GREIF Software / H8-3069F / Part 7-3

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その７ｂ・TOPPERSに移行する（ファイルシステム編）
目次

目的と経緯
現状確認と方針
必要なものを入手する
作業の記録
ビルドする
動作テスト
今後の課題
お世話になったサイト
更新履歴

　目的と経緯

　以下は、マイコンボードのOSをMESからTOPPERS/JSPに移行した際の覚書です。

　ここでは、TOPPERS/JSPにSDカードベースのファイルシステム機能を追加するため、FatFsというモジュールを組み込みます。
　ただし、調べた限りでは、H8/3069F + SDカードI/F + TOPPERS/JSP + FatFsの、そのものズバリのサンプルは公開されていないようなので、あれこれ継ぎ剥ぐことになりました。

　なお、現状では完動はしていませんが、めどは立ったということで、記しておきます。

注）今回のjspはTINETを含んでいない、オリジナルを用いています。TINETとFatFsの合体は、今後の課題です。

　現状確認と方針

　TOPPERSの公式サイトでは、FatFs for TOPPERSが公開されています。ただしこれは、

プロセッサ SH3（SH7727）

ボード MS7727CP01（日立超LSIシステムズ）

PCカード・コントローラ MR-SHPC-01 V2T-F（丸文）

PCカード・アダプタ PCCF-ADP(I/O DATA）

記録メディアコンパクト・フラッシュ・カード

であり、共通点が全くありません。

　一方、FatFsの作者様のサイトでは各種サンプル・プロジェクトが公開されていますが、H8向けは、

プロセッサ H8/3694F

ボード自作？

記録メディア MMC/SD

OS 使用せず

IDE HEW

で、こちらも、そのまま適用できるものではありません。

　ここで考えなければならないことは、

全体の構成をどうするか？
ドライバをどう組み込むか？
ハードウェアとの整合性をどう取るか？
　まず、全体の構成は、FatFs for TOPPERSを流用することとします。
　理由は、FatFs for TOPPERSがドライバ部分を独立した構成にしているため、差し替えが容易なのと、Makefile等を一から書かなくて済むことです。

　次にドライバは、FatFs作者様のH8/3694F用サンプルを使わせて頂くことにします。
　ドライバの切り口は、FatFs for TOPPERSと一致している（というか、TOPPERS側がFatFsに合わせ込んでいるようだ）ので、基本的にはソースファイルを移動してくるだけで済みます。

　最後にハードウェアとの整合性ですが、MESではPBポートをシリアルポートとして使っていたのですが、これを通常のI/Oポートとして使用することとし、一部の配線を変更します。

ドライバのソースを見ると、クロックはハードウェアではなく、ソフトウェアで実現しています。（どうも「手クロック」と呼ぶらしい。）
そこで、SDのCLK端子を、従来のSCK2（38番ピン）からPB3（36番ピン）に移動します。

変更前変更後

2 - 32 34 36 38
SCK2 40
RxD2

1 - 31 33
PB0 35 37 39
TxD2

　注）上段：ピン番号、下段：信号名

2 - 32 34 36
PB3 38 40
PB7

1 - 31 33
PB0 35 37 39
PB6

　注）上段：ピン番号、下段：信号名

~~（マニュアルを読むと、PB5は汎用のI/Oピンとしては使えないようだったので移動しました。自分の理解が間違っているかもしれませんが…）~~
（追記：完全に間違っていました。PB5でも問題なく使えます。）(2009.12.11)
なお、H8/3694F用サンプルでは、カード挿抜によるパワーオン／オフ、ライトプロテクトにも対応しているようですが、ウチでは使わないので、とりあえず無視しています。

　また、ハードウェアに合わせて、ドライバのI/Oピン周りの設定を書き換えます。

そのためには、iodefine.hという、レジスタへのアクセスを容易にするMPU固有のファイルがあると便利なのですが、ドライバのサンプル・プロジェクト添付のものはH8/3694F用なので使えません。
今回はルネサスの統合環境であるHEWをWindowsマシンにインストールし、H8/3069用のプロジェクトを新規作成することで取得しました。
ファイルだけを入手できるのかは不明です。

追記：jsp/config/h8/h8_3069f.hが、iodefine.hに相当するファイルのようです。ただし、defineの書式が異なるので、h8_3069f.hを用いる場合は、当該箇所を適宜書き換えて下さい。(2009.02.18)

