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2012年3月13日火曜日

GNU GCC 開発環境整備 再び (for ARM Cortex-M3)

CQ出版 Interface誌 恒例の付属基板 本年(2012年)は 富士通「FM3マイコン」のようです。このマイコンはARM Cortex-M3マイコンで、今は亡きDesign Wave誌 2008年5月号付属の基板CQ-STARMと同じコアです。
  そこでほぼ4年前の基板CQ-STARMを引っ張り出し、電源ON、するとその当時組んだプログラムが動きだしました。「お久しぶり」といった感じでした。
  この基板に搭載されたMCUはSTM32F103で
   動作クロック72MHz、RAM 20KB、フラッシュROM 128KB 
 本年の「FM3マイコン基板」に搭載されるMCUはMB9BF618T(予定)で、
   動作クロック144MHz、RAM 128KB、フラッシュROM 1MB
 かなりのスペックです。 今年は本腰を入れていろいろ遊びたいと思います。

  さて、STM32基板ですが、若干物足りないスペック、開発環境はIARのWorkbench(使用制限)、追加部品の水晶発振子の入手性 等で、その当時、動作確認程度の開発にとどめていました。
 そのような扱いのSTM32基板、稼働したプログラムのプログラムソースをビルドすると、案の定、ビルドエラーが発生しました。他のARM基板(LPC2388、LM3S8962)での開発でGNU GCCの開発環境(GCC ver.3.4. => ver.4.3 )を組み直したのが原因だと思われます。
   今年のFM3基板の準備として、GNU GCCの開発環境の組み直しを行いました。   

 1.GNU GCC 開発環境について
  ◎GCCは、ARM対応版を整備する。
    ARM7TDMI、Cortex-M3、、、、各MCUコア共通
  ◎コードセットはThumb
    GNU GCC はThumb-2に非対応 GCC Vre4.6.3のインストールで Thumb-2のコードセットがインストールされることを秘かに期待していたのですが残念、、、、Thumb-2は2003年の発表で、そろそろGNU GCCでThumb-2の対応があっても良いのではと思います。
    Interface編集部、ARM社、富士通、、、、どこでも良いから、GNU GCCのThumb-2対応版をリリースしてほしいものです。  

  ◎FPU (Floating Poing Unit; 浮動小数点演算ユニット)無しで整備する。
    GNU GCCでビルドすると。「…m-elf/4.6.3/thumb/lib**.a(_******.o) uses hardware FP, whereas main uses software FP」のビルドエラー発生 安直にコンパイルオプション -mhard-float を付加、これはCortex-M3ではNG。
    そこで、binutils、gcc、newlibでconfigureオプション --with-float=soft を指定して再インストールしました。    

2.GNU GCC(Vre4.6.3) 開発環境整備 手順
  1)Cygwinのインストール
     gccに加え、binutils、(libiconv)等のパッケージをインストールする。
     ※出来るだけGNU GCCの開発環境(Cygwin上で動くソフトウエアを開発する環境)を整えてしまう。
  2)gccビルド準備( 1)の補足 )
    gccビルド用に以下のパッケージをインストールする。
   ①gmpのインストール
   ②mpfrのインストール
   ③mpcのインストール
   ④libiconvのインストール
    ※今回はCygwinのインストールでは組み込まず、ここでインストール
  3)gccビルド
   ここでビルドするgccは、Cygwin上で稼働し、ARM MCUで動くソフトウエアを出力する。
   ①binutilsのインストール
    binutils ver.2.22ではインストール失敗(初回)、ver.2.21.1で成功
    一旦GNU GCCをインストール後再度 ver.2.22をインストールで成功
   ②gccのインストール
   ③newlibのインストール
        newlib ver.1.20.0ではインストール失敗(初回)、ver.1.18.0で成功
    その後、ver.1.19.0をインストール 成功
    その後、ver.1.20.0をインストール 成功
   ③gccのインストール
     configureでオプション --with-newlib を追加して再インストール         

※ST32F103 LCD出力プログラム


メモ
 ※configureオプション --with-float=
    --with-float=soft 浮動小数点演算をライブラリを使って実行
    --with-float=hard 浮動小数点演算をFPUを使って実行
 ※Cortex-M3では Thumb の一部の命令がサポートされていない。コンパイル オプション -mcpu=cortex-m3 指定がこの問題に対応してくれると良いのですが。後々手こずることになりそうです。

2010年2月9日火曜日

LM3S8962 Evaluation Kit プログラム作成 3 (GNU gcc)


 Texas Instruments(LUMINARY MICRO)社  Cortex-M3 MCU LM3S8962 マクロプロセッサ評価ボード EKI-LM3S8962 を、あいも変わらずいじっています。

