イッチョカマーの徒然草

Koshianのレッスンゴレライ８（RCサーボモーター）

2015-09-09T22:22:00.000+09:00

KoshianにRCサーボモーターを接続します。

接続するサーボモーターはTowerPro社のマイクロサーボSG92R（$2.6）です。秋月電子では500円で購入できました。ググってもデータシートは見つかりませんでしたが、SG90と同じく重量は9g、外形は若干小型化していますが、出力トルクアップ、ギアがカーボンファイバーになって強度アップした後継モデルの様ですので、同じパルス出力で良さそうです。

KoshianのGPIOはPWM出力に対応（PIO0-2）していますので、サーボモータにパルス幅、周期を合わせる事で容易にコントロール可能です。

Koshianの電源はアルカリ電池２直、サーボモータの電源にはアルカリ電池３直を繋いで、GNDを直結しておきます。
PIO1出力をサーボ信号入力（オレンジ色のケーブル）に接続します。信号振幅が約3Vでは低すぎるかも？と思われましたが正常に動作しました。

テストコード

パルス周期20msec
パルス幅500〜2400usecをKoshianのPWM仕様である最小の20usec刻みでスライダーでコントロールしています。

PIO1出力波形

ARM用クロスコンパイラのビルド（Windows8.1+Cygwin+GCC5.2）

2015-08-05T01:32:00.002+09:00

以前の記事から２年余り経過したのでゼロベースで最新環境にしてみた。

◆Cygwinのインストール

setup.exeをダウンロードしてきて実行。
Default状態から以下のパッケージを追加でInstallします。
今回は②〜③についてもCygwinのインストールパッケージを使用。
①Devel
②任意精度計算ライブラリ(GMP)

③浮動小数点演算ライブラリ(MPFR)

④複素数演算ライブラリ(MPC)

Cygwinのインストールが完了。バージョン確認結果。

◆クロスコンパイラ関連ソースを入手
/usr/local/srcフォルダにソースをダウンロード＆展開します。
因みに、今回のツリーは以下の様にしていますがお好みです。
/usr/local/gnu ...gccインストール先
/src/gcc*** ...ソース
/binutils***
/newlib***
/build/gcc ...ビルド用フォルダ
/binutils

/newlib

①GCCコンパイラ
$wget http://ftpmirror.gnu.org/gcc/gcc-5.2.0/gcc-5.2.0.tar.bz2
$tar jxvf gcc-5.2.0.tar.bz2

②binutils（アセンブラやリンカーなど）
$wget http://ftpmirror.gnu.org/binutils/binutils-2.25.tar.bz2
$tar jxvf binutils-2.25.tar.bz2

③Newlib（組み込み向け標準ライブラリ）
$wget ftp://sources.redhat.com/pub/newlib/newlib-2.2.0-1.tar.gz

$tar zxf newlib-2.2.0-1.tar.gz

◆ビルド

$export LANG=C　この定義が無いとエラーが発生するかも？？
　以前のバージョンではエラーが起きたので念のため。
$export TARGET=arm-eabi
$export PREFIX=/usr/local/gnu　←　インストール先のフォルダ

①binutilsのビルド
/usr/local/src/build/binutilsフォルダを作成して、
$ ../../binutils-2.25/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX --enable-interwork --enable-multilib
$make all
$make install

②インストールしたbinutilsへのパスを通します。
$ export PATH=/usr/local/gnu/bin:$PATH

③GCC依存パッケージを追加します。
以前は支障は起きなかったのですが念のため（必要かな？

$cd /usr/local/src/gcc-5.2.0/contrib/
$./download_prerequisites

以下の様にソースに4つのパッケージがダウンロード＆展開され、リンクが張られました。

④GCCのビルド１パス目（Newlibのビルドに必要）
/usr/local/src/build/gccフォルダを作成して、

$ ../../gcc-5.2.0/configure --prefix=$PREFIX --target=$TARGET --enable-interwork --enable-multilib --enable-languages="c,c++" --with-newlib --with-headers=/usr/local/src/newlib-2.2.0-1/newlib/libc/include
$ make all-gcc

$ make install-gcc

⑤Newlibのビルド

/usr/local/src/build/newlibフォルダを作成して、

$ ../../newlib-2.2.0-1/configure --target=$TARGET --prefix=$PREFIX --enable-interwork --enable-multilib

$ make all

$ make install

⑥GCCのビルド2パス目

$ cd /usr/local/src/build/gcc
$ make all

$ make install

◆無事にビルド終了

Cコードをコンパイルしての動作テストはまだやってません。後日・・・

Koshianのレッスンゴレライ７（キャラクタグラフィックス）

2015-07-05T23:56:00.000+09:00

キャラクタグラフィックスモジュールの接続テストです。

SunlikeDisplay社のSO1602AWGB-UC-WBです。有機ELなのでLCDよりも見やすく低消費電流です。

テストコード

Koshianのレッスンゴレライ５（大気圧センサー）

2015-07-01T22:56:00.000+09:00

前回に続いて、I2Cに手持ちの大気圧センサーを繋いでみました。

秋月電子で購入したモジュールです。Freescale社のMPL115A2と、パワーインジケータ用LEDとパスコンが載っています。

秋月電子の提供資料だと不明点が多いので、データーシートを読みましょう。

単４アルカリ乾電池２ケ直列の約2.7Vで動作させています。
I2Cバス上に繋ぐデバイスが増えてきたので、温度センサーモジュール上のプルアップ抵抗10KΩでは信号波形劣化が不安なので、半田ジャンパーをカットして、SCLとSDAを4.7KΩのプルアップに変更しました。

