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TECH I シリーズ Vol.41 【シリーズ一覧へ】

SH-2のしくみからMP3プレーヤなどの製作事例まで

SH-2マイコンで学ぶ組み込み開発入門

Interface編集部 編
B5判 232ページ
定価2,376円(税込)
JAN9784789849937

2009年3月1日発行

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 組み込みシステム開発を始める第一歩として,ルネサス テクノロジ製SH-2シリーズで最も使われている32ビットマイコン「SH7144」を取り上げ,SH-2マイコンのしくみからMP3プレーヤなどの製作事例などを解説する.ハードウェア構成からプログラミング方法まで取り上げており,組み込み開発を始めようとしている方にお勧めの一冊である.
 本書の前半では,SH-2シリーズの概要からソフトウェア開発ツールのインストール方法,SH7144内蔵周辺機能の使い方を解説する.後半では,Interface本誌2006年6月号付属SH-2マイコン基板を使った応用アプリケーションの製作事例を紹介する.なお,Interface本誌2006年6月号付属SH-2マイコン基板と同じ仕様のCPUカードは,「SH-2リピート基板」として現在でも購入できる.


■ サポートページ


目次

 アマチュア・レベルでもよく使われる人気のマイコン
プロローグ SH-2マイコンを使おう!
 コラム1 本書で解説しているプログラムの入手方法

第1部 SH-2マイコンのしくみ

第1章 SH-2マイコン基板で始める組み込みマイクロプロセッサ入門
 1.SH7144Fを搭載した4層基板
 2.32ビットRISCプロセッサを搭載
 3.周辺回路部品までこだわった設計
 4.すぐ動かせる基板として提供
 5.簡易データ・ロガーとして動作
 6.拡張性,アプリケーションにも配慮
 7.それでは始めよう――まずはジャンパ・プラグ,ピン・ヘッダの実装
 8.サンプル・プログラムを動かしてみよう――パソコンのCOMポート(RS-232-C)に接続

 今からでもSH-2マイコン基板が手に入る!
Appendix SH-2マイコン・リピート基板について

 SH-2マイコン基板に搭載されているCPUの位置付けを知る
第2章 SuperHファミリとSH-2のポジション
 1.32ビットSuperHプロセッサの特徴
 2.SuperHプロセッサの展開――コントローラ(SH-1,SH-2)とプロセッサ(SH-3,SH-4)
 3.コントローラ系プロセッサのロードマップ
 4.汎用コントローラSH7044/7045の後継ライン――低電源電圧化,高速化を実現したSH7144/7145
 5.SH7044/7045シリーズと完全互換ではない――モジュール・スタンバイ機構,H-UDI,AUDなど
 コラム1 SH-5は出ない?!

 CPUの構成を理解してハードウェアをマスタしよう
第3章 SH7144F/7145Fのアーキテクチャと内蔵周辺回路
 1.SH7144F/7145Fのラインナップ
 2.SH7144Fシリーズの内部バス構成とパッケージ・ピン配列
 3.SH7144F/7145Fの内部ブロックと内蔵周辺機能
 4.SH7144F/7145Fの端子機能と動作モード
 5.外部バス・サイクルとメモリ回路設計
 6.クロック回路の検討

 回路設計のトラブルに巻き込まれないための
第4章 マイクロプロセッサ周辺回路の設計――電源,クロック,リセット回路
 1.システムの信頼性を左右する電源回路,リセット回路,クロック回路
 2.SH-2マイコン基板の電源容量の見積り
 3.SH-2マイコン基板の電源回路と電源レギュレータADP3338
 4.ADP3338電源回路と消費電力の検討
 5.SH7144FのパワーONリセット回路
 6.SH-2マイコン基板のリセット回路とリセットIC ADM809
 7.ADM809のしきい値の選択
 8.リセット回路はマイクロプロセッサの安全な離陸を保証する
 9.SH7144Fのクロック回路の設計
 10.表面実装型12MHz水晶振動子TSX-4025の仕様
 11.慎重な検討を要するチップ型水晶振動子回路の設計
 12.量産に先立ち発振回路の評価を依頼
 13.「接続すれば発振する」は通用しない
 コラム1 基板上の水晶発振回路の評価結果

 SH-2マイコン基板のソフトウェアを開発するための準備
第5章 開発ツールのインストールとその使い方
 1.無償評価版開発ツール
 2.無償版開発ツールの入手方法
 3.統合開発環境HEWのインストール
 4.フラッシュ開発ツール(FDT)のインストール
 5.演習プログラムのダウンロード
 6.HEWを使って演習プログラムをコンパイルする
 7.FDTを使って演習プログラムをSH-2マイコン基板に書き込む
 8.HEWによるオリジナル・プログラムの開発
 コラム1 SuperHの開発環境とツールの選択

 入力装置からのデータを受けて出力装置を動かすしくみ
第6章 SH7144Fの入出力インターフェースとGPIOプログラミング
 1.組み込みシステムの入出力インターフェース回路
 2.SH7144F内蔵の汎用入出力ポートとアドレス・マップ
 3.SH7144F内蔵のI/Oポート
 4.ポートE15に接続したLEDを点滅――入出力ポートの初期化
 5.ポートE15に接続したLEDの点滅プログラミング
 コラム1 入出力に関する二つのコンピュータ・アーキテクチャ ――I/O空間とメモリ・マップトI/O

 RS-232-Cポートを使ってシリアル通信を行おう
第7章 シリアル通信インターフェースのプログラミング
 1.SH7144Fのシリアル通信インターフェース
 2.シリアル通信インターフェースの制御レジスタ
 3.シリアル通信インターフェース回路の設計
 4.シリアル送信プログラムの作成

