GR-SAKURA で遊んでみる(1)
以前オープンソースカンファレンス 2012 Kansai@Kyoto に立ち寄った際、GR-SAKURA ボードの紹介をみて興味を持ったのだが、結局何もしないまま二年が経過してしまった。
ブースでお話を伺った方からは「このボードでどんなことをしてみたいですか？」と尋ねられ、「とりあえず何かしら遊んでみたい」と答えたのに...
しかし、先日日本橋の共立電子に立ち寄ったところ、GR-SAKURA が販売されているのを見掛けた。
二種類の GR-SAKURA
SDカードソケット、LANコネクタ、DCジャック、ピンソケットが実装済の GR-SAKURA-FULL と、未実装の GR-SAKURA の二種類が販売されていた。
前者は 5,081 円、後者は 3,785 円であるが、半田付けが苦手なので前者を購入した。
欲を言えば、JTAG I/F のピンヘッダも半田付けしてくれていれば最高だった。
家に帰ってから、早速開封してみた。
ボードの他に、MCU の各端子がピンソケットのどの箇所に対応するかを図示したカードと、USB ホストコネクタが同梱されていた。
GR-SAKURA は MCU に Renesas の RX63N を搭載したボードである。
※より具体的な MCU の型名は「R5F563NBDDFP」(ROM:1 MiB/RAM:128 KiB/LQFP)
遊んでみる前に、この MCU のソフトウェアマニュアルとハードウェアマニュアルを入手し、少し勉強してみた。
以下に RX の特徴を、備忘録として残しておく。
Renesas RX の特徴
RX は、Renesas の既存の MCU である H8S、H8SX、M16C、R32C の後継機種という位置付けにあたる。H8S/H8SX からは
という長所を、M16C/R32C からは
- 割り込み/ユーザの 2 スタックポインタ
- FPU*1
という長所を「いいとこどり」している。
プログラマの視点からは、 RX は CISC の特徴を備えた MCU に見える。すなわち、
- 可変長命令
- 命令の種類が豊富
- 豊富なアドレッシングモードと直交性の高い命令セット
により、高いコード密度を期待できる。
しかし MCU 内部では、CISC よりはむしろ RISC に近い動作をするようだ。
幾つかの命令は、内部で複数の mop(micro-operation)に置き換えられ、mop 単位でパイプライン処理が行われる。
例えば加算を行う add 命令の場合、レジスタ直接アドレッシングだと
+----+---+---+----+
add r1, r2 | IF | D | E | WB | (mop) add
+----+---+---+----+のように、レジスタ間の加算を行う単一の mop に変換される。
一方、レジスタ間接アドレッシングを使用した add 命令の場合、
+----+---+---+-------+
add [r1], r2 | IF | D | E | M1 | (mop) load
+----+---+---+-------+---+----+
| D | stall | E | M1 | (mop) add
+---+-------+---+----+のように、メモリからのロードを行う mop と、レジスタ間の加算を行う mop に分解される。
なお、割り込みは(mop 単位ではなく)命令の区切りで受け付ける。割り込み処理から復帰すると、次の命令から開始する。
但し、積和演算命令(rmpa)およびストリング操作命令群(scmpu/smovb/smovf/smovu/sstr/suntil/swhile)のみ例外で、命令の途中であっても割り込みを受け付け、割り込み処理終了後に命令の続きを再開する。