 今回、評価ボードのOLED(グラフィクディスプレイ128 x 96)の表示を試しました。
1.表示データの解析
 1)ディスプレイ関数 RIT128x96x4ImageDraw(rit128x96x4.c)のデモプログラムでの使用を調べた。
  デモプログラム: FreeRTOSデモ
   =>bitmap.hのpucBasicBitmap(FreeRTOSのロゴ表示)3201バイトのイメージデータがあり、4ビット1画素が確認された。(16階調のグレースケール)
2.表示データの作成
 1)ペイントブラシ等で作成されたビットマップを表示データに変換することを考える。
  ①テストパターン(24ビット ビットマップ)をペイントブラシで作成し、データを調べた。
  ②od -cx bitmap.bmp 等でファイルのダンプを行った 
    =>テストパターンのデータで、バイトの反転があった。(白地に黒点)
    表示データは 0xFFFF 0xFFFF 0x00FF 0x0000 0xFFFF であったが、本来、0xFFFF 0xFFFF 0xFF00 0x0000 0xFFFF であるべき。リトルエンディアン的なバイト反転が起こっているのでしょうか?
    C言語で、ビットマップファイルをバイナリで開け、各画素のRGB要素の平均をとって16階調の数値データとし、テキストファイルに落とすことを考えていたのですが、このバイト反転、ファイルヘッダーの呼び飛ばしなどを考えると、面倒に思い、C言語による変換プログラムの作成は見送りました。
 2)Visual C++ 2008 による変換プログラムの作成
  前述の理由の他、画像ファイルの制限を外すことを考えるとVC++を使うのが良いと判断しました、プログラムの要点は、
    ①Bitmapクラスを画像ファイル割当てで初期化する。(ビットマップ、JPEG、GIF等の画像ファイルが一様に扱える)
    ②pictureBoxクラスのImageプロパティに ①のBitmapクラスを設定する。(表示用)
    ③ ①のBitmapクラスのGetPixelメソッドを使って画像の各画素を取得する(Colorクラス)。
    ④各画素のRGB要素の平均を求める。(この時点で256階調のグレースケール)
    ⑤求めた平均を1/16する。(OLEDで使える16階調のグレースケールになります。)
    ⑥この値をテキストファイルに出力する。一応Hex表示形式
 3)デモプログラムへの組み込み。
    デモプログラムに RIT128x96x4ImageDraw 関数を追加し、2)で作成したグレースケールデータ(出力テキストファイル)をイメージデータとして使いました。
   
 ※Visual C++ 2008 メモ
  久々のVC++で、戸惑った点
 ・二次元配列が使えなかった。
  データWK用に private: unsigned char imgdtT[128][96];を使おうとしたのですが。
    ....のメンバとして定義できません。混合型はサポートされていません。のエラー発生、Arrayクラスを使用するようです。
  宣言は    private:array< unsigned char, 2 >^ imgdtT;  
  初期化は   imgdtT= gcnew array< unsigned char, 2 >( 128,96);
  代入は    imgdtT[i,j] = iBrite /16; 
  参照は    iGray16 = imgdtT[i,j]; 
(一部訂正 3/9 初期化は の array が表示しきれていなかった。実は、<Unsigned....が隠れてしまっていた。)
3.OLED(グラフィクディスプレイ128 x 96)の表示
 鉄道模型(Nゲージ)の表示は128x50(4ビット)ドットで行っています。今まで128x64(1ビット)ドットのグラフィックLCDを主に扱ってきたので、このOLEDの表示はあまり期待していませんでした。しかし16階調(4ビット)のグレースケール表示ができることで表現力が格段に上がることは以外でした。
 HondaのHPより、バイクの画像をパクリ、16階調のグレースケールに変換し表示させました。結構きれいな表示でした。この解像度では表示しきれない細部まで見えるような錯覚を覚えました。

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 試行錯誤を始めて、3ヶ月、暇を見つけてはの趣味の範囲では、超えられない壁が幾つかでてきました。

1.IARサンプルプログラムのGNU GCCへのコンバート
 ・Ethernetの割り込みがハンドリング出来ない。
   DHCPからのIPアドレスの割当が受けられない状況 
2.FreeRTOS上の開発環境(GNU GCC)の整備
 1)FreeRTOSからVre.6.0.2をダウンロードして試しました。
  ・IAR用のデモプロジェクト(CORTEX_LM3Sxxxx_IAR_Keil)を試す。(IARの環境)
    =>デモプログラムの動作を確認・・・容易に確認
  ・Eclipse用のデモプロジェクト(CORTEX_LM3Sxxxx_Eclipse)を参考にGNU GCCの開発環境を整える。
    =>FreeRTOSのデバイスドライバ等のライブラリ(libdriver.a、libgr.a)は、arm-elf-系の開発環境では利用できません。
     =>CODESOURCERYよりSoucery G++ Liteをインストールする。arm-none-eabi-系の開発環境が整い、ライブラリ(libdriver.a、libgr.a)の使用が可能になります。
      =>main.cのvSetupHighFrequencyTimer()のCallで止まってしまいます。タイマ関連のレジストリの設定で止まってしまうようです。


2009年12月19日土曜日

LM3S8962 Evaluation Kit プログラム作成 2 (GNU gcc)

Texas Instruments(LUMINARY MICRO)社  Cortex-M3 MCU LM3S8962 マクロプロセッサ評価ボード EKI-LM3S8962 を、暇をみつけていじっています。
現在、引き続き、IAR Embedded Workbench のサンプルプログラムを、GNU gcc で作りなおしています。

1.Luminary Micro, Inc.サンプルプログラム。
 ・「sd_card」 SDカードのサンプルプログラム
 ・「enet_lwip」Ethernet接続のサンプルプログラム
 ・「qs_ek-lm3s8962」この評価ボードにインストールされていた、ゲームプログラム
 このうち、「sd_card」は、所定の動作を確認できました。
「enet_lwip」、「qs_ek-lm3s8962」については、Ethernetの割り込みの動作が不全で、今のところ、Ethernet、割り込みおよび、システム系の初期化関数等を点検しています。
 特に、これらのサンプルソースにある"#ifdef"文の挙動をチェックしています。

2.Luminary Micro, Inc.サンプルソースの手直し。
 1)cpu.s の編集
   arm-elf-as による、アセンブラコンパイルでエラーが起こる。エラーメッセージは、コメント行が不正と判断されている。
   このソースファイルについては、#include "../asmdefs.h" と C言語ライクなコメントに違和感を感じています。
   (対応するコンパイルオプションがあるのでしょうか?)
   ひとまず。
   ①全コメント行を削除。
   ② asmdefs.h の内容で、cpu.s を書き換える。
     セクション << The defines required for GCC.>> の #define文の内容で 書き換える。
    例  #define __EXPORT__ .globl   (asmdefs.h)
        __EXPORT__ CPUcpsid を .globl CPUcpsid に書き換える。


