、１クロックが、２．６６６６６μsec になります。これでカスケード接続の３２ビットのカウントを行って、時間を計測します。それぞれのカウンタ値は、別アドレスになっているので、２箇所読んで、ソフトで結合しますが、カウンタのＬＳＢ側 TCNT_2 読んだときがオーバーフロー直前で、上位ＭＳＢ TCNT_1 を後で読んだときには、TCNT_1 が更新してしまう場合が起こります。この場合は本来の値より、０ｘＦＦＦＦ多くなってしまいます。これを避けるには、TCNT_2 を読んだときに、０ｘＦＦＦＦなら、０ｘＦＦＦＦでなくなるまで待って、TCNT_1 を読むようにします。では、TCNT_2 が０ｘＦＦＦＥならどうなのかということですが、ＣＰＵが早いので、割り込みを使っていなければ、TCNT_1 を読むときまでオーバーフローすることはありません。
以下は、Dhrystone 2.1　を、１００万回実行したときのスクリーンショットです。

下の方の、Time HEX = 51B51A は、３２ビットカウンタから読んだ差を、マイクロ秒に換算した３２ビットのヘキサ表示の値です。１００万回で約５．３秒かかっています。１８万６千というのは早いのか遅いのか、ピンときませんが、パソコンのＣｏｒｅ２　２．２ＧＨｚで、約７７０万になるので、この場合１／４１の速さになります。
ちなみに、インターフェイス誌２００９年５月号の付録基板、ＡＲＭのＬＰＣ２３８８（７２ＭＨｚ）では、６万２千５００でした。ここで使っているＳＨ２Ａは、付録基板のＡＲＭの、２倍のクロック（１４４ＭＨｚ）ですが、Dhrystone 2.1 では、３倍ほどになっています。無論、同じソースで、コンパイラもＧＣＣを使って、オプティマイズも（－Ｏ２）での比較です。ＳＨ７２６２は、最高で、２命令／１クロックなので、この辺で差が出ているものと思います。さらに、ＳＨ４（ＳＨ７７５０。ＳＨ４としてはかなり古い）の２４０ＭＨｚでは、約３５万になります。１４４ＭＨｚ換算では、２１万となり、クロックを考慮すると、ＳＨ７７５０が勝っています。ＳＨ４も、２命令／１クロックですが、さすがＳＨ４って感じです。

上記のスクリーンショットで使ったDhrystone 2.1 の Cygwin ソース一式。この中の、spr7262.mot　を、アドレス情報通りに　ＳＨ７２６２の０ｘＦＦＦ８００００番地からロードし、０ｘＦＦＦ８０５００から実行します。その後、
SH2A-Bug>Df4240 ( enter ) で、
Dhrystone Benchmark, Version 2.1 (Language: C)
Program compiled without 'register' attribute

Program compiled with optimizing option (-O2)

Please give the number of runs through the benchmark: ここで、( enter ) のみを押すと、
Dhrystone 2.1 を１００万回実行して、約５秒後に結果を出します
spr7262.mot　での回数指定は、SH2A-Bug>Df4240　と、0xf4240 ( 1,000,000 ) で指定しています。実行結果の計算は、整数で行っているので、最大で約１００万回です。'D' は、 Dhrystone を実行するコマンドです。

上記のソースの元にしたのは、Ｗｉｎｄｏｗｓ（ＶＣ＋＋　６．０、２００５　など）でコンパイルできる　Dhrystone 2.1 のソースです。実行ファイルは、dhry21.exe 。ソースは、どこからダウンロードしたか不明です。コンパイル時にたくさんの warning が出ますが無視。パソコンでは１００,０００,０００回実行します。（１億回）

工事中

ホーム　に戻る