＝ TOPPERS/JSPカーネル ユーザズマニュアル ＝

（H8 ターゲット依存部）

（Release 1.4.3対応，最終更新: 08-Mar-2007）

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TOPPERS/JSP Kernel

Toyohashi Open Platform for Embedded Real-Time Systems/

Just Standard Profile Kernel

Copyright (C) 2000-2004 by Embedded and Real-Time Systems Laboratory

Toyohashi Univ. of Technology, JAPAN

Copyright (C) 2001-2007 by Industrial Technology Institute,

Miyagi Prefectural Government, JAPAN

Copyright (C) 2001-2004 by Dep. of Computer Science and Engineering

Tomakomai National College of Technology, JAPAN

Copyright (C) 2001-2004 by Kunihiko Ohnaka

Copyright (C) 2004 by Katsuhiro Amano

上記著作権者は，以下の (1)～(4) の条件か，Free Software Foundation

によって公表されている GNU General Public License の Version 2 に記

述されている条件を満たす場合に限り，本ソフトウェア（本ソフトウェア

を改変したものを含む．以下同じ）を使用・複製・改変・再配布（以下，

利用と呼ぶ）することを無償で許諾する．

(1) 本ソフトウェアをソースコードの形で利用する場合には，上記の著作

権表示，この利用条件および下記の無保証規定が，そのままの形でソー

スコード中に含まれていること．

(2) 本ソフトウェアを，ライブラリ形式など，他のソフトウェア開発に使

用できる形で再配布する場合には，再配布に伴うドキュメント（利用

者マニュアルなど）に，上記の著作権表示，この利用条件および下記

の無保証規定を掲載すること．

(3) 本ソフトウェアを，機器に組み込むなど，他のソフトウェア開発に使

用できない形で再配布する場合には，次のいずれかの条件を満たすこ

と．

(a) 再配布に伴うドキュメント（利用者マニュアルなど）に，上記の著

作権表示，この利用条件および下記の無保証規定を掲載すること．

(b) 再配布の形態を，別に定める方法によって，TOPPERSプロジェクトに

報告すること．

(4) 本ソフトウェアの利用により直接的または間接的に生じるいかなる損

害からも，上記著作権者およびTOPPERSプロジェクトを免責すること．

本ソフトウェアは，無保証で提供されているものである．上記著作権者お

よびTOPPERSプロジェクトは，本ソフトウェアに関して，その適用可能性も

含めて，いかなる保証も行わない．また，本ソフトウェアの利用により直

接的または間接的に生じたいかなる損害に関しても，その責任を負わない．

@(#) $Id: h8.txt,v 1.21 2007/03/23 07:19:27 honda Exp $

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1. H8 ターゲット依存部の概要

注意点：Release1.4.1までのバージョンをお使いの方へ

　・処理系について

　　　秋月電子通商製ボード付属のGNU開発環境はバージョンが古いため、

　　　サポートしていない。（「4. 1 開発環境の構築」を参照）

　・割込みの扱いについて

　　　Release1.4.2から割込みの扱いが大幅に変更されているため、旧バー

　　　ジョンをご使用の方は「2. 2. 2 割込みハンドラの登録」を参照され

　　　たい。

1. 1 ターゲットシステムと開発環境

H8 プロセッサのターゲットシステムは、H8/3052F、 H8/3069Fを搭載した

以下のボードである。

・(株) 秋月電子通商製の AKI-H8/3052F (AKI-H8-USB ボートに装着)

・(株) 秋月電子通商製の AKI-H8/3069F

以下のボードは参考実装であり、動作確認は行っていない。

・(株) 秋月電子通商製の AKI-H8/3048F

・(有) 品川通信計装サービス製の NKEV-010H8(H8/3069F使用)