-------------cpu.s-書き換え前-(コメント削除済み)------------------
#include "../asmdefs.h"
__LIBRARY__ __lib_cpu
__TEXT_NOROOT__

__EXPORT__ CPUcpsid
__THUMB_LABEL__
CPUcpsid __LABEL__
mrs r0, PRIMASK
cpsid i
bx lr

__EXPORT__ CPUcpsie
__THUMB_LABEL__
CPUcpsie __LABEL__
mrs r0, PRIMASK
cpsie i
bx lr

__EXPORT__ CPUwfi
__THUMB_LABEL__
CPUwfi __LABEL__
wfi
bx lr

__END__

-------------cpu.s-書き換え後-------------------
.syntax unified
.thumb

@ __lib_cpu
.text

.globl CPUcpsid
.thumb_func
CPUcpsid :
mrs r0, PRIMASK
cpsid i
bx lr

.globl CPUcpsie
.thumb_func
CPUcpsie :
mrs r0, PRIMASK
cpsie i
bx lr

.globl CPUwfi
.thumb_func
CPUwfi :
wfi
bx lr

.end

-------------cpu.s end----------------

2009年12月9日水曜日

LM3S8962 Evaluation Kit プログラム作成 (GNU gcc)


Texas Instruments(LUMINARY MICRO)社  Cortex-M3 MCU LM3S8962 マクロプロセッサ評価ボード EKI-LM3S8962 について、キットに付随するサンプルプログラムをGNU gccでビルドし直しました。

1.サンプルプログラムの取り込み。
 1)IAR Embedded Workbenchでサンプルワークスペースを開く。
  ①IAR Embedded Workbenchを立ち上げる。
  ②Example applications
  ③Lumirary/Stellaris/boads/dk-lm3s8962を選択
 2)サンプルプログラムソースをコピー。
  ①開いている。ワークスペースのうち、とりあえず「driverlib」「blinky」「hello」「graphics」「uart_echo」のライブラリ、プログラムの File Propertisi... を調べる。 
   C:\Users\UserID**\Documents\IAR Embedded Workbench\arm\Luminary\Stellaris\src     C:\Users\UserID**\Documents\IAR Embedded Workbench\arm\Luminary\Stellaris\boards\ek-lm3s8962\graphics
  ②プログラムソースをGNU gcc開発フォルダにコピーする。
  「hello」の場合
    IAR サンプル ソース ......\Stellaris\boards\ek-lm3s8962\hello\helloc.c を
    GNU gcc 開発フォルダ(例) c:\Embedded\ARM_CortexM3\TI\Project\hello にコピー
  ③ライブラリソースをGNU gcc開発フォルダにコピーする。
   ・IAR ライブラリ ヘッダ 
    (共通ヘッダ)
     ......\Stellaris\asmdefs.h hw_adc.h hw_can.h hw_comp.h ......
    (driverlib.a用)
     ......\Stellaris\inc\lm3s8962.h
     ......\Stellaris\src\adc.h can.h comp.h ......
    (utilslib.a用)
     ......\Stellaris\utils\cmdline.h diag.h diagprintf.h ......
    (glib.a用)
     ......\Stellaris\glib\canvas.h checkbox.h container.h ......
    その他
     ......\Stellaris\glib\third_party以下のヘッダを適宜に。
   ・IAR ライブラリ ソース
    (driverlib.a用)
     ......\Stellaris\src\adc.c can.c comp.c ......
    (utilslib.a用)
     ......\Stellaris\utils\cmdline.h diag.h diagprintf.h ......
    (glib.a用)
     ......\Stellaris\glib\canvas.c checkbox.c container.c ......
    その他
     ......\Stellaris\glib\third_party以下のソースを適宜に。

   ・GNU gccライブラリ構成フォルダにコピー
    (共通ヘッダ)
     c:\Embedded\ARM_CortexM3\TI\Library\inc
    (driverlib.a)
     c:\Embedded\ARM_CortexM3\TI\Library\drivelib\inc
     c:\Embedded\ARM_CortexM3\TI\Library\drivelib\src
    (utilslib.a)
     c:\Embedded\ARM_CortexM3\TI\Library\utilslib\inc
     c:\Embedded\ARM_CortexM3\TI\Library\utilslib\src
    (glib.a)
     c:\Embedded\ARM_CortexM3\TI\Library\glib\inc
     c:\Embedded\ARM_CortexM3\TI\Library\glib\src
    その他 機能別に適宜にコピーする。

2.GNU gcc プログラム開発用環境構築 ライブラリ作成
 1)Makefile作成 「drivelib」「glib」「utilslib」...
  ・開発環境は、数値(浮動小数点)演算プロセッサなし(ソフト数値演算)を選択。
  ・コンパイルオプション -mthumb -O0 -v (とりあえず)
 2)メイク実行

3.各サンプルプログラムプロジェクト(ワークスペース)の整備
 1)スタートアッププログラムソース(startup.S)、メモリ定義ファイルの(memory.def)、メイクファイル(Makefile)の入手し、各サンプルプログラムプロジェクトフォルダに置き、適宜に修正する。

