usb pc104 変換ボード -...

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USB－PC104 変換ボード Kane BeBe LPC2148


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2010/1/7

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第一章 USBでPC104 モジュールを使用 .............................................................................3 第二章 USB-PC104 変換ボードの仕様................................................................................5 第三章 USB-PC104 の初体験 ..............................................................................................9

3.1 Windows環境 ..............................................................................................................9 3.2 Linux環境 .................................................................................................................16

第四章組み込みLinux・uClinux環境の初体験 ................................................................19 第五章ハードウェア機能 ..................................................................................................22

5.1 ブロック図 ...............................................................................................................22 5.2 コネクタピン配列.....................................................................................................22 5.3 ジャンパ設定............................................................................................................25

第六章ソフトウェア(monitor) ..........................................................................................26 6.1 モニターの解説 ........................................................................................................26 6.2 GCCツールチェーン .................................................................................................28 6.3 書き込みツールのインストール ...............................................................................30 6.4 書き込み ...................................................................................................................34 6.5 USB Open Linkで書き込む......................................................................................39

※ 使用されたソースコードはhttp://www.nissin-tech.com/

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※ この文書の情報は、事前の通知なく変更されることがあり

ます。

※ (株)日新テクニカの書面による許可のない複製は、いかな

る形態においても厳重に禁じられています。


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第一章 USB で PC104 モジュールを使用市販の汎用パソコンは USB ポートしかありません。

ARM9/2440A シリーズ KaneBeBe H8/3069F

A 弊社の KaneBeBe シリーズと ARM9 シリ

これらコンピュータはどうやって各社の

USB-PC104 変換ボードです。USB-PC10いますので、シリアルポートしかないマイ

KaneBeBe II

メール：[email protected] 3

RM7TDMI/44B0

ーズは USB ホストポートがあります。

PC104 モジュールを使用しますか。答えは

4 変換ボードは RS232 シリアルポートも持って

コンでも PC104 モジュールを使えます。



USB-PC104 が動く様子

(上の PC104 モジュールは梅澤無線電機株式会社の HT3070)



第二章 USB-PC104 変換ボードの仕様

リセット

RTC 電気二

重コンデン

サ(未実装)

JTAG/ GPIO

RTC 外部給電

のコネクタ

Flash を更新

するジャンパ

RTC 電池

ホルダー

(未実装)

RS232

ARM7TDMI/LPC2148 USB 給電

ジャンパ

USB コネ

クタ(B)

5V 電源ソ

ケット

8MHz 発振

器(未実装)14.3MHz発振

器(未実装)

SPI/GPIO

8 ビット

PC104バス

電源指示

LED外部電源

コネクタ

USB-PC104 変換ボード

■USB-PC104 の主な仕様・ ARM7TDMI-Sコアを採用したNXP社のLPC2148(周波数 60MHz,512KB FlashROM,

42KB SRAM, 2×SPI, 2×I2C, USB2.0 デバイス, PWM, 2×10 ビット ADC 14ch，10ビット DA×１, 2×USART，2×32 ビット・タイム, RTC)。

・ 8 ビット PC104 バスコネクタ・サブクリスタル付（32.768kHz) ・ USB コネクタ B USB2.0 device ×1



・ RS232 ×1 ・ 14P SPI または GPIO 端子・ 20P 標準 JTAGI または GPIO 端子・ USB ポートで給電可、電源指示 LED 付き・ RTC 電気二重コンデンサ(未実装) ・ RTC 電池ホルダー(未実装) ・基板外形サイズ：標準の PC104 サイズ 90.2×95.9mm ARM7TDMI/LPC2148 の概要： ■LPC2148 は ARM7TDMI コアを使った低消費電力・高速 NXP 社のマイコンです。 ■USB ターゲットを CPU に内蔵しています。USB を使ったシステムの開発・評価に最適

です。 ■H8 や SH と比べると価格も安くて、実にスピードも速い、容量も大きい、消費電力も小

さいです。 ■CPU は 3.3V 動作なのですが I/O ポートは 5V トレラントのため、5V 系ロジックを直結

できます。 ■ルネサス SH7144 と比べて・スピードは 60MHz なので 20%速い・フラッシュは 512Ｋバイトなので 2 倍・ RAM は 42K あるので約 5 倍・消費電力は 60MHz フルスピードで 50mA 程度です。約 2～4 分の 1 です。クロックを