テストコード

JSLintがビット演算を許してくれないので（無視すれば良いのだが）、ビットシフトの代わりに掛け算、割り算で実装しています。　javascriptの数値演算はIEEE754の浮動小数点で行われるそうなので、デバイスが意図する計算値とは誤差が発生しますので、測定精度を期待する場合にはオススメできませんのでご注意を。

また、気圧計算に使用するCoefficient値 a0、b1、b2、c12はデバイス個々の固有値として格納されており変化しませんので、一度読み出して事前計算して定数としてプログラムに組み込んでしまうのも有りですね。

Tips
純粋にjavascriptのみのコーディングであればBracketのデバッグ機能やPCブラウザの開発モードを利用したデバッグができますが、konashiによるBlueTooth通信が含まれると実行できないので、（javascript初心者なもので）嵌りだすと何が何だか判らなくなって困っていたところ、konashi.jsアプリ画面にオーバレイしてデバッグログを表示してくれるlog functionsがありました。

デバッグログ画面が小さいので、iPhoneの横幅一杯に表示し、表示位置を下詰めにするカスタマイズ版を参考まで。赤文字部分が変更部分です。

//debuglog表示カスタマイズ
function showMyDebugLog() {
"use strict";
var debugConsole = document.createElement("div"),
logheight = 200,　// 画面の縦方向サイズを指定
logvposi = $(window).height() - logheight - 40, //バー表示領域を避ける
logwidth = $(window).width(); //画面の横方向サイズを表示領域一杯にする

debugConsole.setAttribute("style",
"position:fixed;left:0px;top:" + logvposi + ";z-index:100000;width:" + logwidth + ";height:" + logheight + ";" +
"background-color:rgba(0,0,0,0.6);color:#FFF;font-size:10px;overflow:hidden;"
);
debugConsole.setAttribute("id", "konashi-debug-console");
document.documentElement.appendChild(debugConsole);
}

次回も同じくI2Cにデバイスを繋ぎます。

Koshianのレッスンゴレライ４（温度センサー）

2015-06-10T23:32:00.000+09:00

今夜はi2c通信のレッスンです。

以前RaspberryPiに繋いだ温度センサーADT7410を使用します。

秋月電子で購入したモジュールです。
ADT7410とプルアップ抵抗が載っているだけです。
Koshianのi2cに接続する時は、J1とJ2を半田でショートし、SCLとSDAのプルアップ抵抗を有効にしておきます。

テストコード

k.i2cMode(k.KONASHI_I2C_ENABLE_400K);

　iPhoneとKonashiの通信が確立したら、まずはi2c通信を有効にします。注）通信レートは100Kbpsと400Kbpsのいずれかを、接続するデバイスに合わせて選択します。

timer_hdl = setInterval(function () {
k.i2cStartCondition();
k.i2cWrite(1, 0x00, adr_adt7410); //アドレス指定
k.i2cRestartCondition();
k.i2cReadRequest(2, adr_adt7410); //測定値読み出し要求
$("#message").html(count);
count = count + 1;
}, 1000);

　setIntervalにて１秒周期で、ADT7410から2バイトの測定値読み出しを要求しています。注）スレーブアドレスは接続するデバイスに合わせます。

k.completeReadI2c(function () {
"use strict";
k.i2cStopCondition();
k.i2cRead(2, function (data) {
var readdata = 0, temp = 0;

readdata = (data[0] * 256) + data[1];
$("#readdata").html("ADT7410 read " + readdata);
temp = readdata / 8;
if (temp >= 4096) {
temp = temp - 8192;
}
$("#temperature").html("temperature " + temp * 0.0625 + "℃");
});
});

　読み出し要求に対してKonashiからiPhoneに読み出し値が返ってきたら、ストップコンディションを送ってi2c通信を終了させた後、ADT7410の仕様に従って温度値に変換して表示しています。

本来はビット演算の方が判りやすいのですが、javascriptのコードチェッカーとして使用しているJSLintがビット演算禁止！と怒るので上記のようなコードになっています。　Brackets組み込みのJSLintのオプション設定変更の方法が不明なんですわ。

次回はi2cに気圧センサーを繋ぎます。

Koshianのレッスンゴレライ３（ADC入力）

2015-06-08T23:58:00.003+09:00

今夜はADC入力を試してみました。
KoshianにはADC入力が3チャンネルあります。
基準電圧は1300mVで、0V〜1300mVのアナログ入力値が得られるようです。

テストコード

iPhoneとKoshianが接続できたら、500msec周期でAIO0、1、2のADC値取得要求を発行します。

timer_hdl = setInterval(function () {
k.analogReference(function (data) {
$("#reference").html("Reference voltage " + data + "mV");
});
k.analogReadRequest(k.AIO0);
k.analogReadRequest(k.AIO1);
k.analogReadRequest(k.AIO2);
$("#message").html(count);
count = count + 1;
}, 500);

iPhoneにADC値が通知されると、ADCチャンネル毎にイベントが発生しますので、iPhoneの画面に取得した値を表示しています。

k.updateAnalogValueAio0(function (data) {

"use strict";

$("#adinput0").html("ADC0 input voltage " + data + "mV");

});

次回は、I2C通信で温度センサーを繋いでみます。

Koshianのレッスンゴレライ２（PWM出力）

2015-06-07T17:45:00.001+09:00

Konashi.jsを利用してGPIO端子のPWM出力でLEDの輝度を可変してみました。

k.pwmMode(k.PIO1, k.KONASHI_PWM_ENABLE);
k.pwmPeriod(k.PIO1, 1000);
k.pwmDuty(k.PIO1, 20);