なお、何もしないタスク 1 個の最小構成でも、H8/3069F以外では必要なRAM容

量がプロセッサの内蔵RAM 容量のを超える。このため外部 RAM の増設が必要

で、外部アドレス空間を有効にする必要がある。現在の構成では、H8/3048F

がモード 5 の内蔵 ROM有効拡張 1M バイトモード、 H8/3052F がモード 6 の

内蔵 ROM 有効拡張 16Mバイトモード、 H8/3069F がモード 5 の内蔵ROM有効

拡張 16M バイトモードを想定している。

開発環境は、 Windows 2000上の cygwin の開発環境を用いた。また、デ

バッグモードとリリースモードでモジュールの実行方法が異なっている。デ

バッグモードでは (株)秋月電気通商製モニタデバッカ (以下、秋月モニタ)、

または苫小牧高専情報学科製簡易モニタ (以下、 簡易モニタ)、を H8 の内蔵

フラッシュ ROM に書き込み、デバッグするモジュールを外部 RAM にロードし

てデバッグを行う。リリースモードでは、デバッグの終了したモジュールを内

蔵フラッシュ ROM に書き込むことを想定している。 デバッグモードとリリー

スモードの切り替えは、 ディレクトリ jsp/config/h8/$(SYS) にある

Makefile.config のDBGENV の定義による。

（$(SYS)にはボード名を示す。）

　また、参考実装としてeCos/RedBoot プロジェクト製デバッカ(以下、RedBoot)

に対応しているが、実機テストは行っていない。詳しくは末尾の付録を参照。

NKEV-010H8はGDB STUBによるリモートデバッグも想定してある。注意事項等

詳しくは末尾の付録を参照。

備考

　AKI-H8/3052Fは、AKI-H8-USBボートのUSBコネクタから電源を供給すること

ができる。通常のDC電源コネクタから電源を供給する場合は、電源コネクタの

周囲に抵抗を追加する必要がある。

　AKI-H8/3069Fは、初期ロットとそれ以降では外部RAMの型番が異なっている。

また、初期ロットでは外部RAMを自分で半田付けするようになっているので、

どちらに該当するのかはボードの付属マニュアルを参照のこと。

　　参考情報

　　　　「(toppers-users 1375) akih8_3069f 依存部の修正について」

　　　　

1. 2 サポートする機能の概要

性能評価用システム時刻参照機能 (vxget_tim) と割込みマスクの変更・参

照 (chg_ixx、 get_ixx)はサポートしているが、割り込みの禁止と許可

(dis_int、ena_int) はサポートしていない。

1. 3 他のターゲットへのポーティング

H8/300H シリーズであれば、ポーティングは容易に出来ると思われる。

1. 4 シリアルポート (SCI)

H8/3048F と H8/3052F には SCI0 と SCI1 の 2 本、H8/3069F には SCI0

から SCI2 の 3 本のシリアルポートがあり、sys_config.h に定義している

TNUM_PORT により何本使用するか指定できる。

現在の実装では 3本まで使用できる。 JSP カーネルのログ出力用には SCI1

を使用している。 シリアルポートの設定を以下に示す。

・ボーレイト：38400[bps]