  ・CQ出版Interface誌2008年11月号の記事「Thumb-2対応GCCクロス開発環境の構築」関連のソース等を同サイトからダウンロードする。
  ・ダウンロードファイル gcc_sample_20080830.tar.zip を展開
  ・展開したフォルダ gcc_sample_20080830.tar に Cygwin でアクセスする。
  ・Cygwin で コマンド 「tar -jxvf gcc_sample_20080830.tar.bz2」を実行してサンプルソース等を展開する。
  ・gcc_sample_20080830.tar/gcc_sample/cortex-m3 が今回利用するサンプルソースのフォルダです。
 2)startup.sの修正。
-----------startup.s------------------------- 
.text

.extern main
.extern _sdata_loadaddr
.extern _sp_base
.extern SysTick_Handler << コメント化
.extern XXX_handler << 割り込みハンドラー関数を宣言

# Top of Stack
.long _sp_base
# Reset Handler
.long _startup+1
.org 0x0C << コメント化
# HardFault
.long BreakPoint_Handler + 1 << コメント化
.org 0x3C << コメント化
# SysTick Handler
.long SysTick_Handler + 1 << コメント化
# USART1
.org 0xD4 << コメント化
.long USART_handler + 1 << コメント化

# 割り込み設定
.org 0xXX << 割り込み位置を指定
.long XXX_handler + 1 << 割り込みハンドラー関数を指定。(thumbモードなので+1)

.org 0xEC
.global _startup
_startup:
LDR r1, =_sdata_loadaddr
LDR r2, =_sdata
LDR r3, =_edata
__copy_loop:
LDRB r4, [r1]
STRB r4, [r2, #0]
ADD r1, r1, #1
ADD r2, r2, #1
CMP r3, r2
BGT __copy_loop

LDR R0, =main
LDR R1, =0x1
ORR R0, R1
BX R0
-----------startup.s---end------------------- 
  ※割り込み位置 例UART0の場合
    UART0の Interrupt Vector Number: 21
    ==> 21 X 4 = 84
    ==> 0x54

 3)memory.defの修正。
memory_thumb.def を memory.defに
-----------memory.def------------------------ 
SECTIONS
{
.start 0x08000000 : { <<.start 0x00000000 に修正
_stext = .;
startup_thumb.o(.text)
_etext = .;
}

.text : {
_stext = .;
*(.text)
_etext = .;
}

.rdata : {
_srdata = .;
*(.rodata)
*(.rodata.str1.4)
_erdata = .;
}

.data 0x20000000: AT (LOADADDR(.rdata)+SIZEOF(.rdata)) {
_sdata_loadaddr = LOADADDR(.rdata)+SIZEOF(.rdata);
_sdata = .;
*(.data)
*(.zdata)
_edata = .;
}
.bss : { << 削除
_sbss = .; << 削除
*(.bss) << 削除
*(.comment) << 削除
_ebss = .; << 削除
} << 削除

_end = .;
. = ALIGN(0x4);
. += 0x200;
_sp_base = .;
}
-----------memory.def------------------------ 

 4)Malkefileの修正。
Malkefileは 適宜に修正 
   Lumirary MicroR Flash Progremmer用のバイナリファイルのために
$(OBJCPY) -O binary gcc_sample_thumb gcc_sample_thumb.bin を使用する。
  コンパイルオプションは
$(AS) -mcpu=cortex-m3 -mthumb --defsym THUMB=1 startup.s -o startup_thumb.o
$(CC) -mcpu=cortex-m3 -mthumb -c $< -o gcc_sample_thumb.o
   を参考にする。

4.各サンプルプログラムプロジェクトのビルドおよび実行
 1)「blinky」
   ・LED1の点滅を確認
 2)「hello」
   ・表示メッセージを変更
   ・表示位置を変更
   ・表示明度を変更
 3)「graphics」
   ・テロップ表示を変更
"This Aplication Developed by GNU gcc !" 写真はこのテロップの一部が表示された状態。
 4)「uart_echo」
   ・PC ターミナルソフトからのキー入力を返す(エコーバック)を確認
   ・PC ターミナルソフトからのキー入力を表示するように変更

5.デモプログラムの復旧 ※2010.1.29追記
 この評価キットのデモプログラム(ゲーム)の復旧は以下の手順で行う。
 1)以下のデモプログラムの存在を確認 (ドライブCの場合)
  C:\StellarisWare\boards\ek-lm3s8962\qs_ek-lm3s8962\gcc\qs_ek-lm3s8962.bin
  *存在しない場合Luminary MicorのHPより、EK-LM3S8962 Firmware Development Packegeをダウンロード、インストール実行
 2)Luminary MicorR Flash Programmerで上記のファイルを評価キットに書き込む。
  ①Configratoinタグ
    Quick Setで「LM3S8962 Ethernet and CAN Evaluation Boad」を選択
  ②Programタグ
    Select .bin fileで 上記ファイル「qs_ek-lm3s8962.bin」を選択
  ③Program実行
     

※IAR Embedded Workbenchによる開発 から GNU gccによる開発へ移行できなかった機能。
・cspy.cの持つ関数(Diag系関数)
※最初、生成したバイナリファイルXXX.binが500MB超えのファイルになった、確かにメモリマップを忠実にレイアウトすると、RAM領域0x20000000で512MB以上が確保されてしまう。始めは、仕方ないと思っていましたが、Flash Progremmerが受け付けないので色々試しているうちに、10KB前後のサイズになった。所定の機能が実現できたのでこれで良しと判断、結果オーライの感があり、少々不満。

2009年12月3日木曜日

GNU GCC 開発環境整備(For ARM7TDMI and Cortex-M3)

以前、ARM LPC2388 (CQ出版Interface誌付録基板) 用にGNU GCCの開発環境を整備しました。
今回、複数のタイプのARMプロセッサのアプリケーション開発に対応するため、再度開発環境を整備し直しました。
主な留意点は、
・浮動小数点演算コプロセッサ搭載、非搭載とMPUを2つに区分して、開発環境を整えます。

