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2017年9月30日土曜日

ARMv6-Mと戯れる第1号～ARMv6-Mと戯れる準備をしよう～

まえがき

大抵の場合「ARMマイコン！ARMマイコン！」と言っているその中身は、ARM社が提供しているプロセッサに加えて、チップベンダー各社が周辺回路を加えてパッケージングされたものだったりします。「マイコンを使えます」という人でも、自分が使っているマイコンがどういったプロセッサを使用しているのか詳細を答えられる人は稀で、せいぜい「Cortex-M0+です」とかその程度のものでしょう。

4年前の2013年、LPC810でも動作するUOS-LPC800を設計し、その過程でARMv6-Mのレジスタセットについて学習しました。この学習過程を振り返った上で、再度見直して楽しんでみようというのが本シリーズです。

ブート！

学習過程を振り返るというお題があるので、学習を始める過程も挙げておきます。まずは題材となるマイクロコントローラのデータシートを見ます。

NXP社のウェブよりLPC81X_LPC83X: Low-Cost Microcontrollers (MCUs) based on ARM® Cortex®-M0+ Coresには、ARM Cortex-M0+と書かれていますね。でも、この段階では「あぁ、ARM Cortex-M0+っていうのを使っているんだ。」程度にしかわかりません。

次に「このARM Cortex-M0+って何だ？」というのは、ARM社の情報を見る事になります。 https://developer.arm.com/products/processors/cortex-m/cortex-m0-plusには、ARM Cortex-M0+という絵の中に「CPU ARMv6-M」とあり、「あぁ、ARMv6-Mと呼ばれるCPUを使っているんだなぁ」と先ほどのARM Cortex-M0+から一段掘り下げた情報が得られます。

で、ハイライトを見ると、ISA Supportの欄に「Thumb/Thumb-2 subset.」と書かれています。この「ISA」というのは、Instruction Set Architectureの略で、命令セットアーキテクチャは「Thumb/Thumb-2のサブセットだよ」と言っています。

ここまでで、「ARM Cortex-M0+は、ARMv6-Mと呼ばれるCPUを使っていて、命令セットアーキテクチャはThumb/Thumb-2のサブセットである。」という事がわかりました。

さて、プロセッサと戯れるためには、ここで止まってはいけません。更にhttps://developer.arm.com/products/architectureから、M-Profile Architecturesの情報https://developer.arm.com/products/architecture/m-profileに辿り着きます。

概要ページにはARMv6-Mアーキテクチャの概要も書かれており、「T32命令セットをサポート」と書かれています。新しいキーワードT32命令セットが出てきましたね。

Instruction Setsのページhttps://developer.arm.com/products/architecture/instruction-setsを見ると、A64、A32、T32の各命令セットについてリンクが張られています。

https://developer.arm.com/products/architecture/instruction-sets/a32-and-t32-instruction-setsには「T32命令セットはARMv8アーキテクチャ以前にThumbとして知られていたもの」と書かれています。つまり、先に出てきたThumbと呼ばれる命令セットはT32命令セットである事がわかりました。

今回のまとめ

「ARM Cortex-M0+は、ARMv6-Mと呼ばれるCPUを使っていて、命令セットアーキテクチャはThumb/Thumb-2のサブセットである。T32命令セットはThumbとして知られている。」という事がわかりました。

次回は、ドキュメントのページhttps://developer.arm.com/products/architecture/m-profile/docsに辿り着いて色々と見てみましょう。

http://docs-api-peg.northeurope.cloudapp.azure.com/assets/ddi0419/c/DDI0419C_arm_architecture_v6m_reference_manual.pdfがアーキテクチャのリファレンスマニュアルです。

2015年8月10日月曜日

Micro MML Player LPC812のMaker Faire Tokyo 2015出展報告

Maker Faire Tokyo 2015にMicro MML Player LPC812を出展しました。

ちょっと愉快にMMLを再生しながら、音符まで表示しちゃうギミックを追加。
展示をご覧頂いた方からは「小さい！」とか「可愛い！」とか「音が聞こえない！」とか「何の曲を演奏しているのかわからん！」とか、大好評な御意見を様々に頂きました。

LPC812は、ROMが16KB、RAMが4KBと32ビットプロセッサとしては小さな部類に入りますが、今回はこのプロセッサにリアルタイム・オペレーティング・システム(UOS-LPC800)と、MMLパーサー(A tiny MML parser)を搭載。MMLのパースと音符の表示系の処理をそれぞれタスクに分離する事で、重い描画系の処理と時間軸がズレては困る音声系の処理の並列動作を実現しています。
本当はシェル(Natural Tiny Shell : NT-Shell)も載せたかったのですが、これは入りきらずに断念しました。え？手段と目的が滅茶苦茶になってるって？そうです。手段と目的がごった煮になってま・・・。

ブースの左側は今回メインのMicro MML Player LPC812を展示しました。

準備段階では「音が煩過ぎたらどうしよう」とか考えていたのですが、「何言ってんだい」という感じ。
ブースでは全く音が聞こえませんでした。「あぁ、音も出てるんですね！」という声が続発！ついでに「あぁ、音符も表示してるんですね！」って。結局何を展示しているのかわからん！という話だったようです。なるほど。