・データ長：8 ビット

・ストップビット：1 ビット

・パリティなし

・フロー制御：Xon/Xoff

1. 4. 1 ポート番号の割り当てについて

ポートID番号（マクロ名）　　デバイス番号　　　　用途

　１（SYSTEM_PORTID）　　　　　　SCI1　　　　システムログ出力用

　２（USER_PORTID）　　　　　　　SCI0　　　　ユーザーアプリケーション

　３（USER2_PORTID）　　　　　　 SCI2　　　　ユーザーアプリケーション

　ポートIDのカスタマイズについては、「カスタマイズ方法」の節を参照

2. H8 プロセッサ依存部の機能

カーネルとシステムサービス機能の中で、 H8 依存の部分について解説する。

2. 1 データ型

int 型と unsigned int 型のサイズは 32 ビットである。また、64ビット整

数であるD型とUD型が使用できるか否かは処理系で定義しているマクロ

__LONG_LONG_MAX__の値で判別している。

gcc-2.95.3ではコンパイラの制約で、64ビット整数は扱えない。

2. 2 割込み管理機能と割込みハンドラ

カーネル管理外の割込みはNMIのみである．よって，CPUロック状態や初期化

ルーチン内では，NMI以外の割込みはすべて禁止されている．具体的には、CPU

ロック状態ではCCRレジスタのIビットとUIビットをセットし、さらにカーネル

内のフラグ変数をセットしている。

　　CPUロック状態を表すフラグ変数：BOOL iscpulocked

　　　　TRUE ：CPUロック状態

　　　　FALSE：CPUロック解除状態

　本実装ではSYSCRレジスタのUEビットをクリアし、CCRレジスタのIビットと

UIビットを割込みマスク（IPM：Interrupt Priority Mask）として使用してい

る。（レベル0とレベル1の割込みが使用できる。）

DEF_INHで指定する割込みハンドラ番号（inhno）は，H8での例外ベクタ番号を

表し，そのデータ型（INHNO）はunsigned int型に定義されている．

DEF_INHで，例外ベクタ番号として有効でない値や，外部割込みに対応しない

番号を指定した場合の動作は保証されない．

H8 の割込みベクタは ROM 領域にあり、 動的に内容を変更するためには特別

の方法が必要であるため、動的なハンドラの登録機能はない。

従って、 割込みハンドラの設定関数 define_inh( )は何もしない関数である。

2. 2. 1 割込み発生時のスタック使用量について

割込みネストレベルが0（つまり、タスクコンテキスト実行中）で割込みが

発生すると、 タスクコンテキスト用スタックにレジスタを一部保存した後、

割込み用スタックに切り替えるため、各スタックの使用量は

・タスクコンテキスト用スタック：　PC+CCR、ER0～4　　計24バイト

・非タスクコンテキスト用スタック：ER5～6、SP　　　　計12バイト

となる。

多重割込みが発生した場合はすべて非タスクコンテキスト用スタックに退避す

るため、スタック使用量は

・非タスクコンテキスト用スタック：PC+CCR、ER0～6　　計32バイト

である。

割込みネスト数は最大２であるので、全体のスタック使用量は以下のようにな

る。（割込みハンドラ自身によるスタック消費分を除く。）

　タスクコンテスト用スタック：　24バイト

　非タスクコンテスト用スタック：

　12バイト（初段）＋32バイト（2段目）＝44バイト

また、割込みの出口処理でタスクスイッチする場合は、残りのレジスタER5～6

もタスクコンテスト用スタックに退避するため、入口処理と合わせてタスク

コンテスト用スタックは32バイト使用される。

2. 2. 2 割込みハンドラの登録

　gcc用H8依存部では、割込みハンドラを登録する際、コンフィギュレーショ

ン・ファイルに静的API DEF_INH( )を記述しただけでは不十分である。登録の

手順を以下に述べる。文中の****は登録する割込みハンドラのC言語ルーチン

名を示す。

割込みハンドラの登録方法が変更されている。

旧版（Release1.4.1）からの変更点は以下の通り。

　1．割込みベクタテーブルの自動生成

　　　・DEF_INH()の引数から割込みベクタテーブルを自動生成するように

　　　　した。これにより、ユーザーが手作業で編集する必要がなくなった。

　2．割込み優先度制御をサポート

　　　・割込みプライオリティ・レベル0

　　　・割込みプライオリティ・レベル1

　

　3．割込みプライオリティレベルの設定は2ヶ所で行う。

　　　(1) 割込み要求時用プライオリティ・レベル

　　　　　　デバイスが割込みコントローラに要求する割込みレベル

　　　　　　IPRA、IPRBレジスタの設定処理をsys_support.Sから各デバイス

　　　　　　ドライバの初期化処理に移動

　　　(2) 割込み許可時用プライオリティ・レベル

　　　　　　割込みハンドラ呼び出し時に割込みマスクに設定する値

　