とする事で、周期1000usec、パルス幅20usec のPWM出力となります。

テストコード

jsdo.it使用上の注意
jqueryを使用してテストコードを書いていたところ、異常な挙動に悩まされました。調査の結果、HTMLにbodyタグを記述すると異常な挙動を起こします。
jsdo.it上でjavascriptとHTMLの記述欄が別になっていますが、ブラウザから見た時のソースを確認したところ、以下の様になります。

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
<meta charset="UTF-8" /><title>レッスンゴレライ２ - js do it</title>
<meta name="Description" content="jsdo.it - share JavaScript, HTML5 and CSS - " />
<meta name="Keywords" content="JavaScript,HTML5,CSS" />
<meta name="viewport" content="width=device-width, user-scalable=no, initial-scale=1, maximum-scale=1">
<style type="text/css"></style></head>
<body>

jsdo.it HTML欄への記述

<script type="text/javascript">

jsdo.it javascript欄への記述

</script>
</body>
</html>

HTML欄にbodyタグを記述すると、ネストが発生して異常挙動を起こしてしまうようです。

Surface Pro3 のタイプカバーが再入荷

2015-05-31T14:54:00.002+09:00

息子の大学入学祝いにと購入したSurface Pro3
4月末までならばタイプカバーが付いてくるとの事で慌てて購入したものの、タイプカバーの在庫切れで出荷予定も未定が続いていましたが、ようやく再出荷が始まったようで、受け取りに行ってきました。
しかし、キャンペーンするなら事前にある程度の在庫を確保しておいて欲しいですよね。

Koshian(BLEモジュール)のレッスンゴレライ１

2015-05-31T14:25:00.000+09:00

お久しぶり〜
BLEモジュール「Koshian」を購入しましたので触ってみます。

１.Koshianって何ですの？

マクニカグループがMpressionブランドで今流行りのMakers向けに販売しているBlueTooth Smartのモジュールです。
そして何と980円とリーズナブル！ArduinoのBlueToothシールドは約3000円しますものね。
又、ユカイ工学のKonashi互換のモジュールですので、ファームウェアやSDKはKonashi向けのものが利用できます。

２.Konashiって何ですの？
自作iPhoneアプリと自作ガジェット等をBlueToothで繋いで遊ぶには、Apple社の「iOS Developer Program」に登録して年会費を支払わねばなりません。
更にSPPプロファイルを使用する場合には、MFiライセンスを受けないとAPIにアクセスできません。
しかし、イッチョカマーは基本的に開発ツール等はフリーを信条としています（笑）

で、発見したのがKonashiです。Konashi.jsというiOSアプリをiPhoneにインストールすれば、WEBサイト等に置いたWEBアプリでiPhoneからBlueToothチップを制御できてしまうという優れもの！

３.KoshianでLEDを点灯

Koshianの実装端子は1.27mmピッチなので、ブレッドボードの2.54mmピッチに変換するゲタを作製。面倒な方はユカイ工学のネットショップからKonashi小型化拡張ボード（1980円）を購入すればＯK！

３−１. 準備
AppStoreからKonashi.jsをインストールして起動。
Koshianに3.3V電源を供給しますが、単３乾電池２個直列でＯKです！
iPhoneのBlueToothをＯNにしておきます。

３−２.ファームウェアのアップデート
Koshianにプリインストールされているファームウェアは旧バージョンの様ですので、Konashi.jsでKonashiファームウェアの最新版（現在はRev2.0.0-rel04）にアップデートします。

設定画面からOTAアップデートを選択

Connectをタップして接続できたら、Select Firmwareをタップして、Konashi2.0.0-release-04を選択
Updateをタップしてファームウェアをアップデートします。

３−３.GPIOにLEDを繋ぐ
Konashi2ファームウェアではGPIO0〜7の内、
　GPIO0は入力専用
　GPIO6はI2CのSDA
　GPIO7はI2CのSCL
に固定されています。
よって、LEDを接続して点灯させられるのは、GPIO1〜５の５ケまでです。
チップ（GPIO端子）の電気的スペックが不明ですので、（ハード屋としては雑ですが実験ってことで）LEDをGPIOとGND間に直結しています。手持ちの赤、青、橙のLEDを繋いで５ケ全点灯でもBLEチップが熱くなったりしていませんので結果オーライ（笑）

３−４.LED点灯

Koshianで検索をかけると、jsdo.it上に公開されているKoshian関連のWEBアプリが一覧されます。
jsdo.itにユーザー登録すれば、わざわざWEBサーバーや個人サイトを用意しなくても、WEBアプリを作成したり公開できますので、手軽に実験できます。

テストコード

次回はPWM出力の予定です。

RaspberryPiにイロイロ繋いでみるかな（キャラクタLCD）

2014-07-09T00:51:00.000+09:00

ご無沙汰だったRaspberryに何か繋いでみようと、アキバで漁ってきたパーツ達

異常気象が多いし台風シーズンも近づいてるし、温度や気圧でも観測してみるか・・・
特価！に乗せられて手に取ってしまったギアードDCモーター
DCモータを繋ぐなら、ついでにと、5Vで動きそうな小さなステッピングモータも

