ＰＩＣでＵＳＢを！（知識ゼロからのスタートです）
ＰＩＣ１８Ｆ１４Ｋ５０のＵＳＢ機能を１００％自前のソフトで制御する試みです。しかもアセンブラで！
| 当記事は２００９年１２月から「ＴＴＬでＣＰＵをつくろう！」というタイトルの もとにほとんど毎日連載をしてきたものを再編集したものです。 |
２０１１．７．１０ 前へ 次へ 目次へ戻る ホームページトップへ戻る |
| ☆Ｃ＋＋でＵＳＢ（ＨＩＤ）アクセスプログラムを作成 ＰＩＣ側のプログラムはＣ１８コンパイラを使わずＰＩＣアセンブラで作成しますが、パソコン側のＵＳＢ（ＨＩＤ）アクセスプログラムはＢｏｒｌａｎｄ Ｃ＋＋コンパイラで作成します。 しかしこれがまた難物で悪戦苦闘の連続でありました。 |
［第４１回］
●これまでの説明を整理してみました
前回までで、やっとＺ８０版ＴＫ８０ボード（ＮＤ８０ＺＨ）についての説明がひとまず終わりました。
もともと「ＰＩＣでＵＳＢ通信を」というテーマで説明していたところ、突然特注品の作業がはまり込んでしまったものですから、ＰＩＣＵＳＢの説明も中断して、そちら（ＮＤ８０ＺＨ）の説明をしてきました。
で、その説明もやっと終わりましたので、さて、もとのＵＳＢの説明に戻って…、と思いましたが、はて、なにをどこまで説明していたのか、もうすっかり忘れてしまいました。
説明の続きを再開するために、まずは、きれいに失われてしまった記憶を取り戻すことからはじめなければなりません。
ということで、過去にさかのぼってざっと読み直しながら内容を整理してみました。
［２０１１．７．１０注記］ここで「前回」というのは ＰＩＣでＵＳＢを！［第４０回］ のことではなくて、ＣＰＵをつくろう！［第４６７回］を指しています。
ＰＩＣでＵＳＢを！［第４０回］（実はＣＰＵをつくろう！［第４３２回］）をｕｐｌｏａｄしたのは２０１０年２月８日で、ＣＰＵをつくろう！［第４６７回］をｕｐｌｏａｄしたのは２０１０年４月１日です。
その間はＵＳＢの説明を中断して、ずっと特注品のＺ８０版ＴＫ８０ボード（ＮＤ８０ＺＨ）の説明を書いてきていたのです。
上の文章はその間の事情について書いたものです。［注記ここまで］
「ＰＩＣでＵＳＢ通信を」は、［第１回］から始まりました。
０９／１２／６ ［第２回］
ＰＩＣにＵＳＢ通信機能内蔵のものがあることに気がつきました（ＰＩＣ１８Ｆ２５５０、ＰＩＣ１８Ｆ４５５０）。
それならば、新しくつくる予定の４ビットＣＰＵボード、８ビットＣＰＵボードにそれを使わないという手はありません。
ということで、すべてはここからのスタートでした。
長い長い泥沼のはじまりでありました。
Ｍｉｃｒｏｃｈｉｐ社が供給するＣ１８コンパイラを使って、同社が供給する仮想ＣＯＭポート通信ファームウェアを組み込めば楽々ＵＳＢ通信ができてしまうと思ったのがそもそもの間違いでした。
０９／１２／７ ［第３回］
ＭＰＬＡＢ最新版ダウンロードの顛末。
０９／１２／９ ［第４回］
秋月のＰＩＣプログラマを購入したのですけれど、ＰＩＣをうっかり逆差しして壊してしまいました。
逆差ししたＰＩＣは壊れないで、ＰＩＣプログラマの方が壊れてしまいました（と思い込んでしまったのですが、後にこれも勘違いであったことに気がつきます）。
０９／１２／１０ ［第５回］
肝心のＰＩＣプログラマが壊れてしまったのでは、この先ＵＳＢ通信ソフトの開発もすることができません。
かといってもう１台同じＰＩＣプログラマを購入するというのも余りに情けない話です。
そこで、７〜８年も昔に自作したパラレルポート接続のＰＩＣプログラマを利用することを思いつきます。
でも、それはＰＩＣ１６Ｆ用のフリーソフトをダウンロードして使っていたものなので、ＰＩＣ１８Ｆ用の書き込みソフトはありません。
無いならそれも自分で作るしかありません。
かくしてＰＩＣ１８Ｆ４５５０書き込みソフトの製作にとりかかることとなります。
それもＣではなくて、８０８６アセンブラを使って、です。
０９／１２／１３ ［第６回］
