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ARM

• 主に、廉価なARM Cortex-M3系基板で遊んでみます。
• 遊び方は、メーカー系押し付け環境(GUI)を使わないこと。
  • GNU Cコンパイラ(CodeSourcery G++ Lite版(無償))とGNU Makeでビルドします。
  • コンパイル環境はDOS(Win32) コマンドラインもしくはLinuxコンソールです。
  • Flash書き込みソフトもメーカー系押し付け環境(DFUなど)を使わずにHID Bootloaderを使用します。
  • HID Bootloaderには、ターゲット側メモリーの読み書き機能が付いているので、メモリー内容やI/O Portの確認、書き換え、逆アセンブル、あらかじめFlashに書き込んだブログラムの起動、などを行なうことができます。
  • HID Bootloaderのターゲット側メモリーの読み書き機能を対話的に行なうツール(armon/armboot)を使用することで簡易USB-I/Oとして使用できます。
  • バッチスクリプトの実行が出来るのでＬＥＤ点滅のようなことならスクリプトだけで行なうことが可能です。
  • I/O Portの確認、書き換え機能を使うと、プログラムを組まなくてもI/O Portの動作確認や配線チェックが可能です。(低速ですがグラフィカルな信号表示機能もあります。)

• HID Bootloaderのユーザーモード（ユーザーアドレス側で実行するモード）プログラムはブートローダーの機能＋アルファ(AVR/PIC/ARMライター機能付き)になっていて、自由にコマンド追加が可能です。
• HID BootloaderはSTM32、LPC1343、LPC2388に移植済みです。
• HID BootloaderはPIC18F2550/18F14K50用のものとプロトコル、操作方法に関して類似性があります。

ARM 目次

armon/armboot 移植済みの基板リスト†

armon/armbootは各種ARM基板用のHIDブートローダー兼、簡易モニターです。

特徴

• HIDデバイスなのでWindowsなどのドライバー組み込みが要らず、USBを差し込んだだけで即使えます。
• bootloaderの常駐量は8kBです。
• 任意のアプリケーション(hexファイル)をUSB経由でFlashに書き込んで起動することが出来ます。
  • dfuと異なり、hexファイルを直接書き込みするコマンドラインツール(Win32/Linux)を用意しています。
• メモリー内容やポート状態の読み出しや書き換えが可能です。
• 自分自身(bootloader)のアドレスをずらしたものをアプリケーションとして書き込むことで、好きなようにコマンドを増やしたり機能拡張出来ます。
• bootloader部分とアプリケーション部分の行き来(互いにbootさせること)や、互いに書き換えを行う(update)ことも可能です。
• ユーザー定義可能なコマンド(user)があらかじめ用意されていて、そのuser関数内でprintf埋め込みによる簡易デバッグが出来ます。

• ほぼどれのＣＰＵでも同じように動くようになりました。
• LPC2388用はSTM32からバックポートしました。

各種ARM基板

• 設計会社であるARMはチップを１個も製造していないので、NXP(オランダ・元フィリップス)とかST-Micro(元SGS-Thomson)とかAtmelなどが製造するチップを使用することになります。

STM32勢ぞろい†

左から、

• STBee　MINI
• STBee
• STM8S-DiscoveryのST-Link側のみ
• DesignWave2008-05 付録 CQ-STARM

• クロックは全部72MHz Cortex-M3
• Flash+SRAM容量は左から、(128K+20K),(512K+64K),(64K+20K),(128K+20K)

⇒interface 2009-05付録基板で遊ぶ†

• まずはＬチカから始めます。

⇒interface 2009-05付録基板で遊ぶPartII†

• LPC-USBを動かしてみます。

⇒interface 2009-05付録基板で遊ぶPartIII†

• HIDブートローダー兼モニターです。

• LPC2388はNXP製。周辺機能、メモリーてんこ盛りの32bit ARMチップです。

⇒DesignWave 2008-05付録基板で遊ぶ†

• STM32F103VBT6はST-Micro製のCortex-M3アーキテクチャー。
• Cortex-Mシリーズは命令コード16bitのthumb2限定です。

⇒STM8S-Discovery基板のST-Link側で遊ぶ†

なんとびっくり価格。秋月などで７５０円です。

ＦＡＱ：どうして安いのですか？

• ⇒STM8S-Discovery基板のST-Link側で遊ぶ
  
  

⇒STM32ブートローダー†

• STM8S-Discovery付属のSTM32F103C8T6　CPU用のHIDクラス・ブートローダー 兼 簡易モニターです。
• STBEE , STBEE Mini , CQ-STARM でも動きます。
• DFUより使いやすく、コードサイズも小さくなっています。(8kB)
• ほぼ同じ機能のコードをアプリケーション側としてコンパイルして使用出来るので、自己拡張したり、HIDデバイスによる簡単なアプリ作成に使えます。(user関数からprintfなども使用できるようになっています)

⇒LPCXpressoで遊ぶ†

LPCXpresso(LPC3154+LPC1343)