■まずはキャラクタLCDを繋いみた

型番　SC1602BBWB‐XA‐LB‐G

3.3V動作のバックライト付き16文字ｘ2行のキャラクタLCDです。

RaspberryPiは3.3VIOですので、信号レベル変換が不要なので直結可能です。

GPIOを使って、RS、E、4bitデータの6本で接続しました。IOピンは貴重ですからね（笑）

これで、ディスプレイに繋がなくてもプログラムのステータス表示などができるぞよ！

（続く）

Quartus2 V13.1 ～Tips編　VHDL記述による合成結果の違い～

2014-06-30T00:29:00.003+09:00

HDL記述は、高級言語でのプログラム記述と同様に、コンパイラの癖や性能によって、合成結果（回路、規模など）が大きく異なる場合があります。

デジタル設計での必須アイテムであるカウンタの記述にて、Quartus2の合成結果を見比べてみました。

■仕様

4bitの13進同期式カウンタ

非同期リセット入力有り

カウントイネーブル入力有り

■トップ回路図

■COUNTERのVHDL記述

カウンターの出力変数をintegerで定義しています。桁数が大きい時やシーケンサなどを記述する時には読みやすいので使いやすいですね。

ARCHITECTURE counter_architecture OF counter IS

signal counto : integer;

BEGIN

count <= CONV_STD_LOGIC_VECTOR(counto,4);

process (clk, reset, enable)

begin

if (reset = '1') then

counto <= 0;

elsif (rising_edge(clk)) then

if (enable = '1') then

if(counto = 12) then

counto <= 0;

else

counto <= counto + 1;

end if;

end process;

END counter_architecture;

■COUNTER１のVHDL記述

integerを使用せず、std_logic_vectorで記述したものです。ビット幅が大きくなると間違い易い記述です。

ARCHITECTURE counter1_architecture OF counter1 IS

signal counto : STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);

BEGIN

counto1 <= counto;

process (clk, reset, enable)

begin

if (reset = '1') then

counto <= "0000";

elsif (rising_edge(clk)) then

if (enable = '1') then

if(counto = "1100") then

counto <= "0000";

else

counto <= counto + '1';

end if;

end process;

END counter1_architecture;

■COUNTER２のVHDL記述

条件記述をif文では無く、シーケンサ記述でお馴染みのcase文で記述したものです。

ARCHITECTURE counter2_architecture OF counter2 IS

signal counto : STD_LOGIC_VECTOR(3 downto 0);

BEGIN

counto2 <= counto;

process (clk, reset, enable)

begin

if (reset = '1') then

counto <= "0000";

elsif (rising_edge(clk)) then

if (enable = '1') then

case counto is

when "1100" => counto <= "0000";

when others => counto <= counto + '1';

end case;

end if;

end process;

END counter2_architecture;

■タイミングシュミレーション結果

いずれも仕様通りの動作をしています。

しかし、COUNTERの出力であるco0の出力遅延が大きいので、明らかに生成された回路が異なる事が予想されます。

■RTLViewer表示

COUNTERはintegerのビット幅である32bitカウンターが生成されてしまっています。

4bitしか使用しないのに、約8倍の回路規模になってしまっている計算になります。

COUNTER1は、最も回路規模が小さいであろうと思われる回路です。

COUNTER２は、典型的なロードカウンタの回路ですね。

　この様に、同じ動作であっても、記述によってコンパイラが生成する回路は異なります。　又、これはQuartus2 V13.1での結果であって、バージョンが異なったり、他社製コンパイラでは違った結果となりえます。

　コストダウンの為に、エレメント数（ASICではゲート数）を削減せねばならないとか、要求性能を満たす為に、より高速クロックで動作する様にしたり、遅延時間を小さくせねばならない場合などにおいては、使用するコンパイラの癖を掴んで記述せねばならない場合がある事を示唆しています。

■追記（2014.6.30)

COUNTERでは32bitカウンターが生成されていましたが、変数の取りうる範囲を記述（range A to B）する事で、bit数の最適化を図る事ができました。
※コンパイラによっては、4bitカウンタに最適化が図られる場合もありえますが、設計者の持っている情報を少しでも多くコンパイラに教える（記述する）事で、より良い回路の生成が期待できます。

ARCHITECTURE counter_architecture OF counter3 IS

signal counto : integer range 0 to 12;

Quartus2 V13.1 ～Tips編　Eclipseへのプロジェクト読み込み～

2014-06-22T14:00:00.003+09:00

以前の投稿にてSigasiのToolchains設定にてQuartus2のパス設定をしましたが、この設定で何が起きるのか不明でしたが、Quartus2で作成したプロジェクトをEclipseにインポートできる事が判りました。

Eclipseを起動し、パースペクティブはVHDL(Sigasi）を選択しておきます。

Quartus2側でHDLソースを作成したり編集した場合には、以下の操作で同期されます。

Quartus2 V13.1 ～Tips編　波形ファイルの変換～

2014-06-22T13:31:00.000+09:00

　Quartus2の波形ファイルからModelsim-Alteraでのシュミレーションファイルの自動生成が可能です。作成したシュミレーション波形をテンプレートとして、本格的なテストベンチをModelsim-Altera上で作成するような場合には便利かも？

注意点

生成されるテストベンチはVerilog-HDLのみです。
Quartus2のEDATool設定をVHDLとしていても、自動的にVerilog-HDLに切り替わってしまいます。
modelsim-alteraはVHDLとVerilog-HDLの混在シュミレーションはできないので、テストベンチをVHDLで記述したい場合は、modelsim-altera上での作成が必要です。