なぜ今ごろＣではなくてアセンブラなのか、というお話です。
０９／１２／１４ ［第７回］
ＤＯＳ／Ｖのパラレルポート出力にはウェイトがかけられている、というお話です。
０９／１２／１５ ［第８回］
ＦｒｅｅなＤＯＳのお話です。
０９／１２／１６ ［第９回］
フロッピーディスク版ＦｒｅｅＤＯＳのお話です。
０９／１２／１７ ［第１０回］
フロッピーディスク版ＦｒｅｅＤＯＳの作成についての補足説明です。
０９／１２／１８ ［第１１回］
余計な道草をして関係のなさそうなお話をしている間に、ＰＩＣライタソフトの作業は着々と進んでおりました。
ずっと昔に自作したパラレルポートを使ったＰＩＣプログラマを使って、ＰＩＣ１８Ｆ２５５０、ＰＩＣ１８Ｆ４５５０の読み出し、書き込みに成功しました。
さっそく［第４回］で壊れてしまったＰＩＣプログラマに搭載されていたＰＩＣ１８Ｆ２５５０の複製を作ってみたところ、なんとすんなりコピーができてしまいました。
そこで複製したほうのＰＩＣ１８Ｆ２５５０を壊れてしまったはずのＰＩＣプログラマに実装してみましたら、なんとＰＩＣプログラマが復活してしまいました。
０９／１２／１９ ［第１２回］
てっきり壊れたと思い込んでいたＰＩＣプログラマが全く壊れていませんでした。
もともとついていたオリジナルのＰＩＣ１８Ｆ２５５０をＰＩＣプログラマに実装して、つまり購入したときと同じ状態にしてみても、ちゃんと書き込みができるようになってしまいました。
０９／１２／２１ ［第１３回］
ＰＩＣプログラマが壊れた、と思い込んでしまったことの、意外な、そしてなんともお粗末な真相です。
０９／１２／２３ ［第１４回］
お話をもとに戻しまして、ＰＩＣプログラマのソフトを自力で、しかもＣではなくて８０８６アセンブラを使って作成しようと思ったことの次第について、です。
０９／１２／２５ ［第１５回］
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０のデータシートについて。
０９／１２／２８ ［第１６回］
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０の命令とメモリマップについて。
０９／１２／３０ ［第１７回］
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０のメモリアクセス（メモリバンク）。
０９／１２／３１ ［第１８回］
ＰＩＣのプログラムはＣではなくてアセンブラで書きましょう、というお話です。
１０／１／２ ［第１９回］
ＰＩＣのプログラムはアセンブラで書きましょう、の続きです。
１０／１／４ ［第２０回］
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０のメモリアクセス（アクセスバンク）について。
１０／１／５ ［第２１回］
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０のメモリアクセス（アクセスバンク）について、の続きです。
１０／１／６ ［第２２回］
ＰＩＣのメモリアクセス（間接アドレッシング）。
１０／１／７ ［第２３回］
ＰＩＣの直接アドレッシングと間接アドレッシング。
１０／１／８ ［第２４回］
ＰＩＣ１６Ｆ８８のメモリバンクについて。
ＰＩＣのプログラムにミスがありました。
１０／１／９ ［第２５回］
プログラムミスを訂正して再実行してみました（出力波形がシャープになりました）。
ＰＩＣ１６Ｆ８８の間接アドレッシングについて。
１０／１／１３ ［第２６回］
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０の間接アドレッシングについて。
１０／１／１４ ［第２７回］
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０の間接アドレッシングについて、の続きです。
