RZ マイコン・コーナダウンロード・データあります集中短期連載オープンソース GCC&GDBで試す! まずはLinuxなしから! ARM直系 Cortex-A 搭載! RZマイコン・プログラミング入門第 3回 I/O ポートの初期化と割り込み処理本連載では，RZ マイコン・ボード CEV-RZ/A1L （コンピューテックス）注 1 を使って，OS が全くない状態から，ハードウェアを制御する組み込みソフトウェアや OS を GCC ＆ GDB で開発する方法について説明します．前回は初めの一歩として，LED 点滅やシリアル通信ポート経由で文字を表示するなどの I/O 制御プログラムを，あらかじめ搭載されているブートストラップ・ソフトウェア U-Boot を利用して動かしてみました．今回は，U-Boot に頼らずに，I/O の初期化や割り込み処理も自分で行ってみます．実験 1： I/O ポートの初期化を行ってみる実際の I/O の初期化と使い方を，通信ポートの例で見てみましょう．リスト 1　UART の構造体定義（sample2/io.h 内に記述） struct sc_str{ unsigned short ダミー変数 short NSCSMR; // シリアル・モード・レジスタ unsigned char SCBRR; char ZSCBRR0;short NSCBRR1; // ビット・レート・レジスタ unsigned short SCSCR; short NSCSCR; // シリアル・コントロール・レジスタ unsigned char SCFTDR; char ZSCFTDR0; short NSCFTDR1;// 送信 FIFO データ・レジスタ unsigned short SCFSR; short NSCFSR; // シリアル・ステータス・レジスタ unsigned char SCFRDR; char ZSCFRDR0; short NSCFRDR1;// 受信 FIFO データ・レジスタ unsigned short SCFCR; short NSCFCR; //FIFO コントロール・レジスタ unsigned short SCFDR; short NSCFDR; //FIFO データ・カウント・セット・レジスタ unsigned short SCSPTR; short NSCSPTR; // シリアル・ポート・レジスタ unsigned short SCLSR; short NSCLSR; // ライン・ステータス・レジスタ unsigned short SCEMR; short NSCEMR; // シリアル拡張モード・レジスタ }; #define #define #define #define #define SC0 SC1 SC2 SC3 SCPORT SCSMR; ((volatile ((volatile ((volatile ((volatile SC3 struct struct struct struct sc_str sc_str sc_str sc_str *)0xE8007000) *)0xE8007800) *)0xE8008000) *)0xE8008800) 今はチャネル 3 を設定しているが，ここを書き換えればほかのチャネルに切り替えられる 130 村井和夫 ● I/O レジスタを構造体で定義する（io.h） UART（非同期通信）の場合は，リスト 1 のように，通信ポートのレジスタを構造体形式で書きます．注意点は，通常は 32 ビット境界にレジスタを定義しているので，16 ビット幅のレジスタなどでは，ダミーの変数を入れる必要があることです（リスト 1 では，N から始まる変数定義はダミーである）．このように I/O の構造体を定義することで，すべてのレジスタのアドレスを書いておく必要がなくなります．また，複数の UART を制御する場合にも，構造体のポインタを引き数に渡すことで，ほかの UART も同じプログラムで制御できるようになります．この例では，#define SCPORT SC3 の「SC3」を書き換えれば済みます．また，プログラム自体がコンパイラで最適化しやすくなりますし，プログラムも読みやすくなります． ● I/O ポートの初期化処理を行う（io.c）前回も説明したように，本ボードの通信ポートは， CPU のポート 7_10，ポート 7_11 を RXD（送信線）， TXD（受信線）に使っています（1）．現在の統合 CPU は，ワンチップでいろいろな機能を実現できるように，I/O ポートを必要に応じてさまざまな用途に割り当てることができます．RZ マイコンも汎用入出力ポート以外に，第 8 兼用機能まで割り当てが可能です（2）注 2．ポート 7_10，7_11 は第 5 兼用機能を指定することで，シリアル・ポートとして使えるようになります．今回は，U-Boot の初期設定に頼らない自立したプログラムにするために，U-Boot と同じようにポート 7_10，ポート 7_11 を第 5 兼用機能として指定し， UART にするための初期化を行っています（リスト 2）．注 1：CQ 出版社のウェブ・ショップ（http://shop.cqpub. co.jp/）やコンピューテックス，マルツパーツ館のウェブ・ショップで購入できます．注 2：兼用機能の割り当ての詳細は，参考文献（2）「RZ/A1L グループユーザーズマニュアルハードウェア編」41-7 ページの「表 41.6 兼用機能の選択」に書かれています．第 1 回　RZ 用コンパイル & デバッグ環境の構築（2014 年 3 月号）第 2 回　ステップ・バイ・ステップで! はじめての RZ プログラミング（2014 年 4 月号） 2014 年 5 月号