落とせばもっと減ります。・ ROM の書き換え回数 10 万回、事実上の無制限、データ保持 20 年。 ■LPC2148 の主な仕様・ ARM7TDMI-S 16/32bit RISC マイコン・ FLASH:512K バイト (H8/3069F と同じメモリ容量) ・ RAM:42K バイト (H8/3069F の約 2.5 倍) ◎ＲＡＭ内蔵の１チップＣＰＵでは最大級・ 60MHz 動作（12MHzｘ５逓倍）・ USB2.0 対応インターフェース内蔵（max 12Mbps）・ 10 ビット AD コンバータ 2 ユニット内蔵、14Ch ・ 10 ビット DA コンバータｘ1ｃｈ内蔵・ UART(16C550)ｘ2，I2Cｘ2，32 ビットタイマｘ2，PWMｘ6，WDT, RTC など通信系

のインターフェース(SPI/SSP)は 2ch 内蔵されています。・ 5V トレラント I/O(ＣＰＵは 3.3V 動作ですが、I/O ポートは 5V の入力を受けられます）・ JTAG インターフェース内蔵



・ Fast I/O 機能：通常は CPU コアと I/O のクロックが異なるため速い CPU コアでも I/Oコントロールにウェイトが入ってしまい、高速に I/O を操作できません。この LPC2148では Fast I/O 機能により高速に I/O ポートを操作できます。他のＣＰＵの約 3.5 倍のス

ピードでポートの操作ができます。



第三章 USB-PC104 の初体験

3.1 Windows 環境

USB-PC104 変換ボードにはモニタープログラムを書き込みました、すぐ体験できます。

USB-PC104 変換ボードは USB ケーブルでパソコンを接続すると、パソコンは新しいハード

ウェアがみつかりました。

下の通りにドライバをインストールしてください。



インストール完了すると、デバイスマネージャで USB-PC104 のデバイスが見えます。

USB-PC104 変換ボードが仮想シリアルポートとして使えます。



パソコンのメニュー：スタートすべてのプログラムアクセサリ通信ハイ

パーターミナルを選ぶと、次の画面が出てきます。

このハイパーターミナルの名前を入力して、"OK"ボタンを押すと。

USB-PC104 の仮想シリアルポートを選択します。



最高通信速度を選択します。

「help」コマンドを入力した画面です。モニターがサポートするコマンドを表示されます。



梅澤無線電機株式会社の HT3070 をアクセスする画面です。

> help ヘルプ Copyright(c) 2009 Nissin Tech Corporation. All Rights Reserved. http://www.nissin-tech.com Kane BeBe USB-PC104/LPC2148 monitor started Commands: i HEX => read byte(8bit) from HEX I/O address o HEXA HEXD => write HEXD byte(8bit) into HEXA I/O address d HEX => dump 256 bytes from HEX MEM address in byte(8bit) format e HEXA HEXD => write HEXD byte(8bit) into HEXA MEM address > o 108 0 I/O アドレス HEX:108 に０を出力(HT3070 のポート A をイニシャル) Output 8bit "HEX:00" to addr:00000108.. > i 108 I/O アドレス HEX:108 から入力 00000108 : 00 > o 100 aa HT3070 のポート A に HEX:AA を出力 Output 8bit "HEX:AA" to addr:00000100.. > i 100 HT3070 のポート A から入力 00000100 : AA 出力データと同じです。 >



3.2 Linux 環境

パソコンの Linux には CDC クラスのドライバが実装されたので、USB-PC104 変換ボードが

直接使えます。Root 権限で次のように起動します。

# minicom –s

「Serial port setup」を選択しましょう。



シリアルデバイスを「dev/ttyACM0」に設定します。メインメニューに戻り、「Save setup as

dfl」を選択します。この設定が root およびユーザーアカウントで実行される minicom の初

期値となります。

「Exit」を選択し、minicom を起動させます。



使い方は Windows と同じです。


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第四章組み込み Linux・uClinux 環境の初体験