■波形エディタを起動して変換します。

■シュミレーション記述ファイル（***.vt）とスクリプトファイル（***.do）が生成されます。

■スクリプトファイルには些細ですが致命的なバグがありますので、編集する必要があります。

改行が抜けて繋がってしまっている！

テキストエディタで改行する。

Quartus2 V13.1 ～シュミレーション編　ファンクションSIMとタイミングSIM～

2014-06-17T00:15:00.000+09:00

ファンクションシュミレーションとタイミングシュミレーションがありますがその違いを見てみます。

まずは相違点が出やすい回路に書き換えます。

■回路変更とシンボルの更新

DFFの出力に反転出力「nq」を追加記述しました。

コンパイルを掛けたのち、シンボルを再作成します。

DFFを使用している上位の回路図のシンボルを更新します。

nq出力が回路図上のシンボルに現れました。

分周回路に書き換えます。

■ファンクションSIMとタイミングSIMの比較

ファンクションSIM（CLK=10MHｚ）
回路設計通り分周出力が得られています。

タイミングSIM（CLK=10MHz）
ファンクションSIMと同様に分周出力が得られています。

ファンクションSIM（CLK=1GHz）
正常に分周回路として動作しています。

本当にMAX2内のDFFは1GHzのクロック入力で動作するのでしょうか？

タイミングSIM（CLK=1GHz）

全く動作していませんね。　MAX2の紹介ページによりますと、内部クロックは最大300MHzと書かれていますのでCLKを約300MHzにしてみましたところ動作しました。

タイミングSIM（300MHz）

設計した回路が仕様通りの機能を果たしているかのロジカル検証はファンクションシュミレーションで行い、半導体（FPGAやASIC）にインプリメントする段階においては、使用するデバイスで正常動作するかをタイミングシュミレーションにて検証する必要があります。

（続く）

Quartus2 V13.1 ～シュミレーション編　波形エディタ入力～

2014-06-15T23:09:00.001+09:00

波形エディタで入力信号を定義して回路動作をシュミレーションする方法

■波形エディタへの端子定義
まずは、どの回路に対してシュミレーションを行うのか決めます。
デバイスレベル（プロジェクトの最上位）でも、任意の下層の回路図やHDL回路でも可能です。

シュミレーションする回路をTop-Level Entityにセットします。

波形ファイルを作成します。

波形エディタが開きますので、右クリックでメニューを表示して「Insert・・・」を選択します。

Node Finder で回路に定義されている端子を検索します。

「List」をクリックすると全端子がリストアップされます。

中央の矢印を使って波形ファイルに表示させる端子を定義（右側ウィンドウ）します。

波形ファイルに端子が定義されました。

■テストベンチの作成

波形エディタの機能を使って入力信号にテストベンチ波形を作成します。

■Quartus2シュミレータの実行

※実はmodelsimを使用しているようで、インストールした状態のままでは、modelsimが見つからないとの実行エラーが出ました。

Toolsメニュー内のOptionsを選択します。

上記の様にパスを書き換えます。

無事にファンクションシュミレーションが実行されました。

タイミングシュミレーション（ゲート遅延や配線遅延を含むシュミレーション）も実行されました。

今回のシュミレーションは、定義した入力信号波形によって、記述した回路がどの様に動作したかという出力波形を人間が見て、回路をデバッグする方法です。

しかし、実際の設計においては様々な要求仕様があります。

例えば、設計しているFPGAにCPUやメモリ等の他のデバイスが接続される場合は、そのデバイスとのインターフェイス仕様やタイミング仕様を満たしていなければNGです。
又、データを加工したり演算したりする回路においては、様々な組み合わせのデータが正しく仕様通りに加工、演算されているか？を検証しなければなりません。

入力信号だけでなく、出力信号に期待値（仕様通りの正しい出力）を定義してシュミレーションを行うことで、ミスマッチ箇所を見つけ出す事が可能です。

（続く）

Quartus2 V13.1 ～エントリー編　HDL回路から回路図用シンボルを作成する～

2014-06-15T18:12:00.001+09:00

トップダウン設計とするのかボトムアップ設計とするのか？一人で設計するのかチーム設計なのか？設計資産の再利用があるのか無いのか？設計資産はHDLなのか回路図なのかなどなど、プロジェクト毎に設計戦略は異なりますので、HDL設計を回路図/ブロック図に載せたい場合があります。

もちろん、Quartus2はこの機能をサポートしてくれています。

■HDL回路のシンボル生成

シンボルを作成したいHDLソースを選択した状態で、右クリックにて「Create Symbol ・・・」を選択する事で、回路図用のシンボルが生成されます。

新規の回路図を作成します。
もちろん、既存の回路図があれば不要な作業です。

■回路図にHDL設計された回路を配置する

シンボル入力を選択して、project内に生成されたシンボルを選択します

赤枠にチェックを入れて、ブロックダイアグラム向けのシンボルを選択する事もできます

回路図内にHDLで設計された回路（シンボル）を配置できました。

Quartus2　V13.1 ～セットアップ編　新規プロジェクト作成～

2014-06-15T16:50:00.000+09:00

Altera社のFPGA開発用EDAツールQuartus2ですが、最新バージョン13.1に関する日本語記事が少ないので覚書

■Quartus2 WebEdition（無償）のインストール

対応OS一覧表（マイPCはWindows8.1の64bit版ですが正常に動作しています。）

ダウンロードページからQuatus2とModelsim-altera、使用予定のデバイスファイルをダウンロードします。（Quartus2のupdateがリリースされていたので「アップデート」タブからダウンロード）

お手軽な「一式ファイル」もありましたが、全デバイスファイルが含まれるので、HDDディスク容量が裕福な方にしかお勧めしません（笑）

私の場合、Quartus2をインストール→modelsimをインストール→Quartus2からデバイスファイル追加という手順で行いましたが、Quartus2、modelsim、デバイスファイルを同じフォルダ内にDL終了後に、Quartus2をインストールすると勝手に見つけてインストールしてくれるらしいです。