 8チャネルのデータ・ロガーを作ってみよう
第8章 A-D変換回路とプログラミング
 1.SH7144Fの内蔵A-D変換回路――8チャネル10ビット分解能
 2.A-Dコンバータが備える3種類の動作モード
 3.A-D変換動作のトリガ・モードと変換タイミング
 4.A-D変換のタイミング・チャート
 5.A-D変換回路の変換特性と設計上の配慮
 6.簡単なA-D変換プログラム
 コラム1 A-Dコンバータの分解能と精度

 モータ制御に必要なPWM制御信号を取り出せる
第9章 豊富な機能と性能を備えたカウンタとタイマ機能
 1.CMTとその動作
 2.CPUを監視するWDTの機能
 3.MTUの機能
 4.モータのエンコーダ信号処理に威力を発揮
 5.位相係数プログラムを実行してみよう

 緊急度を判断し,処理の後始末も行う
第10章 割り込み処理のプログラミング
 1.コンピュータの割り込み処理
 2.割り込みベクタ・アドレス,割り込み優先順位
 3.割り込みと例外処理のしくみ――例外処理ベクタ
 4.割り込みプログラミングの実際


第2部 製作事例で学ぶSH-2マイコン開発技法

 波形メモリ音源を使う
第11章 電子オルゴールの製作
 1.音を鳴らすということ
 2.オルゴールの構成――回路からソフトウェアまで
 3.電子オルゴールのプログラム
 4.いざ工作――部品集めとはんだ付け
 5.プログラムのビルドの手順
 6.内蔵フラッシュROMに書き込む
 7.電子オルゴールで音楽を聞いてみよう

 約5万円で組み立てられる
第12章 遠隔操作できる車輪機構の製作
 1.車輪機構の構成と電子部品
 2.製作――エレクトロニクス編
 3.製作――機構編
 4.いざ,走行!!
 コラム1 XPortの使い方

 ちょっと高度な制御に挑戦
第13章 フィードバック制御による倒立ロボットの製作
 1.制御アルゴリズムを考える
 2.制御に必要なパラメータを得るには
 3.具体的なモータの制御方法
 4.PUPPYとSH-2マイコン基板を接続する
 コラム1 PUPPYについて

 MP3デコーダVS1011とProDigioで実現する
第14章 SH-2マイコン基板でMP3プレーヤを作ろう
 1.どうやってMP3を再生するのか
 2.デコーダの制御とMP3ファイルの取り扱い
 3.ハードウェア部の作成
 4.VS1011の使い方
 5.SH-2をI2Cのスレーブ・デバイスとして設定する
 6.ProDigioボードからSH-2マイコン基板へのMP3データ転送
 7.MP3プレーヤで音楽を聴く

 マイコンとアンプを使ってLEDを制御する
第15章 クリスマス・イルミネーションを作ろう!
 1.イルミネーションを作ろう
 2.イルミネーションの構成
 3.イルミネーションの主役――LED
 4.アンプ――モータ・ドライバを選ぶ
 5.イルミネーションを作ってみよう
 6.完成――仕上げが大事

 SH-2/V850マイコン基板で動作する
第16章 浮動小数演算プログラムの作成
 1.浮動小数点演算の実際
 2.ライブラリ一覧
 3.ライブラリおよびテスト・プログラムの作成
 4 パソコン上で動作を確認

 SH-2マイコン基板を120%使いこなすために
第17章 SH-2マイコン基板用JTAGデバッガ登場!
 1.JTAGデバッガとは
 2.接続ケーブルとJTAG信号の接続
 3.キー・コードの設定
 4.JTAGデバッガの使い方
 5.本ツールの使用上の注意

 PizzaFactory3からデバッグしよう!
第18章 Eclipseと実機ターゲット・ボードのJTAGデバッガによる接続事例
 1.EclipseにおけるC言語クロス開発環境の現状
 2.PizzaFactory3のデバッグ環境
 3.シミュレータでのデバッグ方法
 4.実ターゲットでのデバッグ方法
 コラム1 DSDPプロジェクト
 コラム2 ビュー,パースペクティブ,ワークスペース
 コラム3 ブレークポイントを実現する二つの方式

 ネットワーク機能とストレージ機能を追加する
第19章 SH-2&V850付属基板対応拡張ベース・ボードの設計
 1.拡張ベース・ボードのコンセプト
 2.拡張ベース・ボードのハードウェア〜メモリ・マップ〜
 3.CPLDに実装したアドレス・デコーダやステート・マシン
 4.LANコントローラ周辺の設計
 5.CompactFlashカード・コントローラ周辺の設計
 6.MMCカード・コントローラ周辺の設計
 7.USBターゲット・コントローラ周辺の設計

 ユニバーサル・カードを使って外部16ビット・バスのCPUを接続
第20章 組み込みシステム開発評価キットにSH-2を接続する
 1.ユニバーサル・カードの活用
 2.32ビット・ローカル・バスのBLANCAと外部16ビット・バスCPUの接続
 3.サンプル・プログラムの移植
 4.16/32ビット・バス・ブリッジ動作の問題点
 コラム1 ほかにもCPUが続々つながる!?



「SH-1&SH-2マイコン入門」 (税込定価2,376円)
「SH-3&SH-4プロセッサ入門」 (税込定価2,376円)
「V850マイコン入門」 (税込定価2,592円)
「SH-2Aマイコン組み込み技術講座」 (税込定価2,592円)


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