ARM9/2440A シリーズ KaneBeBe H8/3069F

A 弊社の Linux・uClinux を搭載する製品

Linux・uClinux は USB－PC104 変換

Linux・uClinux のコンフィグの手

下のコマンドで Linux のコンフィグに

$ cd linux-2.6.29 $ make clean $ cp config_mini2440_n35 .config$ make menuconfig

KaneBeBe II

om メール：[email protected] 19

RM7TDMI/44B0 。

ボードのドライバを付属しています。順（ARM9 の例）：

入ります。



「Device Drivers」を選択、

「USB support」を選択、



「USB Modem(CDC ACM) support」を選択します。“Exit”&“Save”します。下のコマンドで Linux カーネルをコンパイルします。 $ make zImage コンパイル完了すれば、arch/arm/boot フォルダには CDC ACM を含むカーネル zImageを生成します。この zImage ファイルを ARM9 に書き込んでください。詳しい情報は ARM9

のマニュアルをご参照ください。

USB-PC104 変換ボードが CDC ACM デバイスとして動きます。ARM9 側から見ると、

USB-LPC2148 は USB シリアルポートです。ARM9 のターミナルで下のコマンドを入力 # armcomtest –d /dev/ttyACM0

> help ヘルプ Copyright(c) 2009 Nissin Tech Corporation. All Rights Reserved. http://www.nissin-tech.com Kane BeBe USB-PC104/LPC2148 monitor started Commands: i HEX => read byte(8bit) from HEX I/O address o HEXA HEXD => write HEXD byte(8bit) into HEXA I/O address d HEX => dump 256 bytes from HEX MEM address in byte(8bit) format e HEXA HEXD => write HEXD byte(8bit) into HEXA MEM address > o 108 0 I/O アドレス HEX:108 に０を出力(HT3070 のポート A をイニシャル) Output 8bit "HEX:00" to addr:00000108.. > i 108 I/O アドレス HEX:108 から入力 00000108 : 00 > o 100 aa HT3070 のポート A に HEX:AA を出力 Output 8bit "HEX:AA" to addr:00000100.. > i 100 HT3070 のポート A から入力 00000100 : AA 出力データと同じです。 >

パソコンと同じ使い方法です。


ホームページ

第五章ハードウェア機能

5.1 ブロック図

5.2 コネク

PC104 コネク

ピン信号

A1 -IOA2 SDA3 SDA4 SD

/S

割り込み

P1.16~P1.23

OE

P1.24

割り込み

IRQ2~7

P0.30 P0.0 P0.1

TXD0 RXD0

D+

DB

9 R

S232

ック

8bit PC104

BU

S

8bit Data Bus
SD0~SD7
P0.2~P0.21

P0.26 P0.27

D- ネクタ B

JTG

P0.31 LED 指示
20bit Addr Bus
：http://www.nissin-te

タピン配列

タの信号配列

名説明 CHCK Bus NM7 Data Bit6 Data Bit5 Data Bit

MEMW, /SMEMR

14.3MHz発振器

8MHz 発振器

SA0~SA19 /IOW, /IOR

AR

ch

I i 7 6 5

M

.com

nput

0.28/0.29/1

7TDM

74HCT05 と 74HCT245 のロジ

AG

PIO

P1.26~P1.31

メー

In/OIN I/O I/O I/O

P0.12~.25

I/LPC

ル：info@nis

ut LPC21 P1.23(P1.22(P1.21(

P0.21

2148

sion-tec

48 のピ

PIN36) PIN40) PIN44)

