Last Update 2024/08/01
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
B5判 232ページ
定価2,420円(税込)
JAN9784789849937
2009年3月1日発行
![[品切れ重版未定2022.5.11] SH-2マイコンで学ぶ組み込み開発入門](49931l.jpg)
大変恐縮ですが，こちらの商品は品切れ重版未定となりました．
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．
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．
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！？
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！？