1.浮動小数点演算コプロセッサ非搭載(-msoft-float / -mfloat-abi=soft)
  ①インストール先ディレクトリ作成
   ・cd /usr/local
   ・mkdir arm-tools-sfp
  ②各パッケージの解凍(c:\DownLoad\GNUに各サイトよりダウンロード済み)
   ・tar jxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/binutils-2.20.tar.bz2
   ・tar jxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/gmp-4.3.1.tar.bz2
   ・tar jxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/mpfr-2.4.1.tar.bz2
   ・tar jxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/gcc-4.4.2.tar.bz2
   ・tar zxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/newlib-1.17.0.tar.gz
 1)binutilsパッケージのインストール
  ①cd binutils-2.20
  ②./configure --target=arm-elf --prefix=/usr/local/arm-tools-sfp ・・OK
  ③make  ・・失敗  2.19でOK
  ④make install ・・2.19でOK

 ※binutils-2.20の場合 ③のmakeでエラー ・・・インストール失敗
 
gcc -DHAVE_CONFIG_H -I. -I. -I. -I../bfd -I./config -I./../include -I./.. -I./.
./bfd -DLOCALEDIR="\"/usr/local/arm-tools-sfp/share/locale\"" -W -Wall -Wstrict
-prototypes -Wmissing-prototypes -Werror -g -O2 -MT tc-arm.o -MD -MP -MF .deps/t
c-arm.Tpo -c -o tc-arm.o `test -f 'config/tc-arm.c' || echo './'`config/tc-arm.c

config/tc-arm.c: In function `make_mapping_symbol':
config/tc-arm.c:2488: warning: empty body in an if-statement
make[4]: *** [tc-arm.o] Error 1
make[4]: Leaving directory `/usr/local/binutils-2.20/gas'
make[3]: *** [all-recursive] Error 1
make[3]: Leaving directory `/usr/local/binutils-2.20/gas'
make[2]: *** [all] Error 2
make[2]: Leaving directory `/usr/local/binutils-2.20/gas'
make[1]: *** [all-gas] Error 2
make[1]: Leaving directory `/usr/local/binutils-2.20'
make: *** [all] Error 2

 *まあ、よくわからないので、前回と同じbinutils-2.19で試す。
こちらは成功。
 *全てのパッケージのインストール後に再度binutils-2.20のインストールを試すが、やはりmakeで失敗した。

 2)gmpパッケージのインストール
  ①cd ../gmp-4.3.1
  ②./configure --prefix=/usr/local/arm-tools-sfp ・・OK
  ③make ・・OK
  ④make check ・・OK
  ⑤make install ・・OK

 3)mpfrパッケージのインストール
  ①cd ../mpfr-2.4.1
  ②./configure --prefix=/usr/local/arm-tools-sfp --with-gmp=/usr/local/arm-tools-sfp ・・OK
  ③make・・OK
  ④make check・・OK
  ⑤make install・・OK

 4)gccパッケージのインストール
  ①cd ..
  ②mkdir BuildGcc
  ③cd BuildGcc
  ④../gcc-4.4.2/configure --target=arm-elf --with-float=soft --with-gmp=/usr/local/arm-tools-sfp --with-newlib --with-mpfr=/usr/local/arm-tools-sfp --prefix=/usr/local/arm-tools-sfp --enable-interwork --enable-multilib --enable-languages=c --disable-libssp ・・・OK
  ⑤make ・・・OK
  ⑥make install ・・・OK

  *ここで/usr/local/arm-tools-sfp/binのディレクトリにパスを通す。
  (newlibパッケージのインストール makeでの失敗対応)
  ・cd     ユーザーホームディレクトリへ移動
  ・.bash_profileを編集し、/usr/local/arm-tools-sfp/binのディレクトリにパスを通す。
   ( PATH=/usr/local/arm-tools-sfp/bin:${PATH} を追加)
  ・Cygwinを一旦終わらせ、再稼動させる。

 5)newlibパッケージのインストール
  ①cd /usr/local/newlib*
  ②./configure --target=arm-elf --with-float=soft --prefix=/usr/local/arm-tools-sfp ・・・OK
  ③make・・・失敗
  ④make install
 
  ※③のmakeでエラー ・・・インストール失敗
  
touch stmp-targ-include
Making all in libc
make[4]: Entering directory `/usr/local/newlib-1.17.0/arm-elf/newlib/libc'
Making all in argz
make[5]: Entering directory `/usr/local/newlib-1.17.0/arm-elf/newlib/libc/argz'
arm-elf-cc -B/usr/local/newlib-1.17.0/arm-elf/newlib/ -isystem /usr/local/newli
-1.17.0/arm-elf/newlib/targ-include -isystem /usr/local/newlib-1.17.0/newlib/li
c/include -B/usr/local/newlib-1.17.0/arm-elf/libgloss/arm -L/usr/local/newlib-1
17.0/arm-elf/libgloss/libnosys -L/usr/local/newlib-1.17.0/libgloss/arm -DPACKAG
_NAME=\"newlib\" -DPACKAGE_TARNAME=\"newlib\" -DPACKAGE_VERSION=\"1.17.0\" -DPA
KAGE_STRING=\"newlib\ 1.17.0\" -DPACKAGE_BUGREPORT=\"\" -I. -I../../../.././ne
lib/libc/argz -O2 -DARM_RDI_MONITOR -fno-builtin -g -O2 -c -o lib_a-dumm
.o `test -f 'dummy.c' || echo '../../../.././newlib/libc/argz/'`dummy.c
/bin/sh: arm-elf-cc: command not found
make[5]: *** [lib_a-dummy.o] Error 127
make[5]: Leaving directory `/usr/local/newlib-1.17.0/arm-elf/newlib/libc/argz'
make[4]: *** [all-recursive] Error 1
make[4]: Leaving directory `/usr/local/newlib-1.17.0/arm-elf/newlib/libc'
make[3]: *** [all-recursive] Error 1
make[3]: Leaving directory `/usr/local/newlib-1.17.0/arm-elf/newlib'
make[2]: *** [all] Error 2
make[2]: Leaving directory `/usr/local/newlib-1.17.0/arm-elf/newlib'
make[1]: *** [all-target-newlib] Error 2
make[1]: Leaving directory `/usr/local/newlib-1.17.0'
make: *** [all] Error 2