　必要なものを入手する

　FatFs for TOPPERSは、以下の公式サイトからダウンロードできます。

　参考サイト(1)：TOPPERSプロジェクト／INDEX

　FatFsサンプルは、以下の作者様のサイトからダウンロードできます。（資料の「サンプル・プロジェクト」）

　参考サイト(2)：えるむ（ELM - 汎用FATファイルシステム・モジュール）

　また、HEW（Windows用）は、以下のメーカサイトからダウンロードできます。（要ユーザ登録）

　参考サイト(3)：ルネサステクノロジ（無償評価版ソフトウェアダウンロード＞H8SX, H8S, H8ファミリ用C/C++コンパイラパッケージ）

　作業の記録

　以下は対症療法的試行錯誤の結果を整理したものです。漏れや何か問題がある可能性があります。

　＜ディレクトリの再編成＞

fatfs-for-toppers-r0.04.tar.gzを展開し、できたtoppers_fatfsフォルダを~/Documents/h8-Toppers/に置いた。
toppers_fatfs/jspを、最新のもの（jsp-1.4.3.tar.gz）に置き換え。
toppers_fatfs/source/から、ata , pcicフォルダを削除。
toppers_fatfs/source/config/内の「sh3_ms7727cp01」フォルダを「h8_akih8_3069f」にリネームし、ff_cfg.h , Makefile.fatfsを除いて他を削除。

ffsample.zipを展開し、できたffsampleフォルダを（任意の場所に）置いた。
ffsample/h8/h8_mmc/から、mmc.cを、toppers_fatfs/source/config/h8_akih8_3069f/にコピー。

ffsample/h8/h8_mmc/から、diskio.hを、toppers_fatfs/source/fatfs/にコピー（同名のファイルがあるので差し替えになる）。

HEWを用いてiodefine.hを生成し、toppers_fatfs/source/config/h8_akih8_3069f/にコピー。
　＜Makefileの編集＞

toppers_fatfs/sample/sample1.cfg
#include "../source/config/sh3_ms7727cp01/pcic.cfg"をコメントアウト（または削除。以下も同様）

toppers_fatfs/sample/Makefile（以下の項目を書き換え）
# ターゲット名の定義 CPU = h8 SYS = akih8_3069f # ミドルウェアのMakefileをインクルード include $(FATDIR)/config/h8_akih8_3069f/Makefile.fatfs

toppers_fatfs/source/config/h8_akih8_3069f/Makefile.fatfs（#有はコメントアウト、#無は書き換え）
# ミドルウェアのディレクトリ #PCIC_GDIC = $(FATDIR)/pcic/gdic #PCIC_PDIC = $(FATDIR)/pcic/pdic/mrshpc01v2t … #ATA = $(FATDIR)/ata … MTASK_DIR = $(PCIC_CONFIG):$(FAT) # ミドルウェアの C 言語のオブジェクトファイルを追加する． #PCIC_COBJ = pcic.o mrshpc01v2t.o #ATA_COBJ = ata.o ata_command.o ata_command_protocol.o hw_ata.o FAT_COBJ = ff.o mmc.o MTASK_COBJS = $(FAT_COBJ) # ミドルウェアをコンパイルするときのオプションを指定する． … INCLUDES = -I$(FATDIR) -I$(PCIC_CONFIG) -I$(FAT)

　＜ソースの編集＞
toppers_fatfs/source/fatfs/ff.c
最後に追加（注：入れる場所は検討の余地あり。未実装なのはコピー元のFatFs for TOPPERSがそうなっているため）
/*
 *  日付・時刻の取得
 *  　　ToDo：未実装
 */
DWORD
get_fattime(void)
{
	return ((DWORD)0);
}
toppers_fatfs/source/config/h8_akih8_3069f/mmc.c
//#include "machine.h"  // コメントアウト