b

USB コ

SPI

GPIO

RTC

P0.22/0.23/0.25/

h.com 22

ン

ackup



A5 SD4 Data Bit 4 I/O P1.20(PIN48) A6 SD3 Data Bit 3 I/O P1.19(PIN4) A7 SD2 Data Bit 2 I/O P1.18(PIN8) A8 SD1 Data Bit 1 I/O P1.17(PIN12) A9 SD0 Data Bit 0 I/O P1.16(PIN16) A10 IOCHRDY Processor Ready Ctrl IN A11 AEN Address Enable IN GND A12 SA19 Address Bit 19 OUT P0.21(PIN1) A13 SA18 Address Bit 18 OUT P0.20(PIN55) A14 SA17 Address Bit 17 OUT P0.19(PIN54) A15 SA16 Address Bit 16 OUT P0.18(PIN53) A16 SA15 Address Bit 15 OUT P0.17(PIN47) A17 SA14 Address Bit 14 OUT P0.16(PIN46) A18 SA13 Address Bit 13 OUT P0.15(PIN45) A19 SA12 Address Bit 12 OUT P0.14(PIN41) A20 SA11 Address Bit 11 OUT P0.13(PIN39) A21 SA10 Address Bit 10 OUT P0.12(PIN38) A22 SA9 Address Bit 9 OUT P0.11(PIN37) A23 SA8 Address Bit 8 OUT P0.10(PIN35) A24 SA7 Address Bit 7 OUT P0.9(PIN34) A25 SA6 Address Bit 6 OUT P0.8(PIN33) A26 SA5 Address Bit 5 OUT P0.7(PIN31) A27 SA4 Address Bit 4 OUT P0.6(PIN30) A28 SA3 Address Bit 3 OUT P0.5(PIN29) A29 SA2 Address Bit 2 OUT P0.4(PIN27) A30 SA1 Address Bit 1 OUT P0.3(PIN26) A31 SA0 Address Bit 0 OUT P0.2(PIN22) A32 GND GND GND GND ピン信号名説明 In/Out LPC2148 のピン B1 GND GND GND GND B2 RESET System Reset OUT P0.22(PIN2) B3 +5V +5v Power N/A +5V B4 IRQ9 Int Request 9 IN P0.30(*1) B5 -5V -5V Power OUT ※-5V



B6 DRQ2 DMA Request 2 IN B7 -12V -12V Power OUT ※-12V B8 ENDXFR Zero wait state IN B9 +12V +12V Power OUT ※+12V B10 N/A B11 -SMEMW Mem Wrt, Io 1M OUT P0.23(PIN58) B12 -SMEMR Mem Rd, Io 1M OUT P0.25(PIN9) B13 -IOW I/O Write OUT P0.28(PIN13) B14 -IOR I/O Read OUT P0.29(PIN14) B15 -DACK3 DMA Ack 3 OUT B16 DRQ3 DMA request 3 IN B17 -DACK1 DMA Ack 1 OUT B18 DRQ1 DMA request 1 IN B19 -REFRESH Memory Refresh OUT +5V B20 SYSCLK Sys Clock OUT 8MHz 発振器(未実装) B21 IRQ7 Int Request 7 IN P0.30(*1) B22 IRQ6 Int Request 6 IN P0.30(*1) B23 IRQ5 Int Request 5 IN P0.30(*1) B24 IRQ4 Int Request 4 IN P0.30(*1) B25 IRQ3 Int Request 3 IN P0.30(*1) B26 -DACK2 DMA Ack 2 OUT B27 T/C Terminal Count OUT B28 BALE Addrs Latch En OUT P1.25(PIN28) B29 +5V +5V Power OUT +5V B30 OSC 14.3MHz Clk OUT 14.3MHz 発振器(未実装) B31 GND GND GND GND B32 GND GND GND GND

SPI/GPIO コネクタの信号配列 SPI コネクタ LPC2148 のピン SPI コネクタ LPC2148 のピン 1 3.3V 2 GND 3 P0.12(PIN38) 4 P0.13(PIN39) 5 P0.14(PIN41) 6 P0.15(PIN45) 7 P0.16(PIN46) 8 P0.17(PIN47) 9 P0.18(PIN53) 10 P0.19(PIN54)



11 P0.20(PIN55) 12 P0.21(PIN1) 13 5V 14 GND

JTAG/GPIO コネクタの信号配列 JTAG コネクタ LPC2148 のピン JTAG コネクタ LPC2148 のピン 1 3.3V 2 3.3V 3 P1.31 4 GND 5 P1.28 6 GND 7 P1.30 8 GND 9 P1.29 10 GND 11 P1.26 12 GND 13 P1.27 14 GND 15 RESET 16 GND 17 NC 18 GND 19 NC 20 GND

