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新プロセッサ調査

　これまでAVR、ARMをBrainコンピュータに、利用して
　きました。ARMは、AnalogDevicesのADuC7026を使った
　実績があります。



　雑誌付録だったので、手持ちの３基板を使い切って
　しまい、手頃なサイズの安価なプロセッサを探して
　いました。

　IchigoJamを実現しているLPC1114が有名かつ安価
　なので、入手して調査してみます。



　必要なソフトウエアは、ファームウエアダウンロード
　のためのFlash Magicです。



　最初にFlash Magicをダウンロードしてインストール。
　次にCコンパイラは、mbedでクラウドで使います。

　テスト基板の回路は、以下。



　この回路を組上げると、次のようになります。
　（IchigoJamの互換仕様）



　LPC1114は、H8と同じでフラッシュROMへの書込み回路を
　内蔵しているので、ダウンロード用ファームウエアを
　シリアルインタフェースで転送後、本体プログラムを
　書込みます。

　レガシータイプのシリアルインタフェースをもつWindows
　マシンなら、USB/シリアル変換器を使わずに、ファーム
　ウエアを転送できます。

　シリアルインタフェースは、抵抗と小信号トランジスタ
　を使いました。製品ではなく、実験なので手持ち部品を
　活用しました。

　Flash Magicを利用して、IchigoJamのファームウエアを
　書込みました。（書込み時は、ボタンをISP側に。）



　電源切断後、ボタンをISPではない方にして再度電源を入れると
　TeraTermの画面に、オープニングメッセージが表示されます。
　（TVでは、OKが左に表示されます。）



　TeraTermの端末設定は、以下。



　通信速度と遅延時間は、次のように設定しています。



　LEDの点灯、消灯をダイレクトコマンドで実行すると
　次のようになります。これで、LEDを点灯、消灯でき
　ました。



　通信には３線式のインタフェースコネクタを利用
　しました。



　IchigoJam互換で利用するには、BASICプログラムを
　たくさん保存できた方がよいので、手持ちのEEPROM
　（IICバスインタフェース）を、新たに接続しました。



　IchigoJam互換にした場合、入出力は入力、出力を各４
　ビット利用できます。EEPROMの接続でプログラム容量
　は増えますが、入力は３ビットに制限されます。

　IICバスを使っているので、ROMそのもののアドレスは
　シリアルで転送しますが、デバイスのアドレスには
　(A2,A1,A0)=(1,0,0)より４が割当てられています。

　IchigoJamのBASICであれば、コマンドのLOAD、SAVEを
　使うだけですが、ARMで使う場合にはデバイスアドレス
　が必要になります。

　動作試験には、次の２種類のBASICプログラムを
　使いました。

　シフト

　　出力の４ビットを使い、下から上に１をずらします。

10 ' Knight Rider
20 CLS : A = 1 : B = 0
30 C = 0
40 IF C > 3 GOTO 30
50 GOSUB 100 : GOSUB 900 : GOSUB 120 : GOSUB 900
60 GOSUB 140 : GOSUB 900 : GOSUB 200 : GOSUB 900
70 GOSUB 200 : GOSUB 900 : GOSUB 220 : GOSUB 900
80 GOSUB 240 : GOSUB 900
90 C = C + 1 : GOTO 40
100 ' PATTERN 0001
110 OUT 4,B : OUT 3,B : OUT 2,B : OUT 1,A : RETURN
120 ' PATTERN 0010
130 OUT 4,B : OUT 3,B : OUT 2,A : OUT 1,B : RETURN
140 ' PATTERN 0100
150 OUT 4,B : OUT 3,A : OUT 2,B : OUT 1,B : RETURN
200 ' PATTERN 1000
210 OUT 4,A : OUT 3,B : OUT 2,B : OUT 1,B : RETURN
220 ' PATTERN 0100
230 OUT 4,B : OUT 3,A : OUT 2,B : OUT 1,B : RETURN
240 ' PATTERN 0010
250 OUT 4,B : OUT 3,B : OUT 2,A : OUT 1,B : RETURN
900 ' WAIT
910 WAIT 60 : RETURN
990 END

　テーブルルックアップで、LEDの点灯パターンを
　指定すると、見通しのよいコードになります。

10 ' Knight Rider
20 CLS : LET C,0
30 IF BTN() THEN GOTO 70
40 GOSUB 100
50 LET C,C+1 : LET C,(C % 6)
60 GOTO 30
70 END
100 ' flashing
110 IF C=0 THEN LET [1],1,0,0,0
120 IF C=1 THEN LET [1],0,1,0,0
130 IF C=2 THEN LET [1],0,0,1,0
140 IF C=3 THEN LET [1],0,0,0,1
150 IF C=4 THEN LET [1],0,0,1,0
160 IF C=5 THEN LET [1],0,1,0,0
170 FOR I=1 TO 4 : OUT I,[I] : NEXT
180 WAIT 60
190 RETURN

　スイッチ入力LED点灯

　　入力０チャネルから論理値を取得し、LEDチャネルに出力。

10 ' input and output
20 CLS : C = 0
30 A=IN(C)
40 LED A
50 GOTO 30
60 END

　TeraTermで、LED点滅プログラムを入力して
　動かしてみると、次のようになりました。
　（TVでは、左側に行番号が揃えられます。）



　プログラムは、以下です。

10 ' flashing
20 A = 1 : LED A : WAIT 60
30 A = 0 : LED A : WAIT 60
40 IF BTN() THEN GOTO 60
50 GOTO 20
60 PRINT "exit"
70 END

　サブルーチンを使えば、もう少し短くできます。

10 ' flashing
20 A = 1 : GOSUB 100
30 A = 0 : GOSUB 100
40 IF BTN() GOTO 60
50 GOTO 20
60 PRINT "exit"
70 END
100 ' 
110 LED A
120 WAIT 60
130 RETURN

　上のプログラムを入力し、動かしてみたところ
　１秒周期で点滅しました。



　EEPROMを実装した場合、基板は以下となります。



　NTSC信号を、アナログTVに出力できるよう、ケーブルをつけました。
　地デジTVでも、黄のRCAコネクタがあれば、表示できます。

　FlashMagicでファームウエアをダウンロードできたことと
　BASICを利用してプログラムを記述できたので、使えると
　判断できました。

　コンパイル、リンクをmbedにすると、ネット環境のある
　場所でないといけません。

　Keilの開発環境は、ARM専用なので、もしやと思い調べて
　みると、チップのデータベースを更新してLPC1114に関連
　する情報をいれると、mbed環境が不要に。



　ルネサスでもARMコアを入れたプロセッサを出して
　いるので、ARM＋FPGAでMCRの大会規定に合致させる
　ことができそう。

　アナログTVとPS/2キーボードを利用した、実験環境を
　作ってみると、次のようになりました。



　アナログTVは、自宅の防犯カメラに接続していたのを
　省エネでLCDタイプに交換したので、余ったモノ。
　大きな画面とPS/2キーボードにIchigoJamが不釣合い
　ですが、見やすいです。

　IchigoJamの出力を、２ビット使うとスタートゲート
　の開閉ができます。

　スタートゲートは、サーボモータを利用すれば
　すぐに出来上がります。



　乱数でゲートを開閉する周期を変えます。

　MCR_VCマシンは、スタートゲートの開閉を判断する
　ので、スタート位置においておけば、勝手に走行を
　始めることができ、走行をカメラで動画撮影できる
　環境を用意できます。

　IchigoJamを端末接続で処理する場合、端末設定で改行コードを
　受信と送信とで以下とすると、左端に揃えた表示ができました。



　プログラムリストを表示すると、次のように左端に揃います。
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