インストール作業の詳細は、インストーラを起動してメッセージに従うだけなので割愛

■デバイスファイルの追加
　　※以前はQuartus2内から追加できましたが、最新版では別アプリになっています。

使用予定のデバイスファイルをダウンロードしておきます。
デバイスインストーラを起動し、あとは手順に従うだけです。

■新規プロジェクトの作成

プロジェクトを作成するパスとプロジェクト名を指定します

※この例では、eclipse上で記述したものをそのまま使用する為、同じフォルダ名、プロジェクト名としています。

HDLや回路図など既存の設計を流用する際にはここで指定する事で、プロジェクト内に追加できます。
ゼロからの設計の場合はそのままNext

対象とするFPGAデバイスを選択します
本例は対象デバイスを限定せず、MAX２シリーズであればどれでも可としています

シュミレータにmodelsim-alteraのVHDLのみ指定していますが、
Quartus2が対応しており所有しているEDAツールを設定します。

■アナライズ
プロジェクト内のソース（記述や回路図など）が、Quartus2のルールに適合しているか等のチェックを行います。

ソースが増えてきた時に毎回プロジェクト全体のチェックは効率的ではありませんので、今書いたHDLや回路図だけをチェックしたい場合には、Filesタブに切り替えてファイル単位でチェックを掛けることが可能です。

■コンパイル

HDLに対しては論理合成が行われ、回路図やマクロ等と一体化されての整合性チェックや、指定のFPGAで実現できるかなどのチェック、配置配線や端子アサイン、ゲート間のACタイミングチェックなどが行われます。　

本例はDFF１個に過ぎないのでルール違反が無い限りはコンプリートしますが、端子レイアウトの指定や入力信号のタイミング指定などを行っていないのでワーニングが沢山出ています。

エラーは出ていないので回路としてはMAX２に書き込めます。

しかし、入力信号のACタイミングや使用環境などによっては、ウンともスンとも動作しなっかたり、電圧や周囲温度によって誤作動する恐れがありますけど、大丈夫でっか？という様な設計者しか知らない条件によって結果が変わる内容はワーニングになります。

という事で、実設計においては詳細な設定をすればするほどツールが検証してくれて合否判定してくれますし、設定を少なく済ます場合はシュミレーションなどで徹底的に自分の目で検証する必要があります。

（シュミレーションへ続く）

Katy Perry のミュージックビデオは楽しすぎる件

2014-06-15T02:33:00.004+09:00

シンガーソングライターKaty Perryのミュージックビデオは、個性的で創造性に溢れていますね～

特殊メイクが凄い！

ガオー！

ガオー！（歌詞付き編）

ガオー！（LINE版ベッキーも友情出演？）

Eclipse+SigasiとQuartus2+Modelsim-Alteraとの連携設定

2014-06-15T01:52:00.002+09:00

eclipseでのプログラミング経験者であれば既に設定済だろうとは思いますが、先のブログで保留にしていたmodelsimの呼び出し設定を紹介しておきます。

VHDLは国際規格ですが、他の言語と同様にツールによって未対応な記述があったり機能拡張していたりと100%の互換性は期待できません。
という事で、eclipse上で記述して、EDAツールを起動してコンパイルしてはエラーをeclipseで直すという行ったり来たりは非効率ですので、外部コンパイラを使用するように設定します。

※SigasiはFPGAメーカーであるAltera社やXilinx社のEDAツールなど、主要なVHDLコンパイラを呼び出せるようになっています。

Altera社のQuartus2とmodelsim-altera（starter edition）はインストール済とします。

■外部コンパイラ設定

設定画面内のToolChainsを開きます。
Modelsimを選択し、インストールパスを設定して「適用」します。
「Click Here・・・」リンクをクリックします。

オートコンパイル時にmodelsimを使用する様にチェックを入れて「適用」します。

Quartus2の設定もありましたので、パスを入力して「適用」しておきます。
これによって、どの様な連携機能が作動するのかは現時点不明です m(--)m

「自動的にビルド」をチェックしておくと、記述が進む度に自動的にコンパイルが走ります。
ウザいので手動で良いという方はチェックを外しておけばOK。

オートコンパイルが走ってコンソールウィンドウにコンパイル結果が表示された図

Quartus2との連携機能が判明したら続きます・・・

EclipseのHDL記述用プラグイン（SIGASI）を使ってみた

2014-06-14T23:58:00.004+09:00

Androidアプリの開発以来プログラミングエディタとしてすっかりファンになってしまったeclipseですが、様々な言語をサポートしているのでHDL用のプラグインもあるはずだと探してみますと、以下の２つを発見しました。　毎度の話ですがフリーです（笑）

■Veditor

http://sourceforge.net/apps/mediawiki/veditor/

■Sigasi

http://www.sigasi.com/install-eclipse-vhdl-plugin

Sigasiは製品ですが記述サイズ限定でフリーのStarter Edition とPro（US$840）の期間限定トライアルライセンスが無償で入手可能です。

両方インストールして触ってみましたが、さすがに製品だけあってSigasiの方が優れていると感じましたのでVeditorは割愛します・・・

１．eclipseのインストール

手順というほどの事でもないですが、以前の記事を参考にしてください。

ちなみに最新版はVer4.3のKeplerです。

HDL記述だけであれば最小構成のPlatform-fulleditionでOK。JAVAやCなど必要となった時にプラグインを追加インストールすれば良いですし・・・