J2 電源コネクタの信号配列 1 -5V

2 GND

3 +5V

4 -12V

5 GND

6 +12V

RTC 外部電源コネクタ RTC_PWR の信号配列 1 3.3V

2 GND

5.3 ジャンパ設定

USB_POWER 機能

Short USB ポートから給電

Open 5V 電源ソケットから給電



U3 U9 動作モード

Short Short RS232 で内蔵 Flash を書き込む

Open Open 正常 RS232 通信

第六章ソフトウェア(monitor)

6.1 モニターの解説

Example-2148GCC.rar は LPC2148 のサンプルです。中の

18.USBtarget/examples/pc104.hex はデフォルトの書き込みプログラムです。 usbser.inf と usbser.sys は Windows のドライバです。主なソースファイル： usb_serial.c：USB プロトコル pc104.c：PC104 バスをアクセスする関数一般的にこの二つのファイルを改修することが必要ないです。 monitor.c：モニターです。下は monitor.c の一部です。

int pc104_monitor(){

char *menu_str;

int option0,option1;

initPC104();

init_monitor();

while(1){

rprintf("> ");

menu_str = cmdline_parser(&option0,&option1);

// help コマンド

if(strcmp(menu_str, HELP_COMMAND_STR) == 0){

rprintf("Copyright(c) 2009 Nissin Tech Corporation. All Rights Reserved.¥r¥n");

rprintf("http://www.nissin-tech.com ¥r¥n");



rprintf("Kane BeBe USB-PC104/LPC2148 monitor started¥r¥n");

rprintf("Commands:¥r¥n");

rprintf("¥t%s HEX => read byte(8bit) from HEX I/O

address¥r¥n",READBYTE_COMMAND_STR);

rprintf("¥t%s HEXA HEXD => write HEXD byte(8bit) into HEXA I/O address¥r¥n",

WRITEBYTE_COMMAND_STR);

rprintf("¥t%s HEX => dump 256 bytes from HEX MEM address in byte(8bit)

format¥r¥n",DUMPBYTE_COMMAND_STR);

rprintf("¥t%s HEXA HEXD => write HEXD byte(8bit) into HEXA MEM address¥r¥n",

MODIFY_COMMAND_STR);

continue;

}

// ReadByte コマンド

if(strcmp(menu_str, READBYTE_COMMAND_STR) == 0){

if(option0 == -1){

rprintf("i command needs an address option¥r¥n");

}

else{

readIO(option0);

update_cmd_history();

}

continue;

}

cmdline_parser 関数は入力されたコマンドラインをパーサして、コマンドとパラメータを

分離します。

strcmp 関数はコマンドを比較して、対応したら、コマンド機能を実行します。

デフォルトのモニターの機能が簡単です。PC104 バスの I/O, メモリのリード・ライトしか

ありません。strcmp 関数に自分のコマンドを添加できます。

ARM7/LPC2148 の使い方は Example-2148GCC.rar のサンプルをご参照ください。



6.2 GCC ツールチェーン

各種ユーティリティ： http://www.yagarto.de/download/yagarto/yagarto-tools-20070303-setup.exe GCC ツールチェーン http://sourceforge.net/projects/yagarto/files/YAGARTO%20for%20Windows/yagarto-bu-2.19.1_gcc-4.3.3-c-c%2B%2B_nl-1.17.0_gi-6.8.50_20090329.exe/download インストールが出来たら make の確認をするためコマンドプロンプトを起動し、右記のコ

マンドを入力します(make --version)。画面に下記のメッセージが出てくればＯＫです。

http://www.yagarto.de/download/yagarto/yagarto-tools-20070303-setup.exe

http://sourceforge.net/projects/yagarto/files/YAGARTO for Windows/yagarto-bu-2.19.1_gcc-4.3.3-c-c%2B%2B_nl-1.17.0_gi-6.8.50_20090329.exe/download

http://sourceforge.net/projects/yagarto/files/YAGARTO for Windows/yagarto-bu-2.19.1_gcc-4.3.3-c-c%2B%2B_nl-1.17.0_gi-6.8.50_20090329.exe/download