　4．sys_support.Sで行っていた以下の記述は不要になった。

　　（割込みレベル制御を行ったため）

　　　・ハードウェア割込み許可　_****_enable_int

　　　・ハードウェア割込み禁止　_****_disable_int

　　　　　旧版では、割込み要求をクリアする処理が必要な場合は、その処理

　　　　　を_****_disable_intに記述していたが、新版では割込みハンドラ

　　　　　のC言語ルーチンまたはそこから呼ばれる関数内に記述する方法を

　　　　　標準とする。

割込みハンドラを登録する作業手順

　タイマ割込みを例に説明する。

　（ボード依存部のパス名は適宜読み替えること）

　(1) 割込みハンドラの記述

　　　旧版では、割込み要求をクリアする処理が必要な場合は

　　　_xxxxx_disable_intに記述していたが、新版では割込みハンドラのC言

　　　語ルーチン、またはそこから呼ばれる関数内に記述する方法を標準と

　　　する。

　　　タイマ割込みでの記述例：

　　　　jsp/systask/timer.c

　　　 　 timer_handler( )から呼び出されるhw_timer_int_clear( )

　　　　　　（jsp/config/h8/hw_timer.h）

　(2) コンフィギュレーション・ファイルの記述

　　　コンフィギュレーション・ファイルの記述方法は他のプロセッサと同様

　　　である。

　　　ベクタ番号はjsp/config/h8/h8_3069f.h等でマクロ定義している。

　　　DEF_INH( )の第1引数の割込みハンドラ番号はプリプロセス後に整数定数

　　　になっていなければならない。（自動割り付け非対応整数値パラメータ）

　　　ベクタテーブル自動生成時もそれを仮定している。

　　　タイマ割込みでの記述例：

　　　　jsp/systask/timer.cfg

　　　　DEF_INH(INHNO_TIMER, { TA_HLNG, timer_handler });

　(3) 割込みプライオリティレベルの設定

　　　IPRA,IPRBに設定する割込み要求時のプライオリティレベルと、割込み

　　　ハンドラ呼び出し時に割込みマスクに設定するプライオリティレベル

　　　の２つを割込み要因毎に設定する。

　(3)-1 割込み要求時用プライオリティレベルの設定

　　　初期化処理のcpu_initialize( )ですべての割込みをレベル0に初期化し

　　　ている。

　　　デバイスドライバの初期化処理で割込み要因毎のプライオリティ・レベ

　　　ルを設定するための関数が用意されている。

　　　　

　　　【C言語API】

　　　　　void define_int_plevel(const IRC *irc);

　　　　　　IRC：Interrupt Request Controller

　　　　　　　　　割込みコントローラ

　　　【パラメータ】

　　　　　const IRC *irc　設定データを格納した領域の先頭アドレス

　　　　　UB *ipr：設定するIPRレジスタの番地

　　　　　　　　　　IPRAまたはIPRBレジスタ

　　　　　UB bit ：IPRレジスタの該当するビット番号

　　　 　　IPM ipm：設定する割込みレベル

　　　　　　　　　　IPM_LEVEL0,IPM_LEVEL1のいずれか

　　　【リターンパラメータ】

　　　　　なし

　　　【機能】

　　　　　ircが指し示す領域のデータを用いて、デバイスからの割込みの

　　　　　プライオリティ・レベルを設定する。

　　　　　この関数を呼び出す前にh8_sil.hをインクルードする必要がある。

　　　【タイマ割込みでの記述例】

　　　　　jsp/config/h8/cpu_config.c

　　　　　　const IRC TIMER_IRC = {(UB*)SYSTEM_TIMER_IPR,

　　　　　　SYSTEM_TIMER_IP_BIT,

　　　　　　SYSTEM_TIMER_IPM

　　　　　　};

　　　　　jsp/config/h8/hw_timer.h

　　　　　　hw_timer_initialize( )

　　　　　 define_int_plevel(&TIMER_IRC);

　　　設定に用いる値はマクロ定義されている。

　　　