２．Sigasiプラグインをインストール

eclipseを起動

暫く待つとインストール可能なプラグインが表示されるので、チェックを入れて指示に従って進めればインストールされます。

eclipseを再起動するとSigasiが表示されれば無事にインストール完了です。

赤枠部分をクリックしてVHDLのパースペクティブを選択します。
（Cなどの他言語は、プラグインの入っていないeclipseでは出てきません。）

フリーのStarter Editionとして使用するには、TalkBackを許可しておく必要があります

３．プロジェクトの作成

新規プロジェクトを作成します

インジケーターが100%になるとStarterEditionのリミットの様です。親切設計ですね

vcomとはmodelsimのコンパイラです。
SigasiがサポートしているHDLコンパイラがPCにインストールされていると出てくる様ですので、環境によってメッセージが出なかったり、他のコンパイラが表示されたりすると思われます。
modelsimとの連携は後回しとしてDismissを選びます。

４．VHDLソース記述

テンプレートを自作して追加していけば開発効率アップですね

VHDLもプログラミングと同様に誤字脱字や書式の度忘れからは逃れられません（笑）
eclipseユーザーならおなじみのショートカット「Ctrl+Space」で効率的に開発ができますね！

あっという間に非同期リセット付きDFFが書けました

（続く）

スパイスの自家栽培にチャレンジ

2014-06-12T23:55:00.002+09:00

和食と言っても良いと思うカレーライスですが、ガラムマサラを一振りするだけでインド風のエスニックな香りに変身するので気に入っています・

少し調べてみますと、ガラムマサラという固定のスパイスレシピがある訳ではなく、各家庭のお袋の香りがある様です。　そこで、マイレシピを作ってみようと各種のスパイスを購入してきました。

その購入してきたスパイスの中から、カレーの香りの主役であるクミンとコリアンダーを植えてみました。　梅雨に入って今後の生育が心配ではありますが現況を

カルディで購入してきたクミンシードとコリアンダー

■蒔種（4月29日）
ダイソーでプランター、鉢底石１袋、ハーブの土２袋を購入してきました。

土の上にパラパラと蒔いたのちに、5mmほど土を被せておきました。

■発芽（５月９日）
なかなか芽が出てこず失敗か？と思っていたら両方共に同時に発芽していました。

クミンの芽

コリアンダーの芽

■５月１５日
芽が増えてきました（嬉

■５月２０日
コリアンダーから手の平の様な葉が出てきました。
クミンは相変わらずヒョロヒョロのか弱い葉が出ているだけです。

■５月２８日
コリアンダーは順調に育っているようです。

■６月１日
コリアンダーから出てくる葉の形が大きく変化しだしました（驚
１か月経過したので、化成肥料（チッソ１：リン酸１：カリ１）を購入してきてパラパラと撒いておきました。

■６月７日
コリアンダーに花が咲きました！
１mm程度の小さな花びらです。

■６月１2日
今週は雨や曇り続きで天気が悪いですが、コリアンダーは沢山の花がつきました！
で、クミンはというと、相変わらずヒョロヒョロのまま。更には、雨に打たれて瀕死の様です（泣

さて、本格的な梅雨の季節を乗り越えられるのか？（続く）

LeapMotionのSDKが一般公開開始だぞ

2013-07-06T12:15:00.000+09:00

LeapMotionの出荷が7月22日に決定（もう延期は無いでしょう！）して、早く触ってみたくてウズウズしている方も多いでしょうね（笑）

ところで、先ほどメールがやってきました。

Welcome to Our Community

We're happy to let you know that the Developer Portal is now open. With a simple click, you’ll be a full member of the Leap Motion global developer community, with full access to our SDK.

When you enter the Developer Portal, you can start by downloading the latest SDK. Next, take a few minutes to review our full API library, UX guidelines, knowledge base, tutorials, and more.

従来は法人などアプリ開発者に限定されていたDeveloperサイトへのアクセスが、私の様な一般人にも許可されるようになりましたので、早速訪問してみました。

◆具体的な開発環境や実行環境の要件は以下の通り記載されてました。

Hardware requirements

USB 2.0 or 3.0 port

Supported operating systems

Windows 7 and 8
Mac OS 10.6 and higher
Ubuntu Linux 12.04 LTS and Ubuntu 13.04 Raring Ringtail

Supported compilers and runtimes

C++ on Windows: Visual Studio 2008, 2010, and 2012
C++ on Mac: Xcode 3.0+, clang 3.0+, and gcc
Objective-C: Mac OS 10.7+, Xcode 4.2+ and clang 3.0+
C# for .NET framework versions 3.5 and 4.0
Mono version 2.10
Unity Pro version 4.0
Java versions 6 and 7
Python version 2.7.3

早く来い来いお正月！じゃなくLeapMotion！

Cygwin+Emacs Problem

2013-06-23T16:33:00.001+09:00

先般Windows8（64bit）にCygwinをインストールしましたが、emacsでファイル一覧表示（C-x C-f Ret）が機能しません。
Doing vfork: resource temporarily unavailable　とのメッセージが表示されます。

ググって見つけたブログの手順で解決しましたので備忘録として。

◆ash.exeを実行

◆起動したターミナル上で /bin/rebaseall を実行

◆Cygwinのsetup.exeを実行してlibncursesを再インストール

◆解決しました。

久しぶりのPICマイコン

2013-06-15T16:55:00.000+09:00

長く触っていないうちにPICマイコンのプログラミング環境MPLABがメジャーバージョンアップされていました。　VISTAに入っている旧環境を使うのも面倒なので、Win8にXバージョンをセットアップしました。