  *確かに arm-elf-cc は存在しなかった。
  *再度gccのインストール(上書き) make all も実行 ・・・同じエラー
  */usr/local/arm-tools-sfp/binのディレクトリにパスを通すと成功。


 6)gccパッケージの補足インストール
  ①cd ../BuildGcc
  ②make
  ③make install

 7)その他 
  ①cd     ユーザーホームディレクトリへ移動
  ②.bash_profileを編集し、 PATH=/usr/local/arm-tools-sfp/bin:${PATH} を削除
  ③Cygwinを一旦終わらせ、再稼動させる。
  

2.浮動小数点演算コプロセッサ搭載(-mhard-float / -mfloat-abi=hard)
  ①インストール先ディレクトリ作成
   ・cd /usr/local
   ・mkdir arm-tools-hfp
  ②各パッケージの解凍
   ・tar jxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/binutils-2.20.tar.bz2
   ・tar jxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/gmp-4.3.1.tar.bz2
   ・tar jxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/mpfr-2.4.1.tar.bz2
   ・tar jxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/gcc-4.4.2.tar.bz2
   ・tar zxvf /cygdrive/c/DownLoad/GNU/newlib-1.17.0.tar.gz
 1)binutilsパッケージのインストール
  ①cd binutils-2.19
  ②./configure --target=arm-elf --prefix=/usr/local/arm-tools-hfp ・・OK
  ③make  ・・OK
  ④make install ・・OK

 2)gmpパッケージのインストール
  ①cd ../gmp-4.3.1
  ②./configure --prefix=/usr/local/arm-tools-hfp ・・OK
  ③make ・・OK
  ④make check ・・OK
  ⑤make install ・・OK

 3)mpfrパッケージのインストール
  ①cd ../mpfr-2.4.1
  ②./configure --prefix=/usr/local/arm-tools-hfp --with-gmp=/usr/local/arm-tools-hfp ・・OK
  ③make・・OK
  ④make check・・OK
  ⑤make install・・OK

 4)gccパッケージのインストール
  ①cd ..
  ②mkdir BuildGcc
  ③cd BuildGcc
  ④../gcc-4.4.2/configure --target=arm-elf --with-float=hard --with-gmp=/usr/local/arm-tools-hfp --with-newlib --with-mpfr=/usr/local/arm-tools-hfp --prefix=/usr/local/arm-tools-hfp --enable-interwork --enable-multilib --enable-languages=c --disable-libssp ・・・OK
  ⑤make ・・・OK
  ⑥make install ・・・OK

  *ここで/usr/local/arm-tools-hfp/binのディレクトリにパスを通す。
  ・cd     ユーザーホームディレクトリへ移動
  ・.bash_profileを編集し、/usr/local/arm-tools-hfp/binのディレクトリにパスを通す。
   ( PATH=/usr/local/arm-tools-hfp/bin:${PATH} を追加)
  ・Cygwinを一旦終わらせ、再稼動させる。

 5)newlibパッケージのインストール
  ①cd /usr/local/newlib*
  ②./configure --target=arm-elf --with-float=hard --prefix=/usr/local/arm-tools-hfp ・・・OK
  ③make・・・OK
  ④make install・・・OK
 

 6)gccパッケージの補足インストール
  ①cd ../BuildGcc
  ②make
  ③make install

 7)その他 
  ①cd     ユーザーホームディレクトリへ移動
  ②.bash_profileを編集し、 PATH=/usr/local/arm-tools-hfp/bin:${PATH} を削除


3.2つの開発環境について 比較。
 1)コンパイラー等開発ツール
 ◎/usr/local/arm-tools-sfp/bin、/usr/local/arm-tools-hfp/binの主要ツール
 ・arm-elf-gcc.exe( 519708Byte)
 ・arm-elf-as.exe (2757595Byte)
 ・arm-elf-ar.exe (1804448Byte)
 ・arm-elf-objcopy.exe(2303260Byte)
についてバイナリサイズは2つの環境とも同じでした。浮動小数点演算コプロセッサー使用、非使用で各ツール自体に異なることはないと推測。
 2)ライブラリ
 ◎/usr/local/arm-tools-sfp/arm-elf/lib、/usr/local/arm-tools-hfp/arm-elf/libの主要ライブラリ
 ・libc.a(soft:3174978Byte hard:3169002Byte)
 ・libg.a(soft:3174978Byte hard:3169002Byte)
 ・libm.a(soft:953244Byte hard:876948Byte)
 ◎そのほかのライブラリ
 ・libgcc.a (soft:363326Byte hard:357882Byte)
 ・libgcov.a (soft:30906Byte hard:30906Byte) ・・・同じ
 についてライブラリサイズは若干、浮動小数点演算コプロセッサ使用のほうが小さい。