　　　・IPRA、IPRBレジスタのアドレス

　　　jsp/config/h8/h8_3069f.h

　　　#define H8IPRA 0xfee018

　　　#define H8IPRB 0xfee019

　　　・IPRA、IPRBレジスタのビット番号

　　　jsp/config/h8/h8_3069f.h

　　　・IPRA

　　　#define H8IPR_IRQ0_BIT 7 /* IRQ0 */

　　　#define H8IPR_IRQ1_BIT 6 /* IRQ1 */

　　　#define H8IPR_IRQ2_BIT 5 /* IRQ2 */

　　　#define H8IPR_IRQ3_BIT 5 /* IRQ3 */

　　　#define H8IPR_IRQ4_BIT 4 /* IRQ4 */

　　　#define H8IPR_IRQ5_BIT 4 /* IRQ5 */

　　　#define H8IPR_WDT_BIT 3 /* WDT */

　　　#define H8IPR_AD_BIT 3 /* A/D */

　　　#define H8IPR_CMI_BIT 3 /* CMI */

　　　#define H8IPR_ITU0_BIT 2 /* 16 bit timer 0 */

　　　#define H8IPR_ITU1_BIT 1 /* 16 bit timer 1 */

　　　#define H8IPR_ITU2_BIT 0 /* 16 bit timer 2 */

　　　・IPRB

　　　#define H8IPR_TU80_BIT 7 /* 8 bit timer 0 */

　　　#define H8IPR_TU81_BIT 6 /* 8 bit timer 1 */

　　　#define H8IPR_DMAC_BIT 5 /* DMAC (CH0,1) */

　　　#define H8IPR_SCI0_BIT 3 /* SCI0 */

　　　#define H8IPR_SCI1_BIT 2 /* SCI1 */

　　　#define H8IPR_SCI2_BIT 1 /* SCI2 */

(3)-2 割込み許可時用プライオリティレベルの設定

　　・****_intmaskマクロの定義

　　　H8依存部では、静的API DEF_INH( )で割込みハンドラを定義すると、

　　　カーネルコンフィギュレーションにより、割込みの入口処理が自動生

　　　成される。

　　　この入口処理では、C言語ルーチン****を呼び出す直前の割込み許可時

　　　に割込みマスクに設定する値として、マクロ****_intmaskが定義されて

　　　いると仮定しているので、割込み要因毎にIPM_LEVEL1、IPM_LEVEL2のい

　　　ずれかに定義すること。

　　　自分と同じレベルの割込みをマスクするため、IPMには１つ上のレベル

　　　を設定する必要があるので、注意すること。

　　　cpu_config.h、sys_config.hまたはこれらからインクルードされるファ

　　　イルで定義するのを標準とする。

　　　【タイマ割込みでの記述例】

　　　　jsp/config/h8/akih8_3069f/sys_config.h

　　　

　　　　#if SYSTEM_TIMER_IPM == IPM_LEVEL0

　　　　#define timer_handler_intmask IPM_LEVEL1

　　　　#elif SYSTEM_TIMER_IPM == IPM_LEVEL1

　　　　#define timer_handler_intmask IPM_LEVEL2

　　　　#endif /* SYSTEM_TIMER_IPM == IPM_LEVEL0 */

2. 2. 3　割込みマスクの変更・参照

H8依存の機能として，CCRレジスタ中のIPMの値を変更するためのサービスコー

ルchg_ipmと，参照するためのサービスコールget_ipmをサポートしている．

なお，IPMの値を表すデータ型IPMは，unsigned char型に定義されている．

これらのサービスコールは，タスクコンテキストでCPUロック解除状態の場合

にのみ呼び出すことができる．chg_ipmによりIPMをレベル0以外（すなわち，

何らかの割込みが禁止されている状態）にした場合でも，ディスパッチは禁止

されず，chg_ipmにより変更したIPMの値は，ディスパッチ後のタスクに引き継

がれる．

例えば，あるタスクでIPMをレベル1に変更した後，何らかの割込みにより別の

タスクに切り替わると，切り替わった後のタスクでもIPMはレベル1になる．

chg_ipmをサポートするために，割込みハンドラの出入口処理などにオーバ

ヘッドを生じている．そこで，SUPPORT_CHG_IPMというマクロにより，これら

のサービスコールをサポートするかどうかを切り替えられるようにしている．

SUPPORT_CHG_IPMは，sys_config.hでマクロ定義されている．

H8依存の割込みマスクの変更・参照のためのサービスコールの仕様は次の通り．

(1) chg_ipm 割込みマスクの変更

【C言語API】

ER ercd = chg_ipm(IPM ipm);