◆MPLABX IDE

マイクロチップ社のサイトから所望のOSのインストーラをダウンロードしてきます。無償です。
Windows用の現バージョンは1.80でした。

インストーラを実行して、Nextを押していればインストールは完了します。
最後に表示されるウィンドウのチェックを入れたままにしておけば、コンパイラのダウンロードページが開きます。

◆MPLAB XC

対象とするPICマイコンのCコンパイラをダウンロードします。無償です。
勿論、お仕事用ならPROやStandardの有償ライセンスを購入しましょう。
※C++はPIC32のみ対応のようですね。

今回はPIC18が対象なのでXC8をダウンロード。現バージョンは1.12でした。
インストーラを実行して進めていくと、ライセンスキーを要求されますが、空白のままNextとします。

すると、フリーモードとするか、PROの評価モード（60日間のみPROとして機能する）とするか聞かれます。　お仕事でライセンス購入を予定しているなら勿論PROの評価版ですが・・・
お遊びモードの方はお好きなほうを。

◆USBやLANを使用する場合は、必要に応じて無償のアプリケーションライブラリもインストールしておきましょう。

ダウンロードしてきてインストーラを実行するだけです。
え？XC8サポートしてないの？8bit系チップを見捨てたのか？

Cソースコードだから何とかなるかもと、とにかくインストール完了してReadmeを開いてみると、PIC16F、PIC18Fも対象って書いてある。ってことはXC8でビルドでしょ？

「やってみなくちゃ判らない・・・」　by 細野晴臣

「先週のRaspberryPiのデバドラはどうなった？」　by 誰かさん

DOT-DROPSのキャリーケース

2013-06-15T13:58:00.002+09:00

キャリーケースを買い替え。　小旅行や出張など手軽に使える機内持ち込みサイズでリサーチの結果、DOT-DROPSのART-MODELを購入しました。

◆機能面

１．ボディ材料

ポリカーボネイト100％で軽いのに丈夫です。

但し、ABS製やABS＋PC製と違ってペコペコします。私は今まで布のソフトタイプを使っていたので、軽くて布より丈夫だからと全然気にならないですが。

２、キャスターとTSAキー

日ノ本錠前製です。

キャリーケースのキー部品ですので、世界２位の経済大国になったにも関わらず安かろう悪かろうが幅を利かしている某国メーカー製で、旅先などでいきなり壊れられたら苦労しますものね～。

例え工場が某国にあったとしても、やっぱり日本メーカー製の方が安心です。

３．ハンドル

４段階の長さ調整が可能になってます。

今時は普通なのでしょうけど今まで持っていたのは無かったもので・・・

４．ボディ内部

チャック付きの小ポケットが１つ、中ポケットが２つ、大ポケットが１つとノーマルですが、ポケットがやたらとあっても、何処に何を入れたか判らなくなっちゃいますしね（笑）

◆デザイン面

DOT-DROPSの特徴（パテント）となっているのが、ラベルを貼ってカスタマイズができるって事の様です。　３M社のScotchcalという耐久性に優れた７色のラベルが添付されていて、ペタペタお好きにデザインしてくださいってさ。

◆価格が比較的リーズナブル

私はタイムセールで7980円で購入できちゃいましたが、ネットショップで小まめに探せば１万円弱でゲットできると思います。

さて、ドット絵考えてみよう～

イッチョカマーの徒然草

Koshianのレッスンゴレライ８（RCサーボモーター）

ARM用クロスコンパイラのビルド（Windows8.1+Cygwin+GCC5.2）

Koshianのレッスンゴレライ７（キャラクタグラフィックス）

Koshianのレッスンゴレライ５（大気圧センサー）

Koshianのレッスンゴレライ４（温度センサー）

Koshianのレッスンゴレライ３（ADC入力）

Koshianのレッスンゴレライ２（PWM出力）

Surface Pro3 のタイプカバーが再入荷

Koshian(BLEモジュール)のレッスンゴレライ１

RaspberryPiにイロイロ繋いでみるかな（キャラクタLCD）

Quartus2 V13.1 ～Tips編 VHDL記述による合成結果の違い～

Quartus2 V13.1 ～Tips編 Eclipseへのプロジェクト読み込み～

Quartus2 V13.1 ～Tips編 波形ファイルの変換～

Quartus2 V13.1 ～シュミレーション編 ファンクションSIMとタイミングSIM～

Quartus2 V13.1 ～シュミレーション編 波形エディタ入力～

Quartus2 V13.1 ～エントリー編 HDL回路から回路図用シンボルを作成する～

Quartus2 V13.1 ～セットアップ編 新規プロジェクト作成～

Katy Perry のミュージックビデオは楽しすぎる件

Eclipse+SigasiとQuartus2+Modelsim-Alteraとの連携設定

EclipseのHDL記述用プラグイン（SIGASI）を使ってみた

スパイスの自家栽培にチャレンジ

LeapMotionのSDKが一般公開開始だぞ

Cygwin+Emacs Problem

久しぶりのPICマイコン

DOT-DROPSのキャリーケース

Quartus2 V13.1 ～Tips編　VHDL記述による合成結果の違い～

Quartus2 V13.1 ～Tips編　Eclipseへのプロジェクト読み込み～

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Quartus2 V13.1 ～シュミレーション編　ファンクションSIMとタイミングSIM～

Quartus2 V13.1 ～シュミレーション編　波形エディタ入力～

Quartus2 V13.1 ～エントリー編　HDL回路から回路図用シンボルを作成する～

Quartus2　V13.1 ～セットアップ編　新規プロジェクト作成～