2009年11月21日土曜日

IAR KickStart Kit STM3210E-SK を試す。



 STMicroelectronics のご好意により、先日ET2009で入手したIAR KickStart Kit STM3210E-SKを試します。

1.準備、キットの情報を調べる。
 1)「ST ARM Core-Based Microcontrollers and IAR KickStart Kit」(
リーフ)から。
  ・キット本体の構成 STM32F103ZE-SK+IAR J-Link (On Boad debug Interface)
    IAR J-Link(ARM 用USB 接続JTAG ICE)がキット本体にすでに乗っている。    
  ・IAR Embedded Workbench のコードサイズ制限 32KB (exsample application も32KB以下)
 2)IAR KickStartKit CDを調べる。
   環境 Windows VISTA 64
  ①CDをPCにセットする。
    自動起動 Start.exeを実行を許可する。[WinVISTA]
  ②IAR KickStartが立ち上がる。
  ③「QuickStart Guide and product Information」
    ・Guides and Manuals
     ・IAR Kit QuickStart Guid(.pdf)
    ・STM32F103 Information
     ・Reference manual
     ・Data sheet
    ・Boad schematic

  ※マイクロコントローラ:STM32F103ZE(LQFP144)  

2.IAR Embedded Workbench のインストール。
 引き続き、IAR KickStartの作業
  1)「Software installations」
   ①IAR Embedded Workbench のインストール
     KickStart Editionをクリック
   ②「Welcome to IAR Systems IAR Embedded Workbench Installation」
   ③Install IAR Embedded Workbenchをクリック
     ・Get a license
       ・IAR ホームページ 「Product Registration」でユーザ登録
           メールアドレス等を登録
           会社名、HPは適当に入力
       ・IARからメールが届く
       ・そこに登録確認用のhttpアドレスが記載、これをクリック
       ・IAR ホームページ 「Registration Confirmed」
           License Number と License Key が記載
     ・IAR Embedded Workbenchのインストール 
       ・ライセンスNo. License Key IARのホームページの記載のものCopy/Past
     ・IAR J-Link On Board のインストール
      ・PCとボードをUSBで接続(ステッピングモータの脇のUSBコネクタ)
       ・PWR_LED 点灯
       ・LED点滅
       ・STAT4(LED)点滅
       ・カラーLCDにIARのロゴ表示
     ・PCに「新しいハードうえあの検出」=>ドライバのインストールを実行
       ・ディレクトリC:\Program Files(x86)\IAR Systems\Embedded Workbench 5.0 Kickstart\arm\drivers\JLink\を指定
      ・評価ボード設定
        PWR_SEL Pin3-4 closed - power from J-Link
        JTAG_SEL Open, J-Link-OB is used
3.Example Application の実行
  1)Embedded Workbenchの実行
    ・スタート>すべてのプログラム>IAR Systems>IAR Embeded Workbench for ARM KickStart>IAR Embeded Workbench で実行
  2)Example アプリケーションの実行
    IAR Embeded Workbench IDE起動で「Embedded Workbench Start」ダイアログ表示
    ①Example アプリケーションをクリック
     ST>STM32F10x>IAR-STM32F103ZE-SKを選択しOpen
    ②「Choose destination folder」のダイアログが表示
     適宜なフォルダ ”IAR-SK-Work”を作成し、それを選択
    ③「Workspace」ウインドウで ”LCD_demo Flash Debug”を右クリック選択 「Set as Active」
   (④「LCD_Demo」タグを選択)
    ⑤Workspace」ウインドウの上部コンボボックスに”LCD_demo Flash Debug”が表示
    ⑥Exampleアプリケーションのメイク
     Project>Make 実行
    ⑦Exampleアプリケーションのダウロード
     Project>Download and debug
    ⑧Exampleアプリケーションのデバッグ実行
     評価キットのLCDにカラーパターン表示

3.Example Application LCD_demo について
 1)動作
  ①立ち上がり
    IARのロゴ表示
    カラーパターン表示
  ②実行中
   ・Push Button[USER]でバックライト調整モードに切り替え
   ・Push Button[WKUP]でコントラスト調整モードに切り替え
   ・TRIMMER[AN_TR]でバックライト、コントラストの調整を行う。
 2)解析
  ①Push Button[USER]
    ・CPUピン No.93
    ・ピン機能 PG8
  ②Push Button[WKUP]
    ・CPUピン No.34
    ・ピン機能 PA0、[WKUP]、USART2_CTS(8)、ADC123_IN0、TIM2_CH1_ETR、TIM5_CH1、TIM8_ETR
  ③TRIMMER[AN_TR]
    ・CPUピン No.44
    ・ピン機能 PC4、ADC12_IN14
  ④Graphic LCD
    CPU Pin Func.
    -------+------------------------------------------------------  
    No.42 SPI1_MISO、PA6、TIM8_BKIN、ADC12_IN6、TIM3_CH1、TIM1_BKIN
    No.41 SPI1_SCK、PA5、DAC_OUT2、ADC12_IN5
    No.42 SPI1_MOSI、PA7、TIM8_CH1N、ADC12_IN7、TIM3_CH2、TIM1_CH1N
    No.29 (LCD_CS)、PC3、ADC123_IN13
    No.75 (LCD_RS)、PB14、SPI2_MISO、TIM1_CH2N、USART3_RTS
    No.135 (LCD_BL)、PB5、I2C1_SMBA、SPI3_MOSI、I2S3_SD、TIM3_CH2、SPI1_MOSI

  ⑤Exampleアプリケーションの標準出力はこのLCDに行われる。
   (printf関数で文字が表示される。)