【パラメータ】

IPM ipm 設定すべき IPM の値

【リターンパラメータ】

ER ercd エラーコード

【エラーコード】

E_CTX コンテキストエラー

E_PAR パラメータエラー（ipm が不正）

【機能】

IPM（Interrupt Priority Mask）を ipm で指定された値に設定する．

IPMで用いる値として、以下のマクロが用意されている。

　IPM_LEVEL0：レベル０　すべての割込みを受け付ける

　IPM_LEVEL1：レベル１　NMIおよびプライオリティレベル１の割込みのみを

　　　　　　　　　　　　受け付ける

　IPM_LEVEL2：レベル２　NMI以外の割込みを受け付けない

IPMに指定した値が上記のマクロ以外の場合，E_PARエラーとなる．IPM を

IPM_LEVEL0以外に設定した場合でも，ディスパッチは禁止されない．また，設

定したIPMの値は，ディスパッチ後も引き継がれる．ディスパッチを禁止し

たい場合には，dis_dspと併用すればよい．

このサービスコールは，タスクコンテキストで CPUロック解除状態の時のみ呼

び出すことができる．非タスクコンテキストや CPUロック状態で呼び出した場

合には，E_CTXエラーとなる．

(2) get_ipm 割込みマスクの参照

【C言語API】

ER ercd = get_ipm(IPM *p_ipm);

