ＶＨＤＬを速習！ ＸＣ９５１４４ＸＬ＋１６ＭＢ・ＳＩＭＭを使ってＵＳＢプロトコルアナライザを作ってしまいました！
主目的は差し迫った事情からＵＳＢプロトコルの解析をすることだったのですが、その手段として選んだのがコレ！
［第６回］
●カメレオンＵＳＢ＋ロジアナを改造
ここ数日ＨＰの更新ができませんでした。
ええ。
例によって泥沼にはまってもがいておりました。
本当は前回の続きを書かなければいけないのですが、ちょっと予定変更です。
ＣＰＬＤ＋ＳＩＭＭのお話から突然に違うところに飛んでしまいます。
あ。
ＣＰＬＤは今回も主役をつとめます。
ですがＳＩＭＭではありません。
そこのところがテーマから外れてしまいます。
話が飛んでしまいますが、しばしお付き合いをお願いいたします。
当記事としましてはまだ緒に就いたばかりなのですが、実際にはハードもソフトもほぼ実用レベルにまでできておりまして、このところ実際にＵＳＢ動作解析の作業にかかっております。
その成果といいますか、先日ちょっと気になる動作に気が付きまして、そこのあたりを深く掘り下げて追求してみようということになりました。
現在テーマとして進行中のＣＰＬＤ＋ＳＩＭＭを使った解析ツールは、ＵＳＢ信号を横から読み取って、それを解析しようというものなのですが、その作業をしていましたら、ホストからのＵＳＢコマンドに対するＰＩＣの応答手続きにちょっと気になるところがみつかりました。
そういうことになりますと、外部から信号を観察するのではなくて、ＰＩＣ内部の動作を追跡することが必要になってきます。
しかし１２ＭＨｚで送られてくるＵＳＢコマンドに応答しながら、同時にその流れを外部からモニタできるようにするのにはちょいと工夫が必要です。
何かうまい方法はないものかとＮＤ８０ＺⅢの回路図をながめていましたら、なんとかできそうな方法を思いつきました。
ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０とＺ８０がデータやコマンドパラメータをやりとりするために、ＲＢ６、ＲＢ４、ＲＣ４～ＲＣ０の７ビットを使っています。
これをうまく利用して、ここから外にデータを出力するようにできそうです。
ＵＳＢケーブルを接続すると、すぐにＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０はホストとの間で交信を開始しますが、Ｗｉｎｄｏｗｓ側でＺＢ３．ＥＸＥを実行開始するまでは、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０とＺ８０ＣＰＵとの間でのデータ交信は行われません。
ですからこの７ビットはそれまでの間は空いています。
しかしどうせならば、なんとか８ビットにしたいところです。
よくよく見ていましたらＲＢ７を２３２Ｃの送信（ＴＸ）に使っていることに気が付きました。
このＲＢ７をビット７に割り当てれば８ビットになります。
しかしそれだけではまだ足りません。
パラレルポートからデータを出力するときと同じようにＳＴＲＯＢＥパルスの出力も必要です。
ＤＩＰスイッチの№２、№３をＯＦＦにしておけばＲＡ４が使えそうです。
おお。
役者がそろいました。
問題はそれをどうやって受け取るかということです。
ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０には１２ＭＨｚのクロックを与えていますが、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０はそれを内部で４倍にして、４８ＭＨｚのＣＰＵクロックで動いています。
その動作を外部でモニタするために、こちらが必要と思う情報を必要なポイントで出力しても、それを受け取るためにはそれ相応の回路が必要になります。
残念ながらＺ８０ではとても間に合いません。
そこでカメレオンＵＳＢ＋ロジアナを使うことを考えました。
これなら最高１００ＭＨｚまで対応できますから十分役に立ちますでしょう。
ただ今回は波形の観測などではなくて、ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０がＳＴＲＯＢＥパルスとともに出力する８ビットのデータを解析するのが目的です。
波形を読むことでそれを解析することもできないわけではありませんが、それはなかなかに面倒な作業ですし、何とももどかしい感があります。
もっと直接的にデータの形で取ることができればよいのですが…。
おお。
できるじゃありませんか。
カメレオンＵＳＢ＋ロジアナはＣＰＬＤボードにデータロガーとしてメモリボードを組み合わせたものです。
それならその組み合わせをそのまま使って、ＣＰＬＤを書き換えて、ＰＩＣからのデータをメモリに蓄えてしまえばよいじゃありませんか。
つまり、ＣＰＬＤ＋ＳＩＭＭのバージョン違いのようなものです。
なぜＳＩＭＭを使わないかといいますと、今回の目的としてはそんなに大容量のメモリは必要ないからです。
それにカメレオンＵＳＢ＋ロジアナはその目的で使うために信号入力用のプローブも沢山作って、取り付けてそのまま使えるようになっていますから、ＣＰＬＤさえ書き換えればすぐに使えそうです。
あっと、もとはデータをＵＳＢで送るようになっていますが、そこのところはＣＰＬＤ＋ＳＩＭＭと同じように、パラレルポートを使うように回路を付け足します。
ということで作業にとりかかったのですが、これが思いのほかてこずってしまい、おまけにＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のとんでもない落とし穴にはまってしまったために、やっとデータが取れるようになるまで、数日かかってしまいました。
とにかくここのところは肝心のＵＳＢのプロトコル解析に入る前にそのツール作りに没頭してしまっておりました。
でもおかげでなんとか使えそうなツールができたように思います。
ええ。
ＶＨＤＬもかなり使えるようになりましたですよ。
それでは冒頭に書きましたように、しばらくは予定を変更しまして、カメレオンＵＳＢ＋ロジアナ改造編ということでいきたいと思います。
ですが、本日はちょっともう時間がなくなってしまいましたので、具体的なあれこれにつきましては次回からということにいたします。
ＣＰＬＤ＋ＳＩＭＭを使ってＵＳＢプロトコルの解析を！［第６回］
２０１４．１．２７ｕｐｌｏａｄ
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