/* Control signals (Platform dependent) */
//#define MMCLK     IO.PDR5.BIT.B0	/* MMC SCLK */
//#define MMDI      IO.PDR5.BIT.B1	/* MMC DI */
//#define MMDO      IO.PDR5.BIT.B2	/* MMC DO */
//#define MMCS      IO.PDR5.BIT.B3	/* MMC CS */
//#define SELECT()  MMCS = 0		/* MMC CS = L */
//#define DESELECT() MMCS = 1		/* MMC CS = H */
#define MMCLK       PBDR.BIT.B3		/* MMC SCLK */ // MESベースから変更
#define MMDI        PBDR.BIT.B6		/* MMC DI */ // MESベースと変更なし
#define MMDO        PBDR.BIT.B7		/* MMC DO */ // MESベースと変更なし
#define	MMCS        PBDR.BIT.B0		/* MMC CS */ // MESベースと変更なし
#define SELECT()    MMCS = 1		/* MMC CS = L */ // ハードウェアで論理が反転している？ので逆を指定
#define	DESELECT()  MMCS = 0		/* MMC CS = H */ // ハードウェアで論理が反転している？ので逆を指定

//#define SOCKPORT	IO.PDR5.BYTE	/* Socket control port */
#define SOCKPORT	PBDR.BYTE	/* Socket control port */

…

void power_on (void)は（ウチでは使わないので）全文コメントアウト
void power_off (void)は（ウチでは使わないので）全文コメントアウト

…

DSTATUS disk_initialize (
　…
)
{

	PBDDR = 0x49;		/* I/O port の種別を指定（入れる場所は検討の余地あり） */
　…
//	power_on();			/* Force socket power on */コメントアウト
　…
//		power_off();コメントアウト
　…
}
　ビルドする

　ビルドはマニュアルを参考に、以下の手順で行いました。

gccの場所にパスを通す。（あらかじめ設定してあれば不要。）
$ export PATH=/Applications/h8/Local/bin:${PATH}

カーネルのコンフィギュレータをビルドする。
$ cd /Users/hoge/Documents/h8-Toppers/toppers_fatfs/jsp/cfg $ make depend $ make

サンプルプログラムをビルドする。
$ cd /Users/hoge/Documents/h8-Toppers/toppers_fatfs/sample $ make depend $ make 注）jsp.srecはsampleフォルダにできます。

　動作テスト

　今回は（も？）不確定要因が多すぎるため、テスト項目はディレクトリ・ツリーの表示に絞って行いました。
　そのため、toppers_fatfs/sample/sample1.cの、main_task内の「各種テスト関数の呼び出し」で、test_dir();以外をコメントアウトし、ビルドし直しました。

　ビルドしたjsp.srecをMac-H8ToppersからH8 用簡易モニタにアクセスしてRAMに転送し、実行してみました。
　結果、ディレクトリ・ツリーが表示されました。

注）disk_initialize行とauto_mount行はウチで追加したものです。また、多くのファイル名が文字化けしていますが、これは以前からSDカードに入っていたファイルで、日本語かつロングファイルネームなため、このように表示されるのは仕様です。

　どうやら、ハードウェアとドライバの整合性、ドライバとOSの整合性は、ともに問題なさそうです。
　これで、第一関門はクリアできたとみてよさそうです

　さて、今回のもう一つの成果は、MESではマウントできなかった128MBのSDカードにもアクセスできるようになったことです。（こちらを参照）
　やはり、マウントできなかったのはハードウェアレベルの問題ではなく、MESとSDカードの相性？だったようです。
　小容量のSDカードは（今や他に）殆ど使い道がないため、H8ボードで利用できるようになったのは嬉しいです。

　今後の課題

　まだRead/Writeはできていませんし、サブフォルダへのアクセスもおかしな感じなので、まずは全機能が動作することを確認できるまで、追い込んでいきたいと思います。

（注：その後判明したこと等はこちらに記してあります。）

　「その８・uClinuxに浮気してみる（ハイブリッド編）」へ続く
　「その７ｃ・TOPPERSに移行する（シリアル転送編）」へ続く

　お世話になったサイト

　有用なソフトウェアおよび貴重な情報をご提供頂いている皆様に、お礼申し上げます。（以下、順不同）

　参考サイト(1)：TOPPERSプロジェクト／INDEX
　参考サイト(2)：えるむ（ELM - 汎用FATファイルシステム・モジュール）
　参考サイト(3)：ルネサステクノロジ

　更新履歴

　2009.12.12　「現状確認と方針」に追記を追加。「今後の課題」にリンクを追加。
　2009.02.18　「現状確認と方針」に追記を追加。
　2009.02.17　新規作成

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