【パラメータ】

なし

【リターンパラメータ】

ER ercd エラーコード

IPM ipm 現在の IPM の値

【エラーコード】

E_CTX コンテキストエラー

【機能】

現在の IPM（Interrupt Priority Mask）の値を読み出し，ipm に返す．

このサービスコールは，タスクコンテキストで CPUロック解除状態の時のみ呼

び出すことができる．非タスクコンテキストや CPUロック状態で呼び出した場

合には，E_CTXエラーとなる．

2. 4 CPU例外管理機能とCPU例外ハンドラ

H8では（プロセッサ自体が）CPU例外を扱っていないが、他機種との互換性

のため、CPU例外ハンドラ番号のデータ型(EXCNO)とCPU例外ハンドラの設定関

数define_exc( )を定義している。

2. 5 スタートアップモジュール

H8 依存のスタートアップモジュール (start.S) は次に示す初期化を実行し

た後、カーネル (kernel_start) を起動する。ただし、 kernel_start から戻っ

てくることは想定していない。

(1) スタックポインタの設定

(2) hardware_init_hook の呼出し

hardware_init_hook が 0 でなければ、hardware_init_hook を呼

出す。hardware_init_hook はカーネルを起動する前に、ターゲット

依存のハードウェア的な初期化を行うために用意されている。 本実

装では、SYSCR レジスタの UE ビットのクリア、 割込み優先レジス

タ (IPRA と IPRB) の個別割り込みの優先度の設定、 外部メモリ空

間の有効化を行っている。hardware_init_hook が未定義の場合、リ

ンカスクリプトの記述によりこのシンボルが 0 に定義される。

(3) bss セクションの初期化

bss セクションの全領域を 0 クリアする。

(4) data セクションの初期化

data セクションを外部 RAM に転送する。

(5) software_init_hook の呼出し

software_init_hook が 0 でなければ、software_init_hook を呼

出す。software_init_hook はカーネルを起動する前に、ソフトウェ

ア環境 (ライブラリ等) 依存の初期化を行うために用意されている。

例えば、ライブラリの初期設定などである。software_init_hook が

未定義の場合、リンカスクリプトの記述によりこのシンボルが 0 に

定義される。

3. システム依存部の機能

3. 1 システムクロックドライバ

システムクロックドライバが isig_tim を呼出す周期は、 sys_defs.h 内の

TIC_NUME と TIC_DENO で定義されており、ディフォルトは 1[ms] 周期である。

この定義を変更することで、isig_tim を呼出す周期を変更できる。 ただし、

H8/3048F のクロックが 16[MHz] で、 タイマの精度が 0.5[us]、H8/3052F の

クロックが 25[MHz] で、タイマの精度が 0.32[us]、H8/3069F のクロックが

20[MHz] で、 タイマの精度が 0.4[us] のため、これら単位で端数になる値を

設定すると、 isig_tim の呼出し周期に誤差が発生する。

ディフォルトのクロックディバイスは H8/3048F と H8/3052F が ITU0、

H8/3069F が 16 ビットタイマユニット 0 を使用している。

3. 2 性能評価用システム時刻参照機能

H8 では、性能評価用システム時刻参照機能 (vxget_tim) をサポートしてい

る。精度は 0.5[us] で、SYSUTIM 型は__LONG_LONG_MAX__マクロの値により、

処理系が扱える整数の範囲を判定し、定義方法を選択している。64ビット整数

が使用できる場合は、64ビット符号なし整数に、そうでない場合は32ビット符

号なし整数として定義している。

3. 3 シリアルインタフェースドライバ

H8/3048F と H8/3052F には SCI0 と SCI1 の 2 本、H8/3069F には SCI0

から SCI2 の 3 本のシリアルポートがあり、sys_config.h に定義している

TNUM_PORT により何本使用するか指定できる。

現在の実装では 2 本まで使用できる。 JSP カーネルのログ出力用には SCI1

を使用している。

3. 4 メモリマップ

3. 4. 1 H8/3048F のメモリマップ

外部アドレス空間を有効にする必要があるため、モード 5 の内蔵 ROM 有効

拡張 1M バイトモードを想定している。

(1) デバッグ時

0x00000 - 0x1ffff 内蔵 ROM、秋月モニタ

0x20000 - 0x3ffff 外部 RAM、.text、.rodata、.data、.bss

0xfef10 - 0xfefff 内蔵 RAM、秋月モニタ

0xff000 - 0xff0ff 内蔵 RAM、仮想割込みベクタ領域 (.vectors)

0xff100 - 0xfff0f 内蔵 RAM、非タスクコンテキスト用スタック

0xfff1c - 0xfffff 内蔵 I/O レジスタ

(2) リリース時

0x00000 - 0x1ffff 内蔵 ROM、.vectors、.text、.rodata

0x20000 - 0xfef0f 外部 RAM、.data、.bss

0xfef10 - 0xfff0f 内蔵 RAM、非タスクコンテキスト用スタック

0xfff1c - 0xfffff 内蔵 I/O レジスタ

3. 4. 2 H8/3052F のメモリマップ

内蔵メモリだけでは不足するため、 AKI-H8-USB ボードに装着し、

AKI-H8-USB ボードにある 128K バイトの RAM を利用している。このため、外

部アドレス空間を有効にする必要があり、モード 6 の内蔵 ROM 有効拡張 16M

バイトモードを想定している。

(1) デバッグ時

0x000000 - 0x07ffff 内蔵 ROM、簡易モニタ

0x220000 - 0x23ffff 外部 RAM、.text、.rodata、.data、.bss

0xffdf10 - 0xffdfff 外部 RAM、簡易モニタ

0xffe000 - 0xffe0ff 内蔵 RAM、仮想割込みベクタ領域 (.vectors)

0xffe100 - 0xffff0f 内蔵 RAM、非タスクコンテキスト用スタック

0xffff1c - 0xffffff 内蔵 I/O レジスタ

(2) リリース時

0x000000 - 0x05ffff 内蔵 ROM、.vectors、.text、.rodata

0x220000 - 0x23ffff 外部 RAM、.data、.bss

0xffef10 - 0xffff0f 内蔵 RAM、非タスクコンテキスト用スタック

0xffff1c - 0xffffff 内蔵 I/O レジスタ

3. 4. 3 H8/3069F のメモリマップ

外部アドレス空間を有効にする必要があるため、モード 5 の内蔵 ROM 有効

拡張 16M バイトモードを想定している。

(1) デバッグ時 (簡易モニタ使用時)

0x000000 - 0x07ffff 内蔵 ROM、簡易モニタ

0x400000 - 0x4fffff 外部 RAM、.text、.rodata

0x500000 - 0x5fffff 外部 RAM、.data、.bss

0xee0000 - 0xee00ff 内蔵 I/O レジスタ(1)