4.Example Application Acc_demo について
1)動作
  評価ボードの傾きを表示し、その傾きに合せてステッピングモータが回転する。
5.Example Application MassStrage について
  サイズ制限に引っかかる。
6.Example Application Temp_demo について
1)動作
   温度表示
7.Example Application USBMouse について
1)動作
   5V電源ジャック側のUSBコネクタとPCを接続
   ジョイステックと2プッシュボタンでマウスとして動作する。
8.Example Application AudioDevice について
1)動作
   5V電源ジャック側のUSBコネクタとPCを接続
   オーディオミニプラグでスピーカーにつなぐとUSBスピーカとして音声出力。
9.Example Application VirtualCom について
  サイズ制限に引っかかる。
10.RTOSを試す。
 1)インストール
  再び、IAR KickStartの作業
  ①「RTOS/middleware」をクリック
  ②「Boad support package」をクリック
    フォルダSTM_HDが表示される。 このフォルダを適宜なフォルダにコピーする。
  ③IAR Embedded Workbenchで ワークスペース[Start_STM32_HD.eww]をOpenし、メイク/ダウンロードする。
 2)実行 2つのLEDが 異なる周期で点滅する。
   2つのタスクを登録し、各タスクごとにLED点滅させる。

感想としてサンプルアプリケーションのソースコード、特にSTMicroelectronicsのライブラリ コードソース[stm32f10x_XXX.h stm32f10x_XXX.c |stm32f10x_systick stm32f10x_systick stm32f10x_systick....等 ]が充実している。
評価ボード自体、カラーLCD、SDカード、シリアルポート、おまけ的に温度センサ、傾斜センサ、ステッピングモータ等々多彩な機能を搭載している。 Ethernetが無いのが残念。
IAR Embedded Workbench の製品版を入手できれば、短期間で目的のアプリケーションが作成できると思われます。
ただ、後は、STMicroelectronics のダウンローダーDfuSe でWorkbench で開発したアプリケーションをどうやって実機にダウンロードするかが、これからの課題です。
一応、考えうる手順を書き留めます。

1)IAR Embedded Workbenchのアプリケーション作成。
 ①hexファイル出力設定
  ・Project>Optionsで「Option for node "XXXX"」ダイアログが表示される。
  ・Output Convert で Generate additional output のチェックボックスをチェックし、Output formatでIntel extendedを選択
 ②アプリケーションをメイクする。 XXXX.hexファイルが作成される。
2)DFUファイル作成
 ①DFU File Managerを立ち上げる
  ・スタート>すべてのプログラム>STMicroelectronics>DfuSe>DFU File Managerで起動
 ②”I want to GENARATE a DFU file from S19,HEX,BIN files”を選択
 ③[S19 or Hex...]で XXXX.hexファイルを開く
 ③Generate実行 ファイル名を指定する。
3)ダウンロード実行 
 ①DfuSe Demonstrationを立ち上げる。
  ・スタート>すべてのプログラム>STMicroelectronics>DfuSe>DfuSe Demonstrationで起動
 ②Upgrede or Verify Actionの[Chose...]でDFUファイルを選択する。
 ③[Upgrade]で書き込み実行

4)ダウンロードについて。調査課題
 ・IAR KickStart Kit STM3210E-SKにはJTAGコネクタが2つのUSBコネクタの間にある。このコネクタはSTM32F103ZEのJTAGデバッグポートに直結 STMicroelectronics STM32F20x用のJTAGケーブル(USB)が有ればいいのですが。現時点で、純正品で存在するのか、サードパーティで、Cortex-M3対応のJTAGデバッガツールでダウンロード可能なのか不明。
 また、自作について調べるが今だ情報にたどり着けない状況です。
 ・今まで、各種マイコンについて評価ボード、スタータキット、あるいは雑誌付録基板を使ってきました、何れの場合も、PCとUSB接続し、必要に応じて、PCに対応ドライバをインストールするだけで、事足りていました。マイコンチップ自体にどの様にアプリケーションをダウンロードしているのか考えもしなかった。この機会に少し調べてみようと思います。

※追加 
これまで、開発したアプリケーションを何とかして、コードサイズ制限のあるIAR Embedded Workbenchを使わずに、IAR KickStart Kit STM3210E-SKに書き込むことを考えてきたが、その手法案についてまとめる。

案1.JTAG書き込み1 前述のとおり、なんとかJTAGケーブル(USB対応)を調達し、このキットのJTAGコネクタを経由して開発アプリケーションを書き込む。

案2.JTAG書き込み2 このキット自体 IAR J-LinkというARM 用USB 接続JTAG ICEが搭載されている。IAR Embedded Workbench と同じ手法で開発アプリケーションを書き込む。
 (以下、案2についての試行錯誤)
 ・JLink.exeと言うツールをSEGGER社のサイトから取得する。
 ・このキットをUSB(JTAG)コネクタ経由でPCにつなぐ。
 ・JLink.exeを起動する。>> 一応 キットとの接続が確かめられた。
  (J-Linkによる、PCと、キットSTM32F103ZEの接続を確認)
 また、JLink.exeのダウンロード時に JFlashARM.exeも併せて取得した、STM32F103ZEにアプリケーションの書き込みには、JFlashARM.exeを使用するようですが、こちらのほうは接続に失敗した。

案3.DFU書き込み 案1、案2何れかの方法により、このキットの STM3210ZEにフラッシュROMにDFU(USBダウンローダー)を書き込む。(多少、DFUの修正は必要と思われる。)開発アプリケーションはDFU形式へのファイル変換を行い、DfuSeを使って、書き込む。

案3改 DFU書き込み 「案1、案2何れかの方法により、」というより、IAR Embedded Workbenchで書き込んでしまえばよいのではないのか、 DFU(USBダウンローダー)のサイズは12KBだから可能と思われる。。。。?

だんだん、手法は見えてきたが。IAR社がこのキットについて、IAR Embedded Workbench以外でのアプリケーションのダウンロードを阻止する意図があった場合。無駄な努力に帰することになる。