１０／１／１８ ［第２８回］
ここまでＰＩＣ１８Ｆ４５５０について、ざっと説明をしてきましたので、いよいよＵＳＢプログラムについての説明にとりかかります。
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０のＵＳＢプログラムのサンプルリストはＭｉｃｒｏｃｈｉｐ社のサイトからダウンロードできるのですが、それがＣ１８なるもので書かれていて、しかもとにかく余りに長すぎて、さっぱり理解できません。
そこにもってきて、ＰＣ側のサンプルプログラムが、ＶＢ．ＮｅｔとＶＣ＋＋とＶＣ＃で書いてあって、そのままではＢｏｒｌａｎｄ Ｃ＋＋ではコンパイルできそうにありません。
まさに前途多難です。
ＰＩＣ側のプログラムは、ＰＩＣプログラマのときと同じように、アセンブラで書くことにしました。
１０／１／１９ ［第２９回］
唐突なのですが、ＵＳＢ送信に成功しました。
［第２８回］からの流れでは、まずＰＩＣ側のＵＳＢ制御をアセンブラプログラムでどうやって書いていくのか、ＰＩＣ側のＵＳＢ制御の動作、仕組みはどうなっているのか、について説明を進めていくところなのですが、説明の方がもたもたしているうちに、実際の作業がずっと先に進んでしまって、ＰＣとＰＩＣをつないで、ＰＣ側からＰＩＣにＵＳＢでデータを送信するのに成功してしまいました。
そこで、ＰＩＣ側の説明は一時棚上げにしておいて、ＵＳＢ通信の仕組みから先に説明をすることにしました。
ここまで、主にＰＩＣ側のプログラムを中心に作業してきたのですが、そのＰＩＣ側のプログラムは、今まではＣＤＣクラス（仮想ＣＯＭポート）として作業をしてきました。
ところが、どうもＣＤＣクラスはＷｉｎｄｏｗｓ９８ではサポートされていないらしいことがわかりました。ＶＩＳＴＡでは問題が発生するとの情報も。とするとＷｉｎｄｏｗｓ７でもどうなるのか、そのあたりも考慮すると、これはとても信頼できるものではありません。
そこで、予定を変更してＨＩＤクラスで行くことにしました。
そして、ＵＳＢ送信に成功したのです。
１０／１／２１ ［第３０回］
ＨＩＤの送信速度を測定。少し準備不足でした。
１０／１／２５ ［第３１回］
ＨＩＤで受信ができません。
ＨＩＤについて参考資料をダウンロードして調べてみました。
１０／１／２８ ［第３２回］
ＨＩＤのデータ転送方式について。
送信データの構造について。フレーム、トランザクション、パケット、パイプ、エンドポイントなど。
１０／１／３０ ［第３３回］
パイプとエンドポイントについて。
１０／１／３１ ［第３４回］
パイプとエンドポイントについて（続き）。
１０／２／１ ［第３５回］
パイプとフレームとトランザクション。
１０／２／２ ［第３６回］
インタラプト転送の転送速度について。
転送速度はやっぱり６４ＫＢ／秒でした。
１０／２／３ ［第３７回］
ＨＩＤ受信に成功。
送受信テストを行って、転送速度を測定してみました。
１０／２／４ ［第３８回］
ＨＩＤ送受信の仕組みと転送速度について。
１０／２／７ ［第３９回］
ＨＩＤ送受信プログラム（Ｃ＋＋）をコンパイルするとエラーになってしまいます。
外部シンボル …が未解決。
１０／２／８ ［第４０回］
Ｗｉｎ９８ＤＤＫを捜してきて、ヘッダーファイルを組み込んでみたのですが、エラーは解決できませんでした。
ここまでで、ＵＳＢについての説明は中断したままになっています。
こうして読み直してみますと、途中でも何回か説明を中断してしまっていることがわかります。
いずれそれぞれの続きを書かなければなりません。
が、ともかくは、まずは［第４０回］の続きから説明を再開することにいたしましょう。
ＣＰＵをつくろう！第４６８回（２０１０．４．２ｕｐｌｏａｄ）を再編集
ＰＩＣでＵＳＢを！［第４１回］
２０１１．７．１０ｕｐｌｏａｄ
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