モニターのコンパイル： 1．コマンドプロンプトでディレクトリを移動（cd Example-2148GCC¥18.USBtarget¥examples) 2．下記のコマンドを入力します（make）

コンパイル成功したら、pc104.hex ファイルを生成させます。生成された*.hex ファイルを

LPC2148 に書き込みましょう。



6.3 書き込みツールのインストール

FlashMagic とは LPC シリーズはフラッシュ ROM を内蔵しているため、ISP（In-System Program）機能

によりユーザ・プログラムを書き込むことができます。そのためのプログラミング・ツー

ルが FlashMagic です。FlashMagic は次の URL からダウンロードできます。 http://www.flashmagictool.com/ FlashMagic.exe を実行すると、LPC2148 ボードの書き込みツールをインストールします。

LPC2148 の Flash を更新すれば、ほかのサンプルを体験できます。

「Next」ボタンを押すと、英文のライセンスが出てきます。同意できる場合は、「I accept the agreement」を選択して、「Next」ボタンを押します。

http://www.flashmagictool.com/



インストール先フォルダを変更せず、そのまま進んでください。



メニュー・フォルダも変更せず、そのまま進んでください。

そのまま進んでください。



インストール前の確認、「install」ボタンを押してください。

インストール中の画面です。



最後に「Finish」をクリックすると、ウィザードが閉じてインストールが終了します。

6.4 書き込み

Windows のメニュー「スタート」「Flash Magic」「Flash Magic」を選択してください



Flash Magic の初画面です。 Flash Magic のメニュー「Options」「Advanced Options」を選択してください。



画面の通りに設定して、「OK」ボタンを押してください。

書き込みファイ

ル*.HEX を選択

書き込みボタン

画面の通りにパラメータを設定して、「Browse」ボタンで書き込みファイル*.hex を選択し

てください。



RS232 ケーブル

USB ポート

で給電

書き込みの設定

ジャンパ

U3/U9 をシ

ョット

書き込みボタン「Start」ボタンを押す前に、LPC2148 ボードのジャンパ U3/U9 設定と

RS232 ケーブルの接続を確認してください。「Start」ボタンを押すと、書き込み開始

書き込み中の画面です。


ホームページ：ht

USB-PC104 は Open-JTAG も使えます。詳しい情報は弊社の LPC2148 開発キットのマニ

ュアルをご参照ください。

Open JTAG

tp://www

LPC

.nissin-tech.com メール：[email protected] 38

2148 開発キット



6.5 USB Open Link で書き込む

• JTAG/ICE 高速 USB2.0 インターフェースの JTAG • 全ての ARM(ARM7, ARM9, Cortex-M3, XSCALE)マイコンをデバッグ • ARM 標準 2X10 ピン JTAG コネクタと 2X5 ピン JTAG コネクタ使用 • 電圧 1.2～5V DC で動作している ARM ターゲットをサポート • 最高 JTAG 速度 12MHz • ダウンロード速度 ARM7:600KB/s, ARM9:550KB/s, DCC:800KB/s • 三つの JTAG ケーブル付け(10 ピン, 20 ピン, 20 ピン 2mm-2.54mm 変換 • ARM シリーズ Flash の書き込み • RDI インタフェース、IAR，ADS，KEIL，WINARM，RealView などの開発環境

で使えます。 • OpenOCD(オーペンソース)デバッグも使用可能

USB Open Link の最新ドライバとソフトをこちらからダウンロードしてください。 http://www.segger.com/cms/jlink-software.html 「J-Flash ARM」というツールを開きます。

http://www.segger.com/cms/jlink-software.html



メニュー「Options」「Project settings…」を選択し、



使用されたマイコンチップを選択して、「Ok」ボタンを押します。

メニュー「Files」「Open…」を選択し、



書き込みのファイルを選択します。

Open link とターゲットを繋ぐ、電源を投入します。メニュー「Target」「Connect」を

選択し、

このような情報が出たら、成功します。



メニュー「Target」「Auto」で書き込み開始します。

書き込み中…

書き込み完了

usb pc104 変換ボード -...

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