• 
• ⇒LPCXpressoで遊ぶ
  

ARMマイコン パーフェクト学習基板（TRZ1010N）

⇒LPCXpresso/1768で遊ぶ†

• 
• ⇒LPCXpresso/1768で遊ぶ

⇒Fujitsu-FM3で遊ぶ†

• ⇒Fujitsu-FM3で遊ぶ

市販の格安ARMマイコン基板にはどんなものがあるか？†

ＣＱ出版の雑誌付録基板（雑誌込みで３０００円前後）

• 基板はコストダウンのためか総じて電源周りが弱い。
• LDOレギュレータがUSBケーブルの挿抜で死んだりとか。
• 旬が過ぎたら追加発注は難しい。（追加発注するほどのものでもないけれど）

秋月扱いのARM関連 開発ボード（２８００円程度）

• http://akizukidenshi.com/catalog/c/carm/

苺：STBee（３０００円程度）

• http://strawberry-linux.com/catalog/items?code=32103

『STBee Mini』(72MHz, 128K+20K)

• http://strawberry-linux.com/catalog/items?code=32105

ARM7TDMI/LPC2103モジュール（１６００円：USB機能は無い）

• http://www.csun.co.jp/SHOP/2009080405.html

STM32系(ST-Micro製)とLPC1xxx系(NXP製)の違い。†

どちらもCortex-M3アーキテクチャー(Thumb2命令セットのみ実装されている)

• メモリーマップは異なる。(STM32のFlashは0800_0000〜、LPC1343は0番地〜。RAM空間も異なる。)
• GPIOなどI/Oポートのアドレスや関連レジスタは互いに互換性がない。
• Flashの自己書き換えを行うユーザー関数がLPC1343には無い。(というかApplication内からのFlash書き換え方法がドキュメントされていない模様)
  • STM32ではFlashの自己書き換えを行う関数が用意されている。
  • LPC1343は、関数が用意されないかわりに、16kBのBOOT-ROM内のサービスルーチンが用意されている。

• USB関連のレジスタやサポート関数は互いに互換性がない。
• LPC1343はJTAGによるデバッグ、Flash書き込みのサポートが無い。(かわりにSWDを使う)

CMSISがあれば共通なソースが書けると思ったら大間違い。Ｌチカだけなら不可能ではない、というレベル。

• ペリフェラルの性能(例えばADCの分解能とか)も異なるし、そもそも無いもの(温度センサーとか)は無い場合があるので、共通化は無理!!

• LPC1343にはUSB/シリアルブートをサポートしたBOOT-ROM(16k)が内蔵されている。WindowsからはUSBマスストレージに 見えるので、Flashの書き換えはそれほど手間が要らない。
• ROMの内蔵ルーチンを呼び出す形のUSBデバイスサンプルが用意されているが、カスタマイズ上の制限が多く、実はあまり使い物にならない。
• LPC1343のＣ言語ライブラリ(libc)のスタートアップ(crt0.S相当)はアセンブラ記述ではなくＣ言語記述で提供されている。
• このため、（需要があるかどうかはともかく）比較的容易にスタートアップを変更できる。ただし初期化部分には一部インラインアセンブラが使われている。

• LPC1343はUSBクロックPLLとCPUクロックPLLが独立に設定できる。（オーバークロック可能？？？）
• STM32はUSBクロックの設定が｛CPUクロック÷1か、÷1.5｝の２択しか選べないので、（で、USB用のクロックは48MHz以外はありえないので）必然的にCPUクロックは48MHzか72MHzに固定される
  • もちろんUSBを使用しないのであれば内蔵RCだろうが、何GHzのXtalだろうが（動きさえすれば）突っ込んでいいけど。
  • どんなにオーバークロックしたくとも、内蔵のFlashROMの動作周波数の制約を受ける（そもそもこのクラスのマイコンは命令キャッシュを積んでいない）ので、そんなに速くは出来ない。

ARMでArduinoしたい。†

一番近いのがこれ:
maple

• http://leaflabs.com/devices/maple/
• ArduinoのIDEをそのまんまパクって、AVR-gccをCodeSourceryG++に差し替え、avrdudeをdfu-utilに置き換えたもの。
• 今のところSTM32限定。
• 用意されている基板はArduinoとシールドのピン配置が良く似ている。
• USBはFT232RLのようなUSB-シリアル変換チップを使用する代わりに、STM32の内蔵USBを使用している。

mbed

• http://mbed.org/
• こちらは、NXPのLPC1768が使用されている。
• USB-シリアル変換チップはFT232RLでなく、NXPのARM系のUSB内蔵MCUがやっているような感じ。mbedは実際には2CPU構成だ。価格も6000円近い。

• mbedはWebBrowser経由で開発環境（ARM純正のC++コンパイラー）を動かす。
• ローカルのPC上に開発環境をセットアップする必要がない。(仮にセットアップしたくても純正コンパイラは高価)

Audinさんの記事が詳しい

• http://mpu.seesaa.net/article/1572447.html

netduino

• http://www.netduino.com/
• これもArduinoと基板サイズやらシールドピンの位置を合わせている。
• 開発言語はC/C++のかわりにMicrosoft .net （Ｃ＃とか）の組み込みエディションを使う。
• なので、開発環境はWindows用のMicrosoftのＣ＃の統合環境がそのまま使用できるらしい。