FX2の内部ブロックは図1のようになっています．USB2.0対応のトランシーバ，CPUコア，8.5Kバイトのメモリ，4KバイトのエンドポイントFIFOなどに加えて，GPIFと呼ばれる簡易ステートマシンや，I²Cコントローラなどが内蔵されています．次に，各ブロックについて見ていきましょう．

〔図1〕FX2のブロック図

● USBトランシーバ

　USB2.0はUSB1.1の上位互換なので，USB2.0対応のハイスピード（480Mbps）のデバイスは，ホストがUSB1.1ならばUSB1.1のフルスピード（12Mbps）デバイスとして動作します．このため，FX2内部にも1.1（フルスピード）対応のトランシーバと2.0（ハイスピード）対応のトランシーバの両方が内蔵されています．

● USBコントローラ

　USBコントローラは当然のことながら，USB1.1のフルスピードとUSB2.0のハイスピードの両方をサポートしています．

　FXシリーズと同様に，FX2もCPUのリセット制御や，内蔵SRAMへのアクセスなどの権利の主導権はUSBコントローラ側が握っています．またUSBコントローラが8051の助けを借りることなく，USBデバイスとして動作可能であるという点もFXシリーズと同様の大きな特徴です．

　ブート手順もFXシリーズと同様で，USBコントローラがシリアルROMの先頭バイトをチェックし，IDに応じた動作を行います．

・先頭バイトがC0h

　このときにはシリアルROMから，ベンダID，プロダクトID，デバイスIDがシリアルROMに格納されているので，それぞれシリアルROMから読み出して，そのIDを使って起動します．CPU（8051）はリセットは解除されませんが，USBコントローラが単独でUSBデバイスリクエスト処理を行うので，ホスト側からは通常のUSBデバイスとして認識されます．

・先頭バイトがC2h

　このとき，シリアルROMには8051が実行するためのプログラムが格納されます．ベンダIDやデバイスIDなども同じように格納される領域は決められているのですが，これらの値は実際には使われません．

　シリアルROMの内容はデバイス内部のSRAM（全部で8.5Kバイト）にダウンロードされ，格納が終了するとCPUのリセットが解除され，CPUはSRAM上に展開されたプログラムを実行します．

・先頭バイトがそれ以外，またはシリアルROMが存在しない

　USBコントローラは，デフォルトのチップベンダのIDを使って起動します．

・ベンダID：04B4h
・プロダクトID：8613h
・デバイスID：（デバイスのバージョン番号）

　チップベンダから提供されているFX2開発サポートツールであるEZ-USBコントロールパネルなどを使うためには，このIDで起動している必要があります．

● 8051CPUコア

　FX2内蔵の8051コアは，最高48MHzで動作します．命令コードはオリジナルの8051と完全に互換性がありますが，1マシンサイクルがオリジナルでは12クロックを要するのに対して，FX2内蔵CPUコアは4クロックと1/3で済んでいる点が異なります．

　命令実行に必要なマシンサイクル数は数値演算命令（DIV，MULなどは除く），論理演算，データ転送など，多くの命令でが命令バイト数と一致しています．つまり1バイト命令は1マシンサイクル（4クロック）で，2バイト命令は2マシンサイクル（8クロック）かかるものが大半です．

● 内蔵RAM

　FX2のメモリマップは図2のようになっています．FX2には8.5KバイトのSRAMが内蔵されていますが，このうち0.5KバイトはE000h〜E1FFhの領域で，データ専用，残り8Kバイト分はメインRAMと呼ばれ，データとプログラム領域の両方に使うことができます．

〔図2〕FX2のメモリマップ

　メインRAM領域は，1FFFH番地以下の部分に配置されています．ただし，8051ファミリCPUの特徴として，汎用レジスタやフラグ類，特殊レジスタ類がメモリ空間の下位256バイトまでの領域（0000h〜00FFh）に配置されるので，この領域の取り扱いには注意が必要です．

　とくに8051の場合，0080h〜00FFhの領域はSFR（スペシャルファンクションレジスタ）と汎用データメモリで共用されており，どちらをアクセスするかはアドレッシングモードによって切り替わるという，多少変わったアーキテクチャになっています．8051対応のCコンパイラでも，この点には配慮されていて，たとえば_sfrのようなキーワードを変数宣言の先頭に付けることで，SFR領域へのアクセスを行うようなコード生成がなされます．

● I²Cコントローラ

　I²CバスはFX2が起動時に動作モードを決めたり，プログラムを読み込んで内蔵SRAMにプログラムを転送するためのシリアルROM（ブート用シリアルROM）を接続するほか，市販のI²Cバスデバイスを接続する目的にも使用可能です．

　I²Cバスではアドレスが3ビットあるので，論理上は8デバイスまで接続可能ということになりますが，このうちブート用のシリアルROMはアドレス001hを使用しています．これ以外のアドレスはユーザー側で任意に使うことができます．

　ちなみに，チップベンダが提供しているFX2デベロップメントキットではPCF8574（Philips）というI²Cバス対応のディジタル入出力デバイスを使ってLEDやスイッチを接続することで，汎用I/Oポートを使わずに実現しています．

■インデックス プロローグ レガシーフリー宣言！ ――USBのすすめ 第1章 USB2.0対応コントローラEZ-USB FX2の詳細 　インテリジェント型ターゲットコントローラEZ-USB FX2 　◆1.1　FX2の概要 　◆1.2　FX2の内部ブロック 　 　◆1.3　エンドポイント構成

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