0xffbf20 - 0xffbfff 外部 RAM、簡易モニタ

0xffc000 - 0xffc0ff 内蔵 RAM、仮想割込みベクタ領域 (.vectors)

0xffc100 - 0xffff1f 内蔵 RAM、非タスクコンテキスト用スタック

0xffff20 - 0xffffe9 内蔵 I/O レジスタ(2)

(2) リリース時（外部RAM使用）

0x000000 - 0x07ffff 内蔵 ROM、.vectors、.text、.rodata

0x400000 - 0x5fffff 外部 RAM、.data、.bss

0xee0000 - 0xee00ff 内蔵 I/O レジスタ(1)

0xffbf20 - 0xffff1f 内蔵 RAM、非タスクコンテキスト用スタック

0xffff20 - 0xffffe9 内蔵 I/O レジスタ(2)

(3) リリース時（外部RAM未使用）

0x000000 - 0x07ffff 内蔵 ROM、.vectors、.text、.rodata

0xee0000 - 0xee00ff 内蔵 I/O レジスタ(1)

0xffbf20 - 0xffff1f 内蔵 RAM、.data、.bss、

　　　　　　　　　　　　　　　　非タスクコンテキスト用スタック

0xffff20 - 0xffffe9 内蔵 I/O レジスタ(2)

3. 4. 4 H8/3069F(NKEV-010H8) のメモリマップ

外部アドレス空間を有効にする必要があるため、モード 5 の内蔵 ROM 有効

拡張 16M バイトモードを想定している。

(1) デバッグ時 (簡易モニタ使用時)

0x000000 - 0x07ffff 内蔵 ROM、簡易モニタ

0x400000 - 0x43ffff 外部 RAM、.text、.rodata

0x440000 - 0x47ffff 外部 RAM、.data、.bss

0xee0000 - 0xee00ff 内蔵 I/O レジスタ(1)

0xffbf20 - 0xffbfff 外部 RAM、簡易モニタ

0xffc000 - 0xffc0ff 内蔵 RAM、仮想割込みベクタ領域 (.vectors)

0xffc100 - 0xffff1f 内蔵 RAM、非タスクコンテキスト用スタック

0xffff20 - 0xffffe9 内蔵 I/O レジスタ(2)

(2) デバッグ時 (GDB STUB使用時)

0x000000 - 0x07ffff 内蔵 ROM、GDB STUB

0x400000 - 0x4000ff 内蔵 RAM、仮想割込みベクタ領域 (.vectors)

0x400100 - 0x43ffff 外部 RAM、.text、.rodata

0x440000 - 0x47bfff 外部 RAM、.data、.bss

0x47c100 - 0x47ff1f 外部 RAM、非タスクコンテキスト用スタック

0xee0000 - 0xee00ff 内蔵 I/O レジスタ(1)

0xffbf20 - 0xffbfff 内部 RAM、GDB STUB

0xffff20 - 0xffffe9 内蔵 I/O レジスタ(2)

(3) リリース時（外部RAM使用）

0x000000 - 0x07ffff 内蔵 ROM、.vectors、.text、.rodata

0x400000 - 0x47ffff 外部 RAM、.data、.bss

0xee0000 - 0xee00ff 内蔵 I/O レジスタ(1)

0xffbf20 - 0xffff1f 内蔵 RAM、非タスクコンテキスト用スタック

0xffff20 - 0xffffe9 内蔵 I/O レジスタ(2)

(4) リリース時（外部RAM未使用）

0x000000 - 0x07ffff 内蔵 ROM、.vectors、.text、.rodata

0xee0000 - 0xee00ff 内蔵 I/O レジスタ(1)

0xffbf20 - 0xffff1f 内蔵 RAM、.data、.bss、

　　　　　　　　　　　　　　　　非タスクコンテキスト用スタック

0xffff20 - 0xffffe9 内蔵 I/O レジスタ(2)

4. 開発

4. 1 開発環境の構築

開発環境は、 Windows 2000上の cygwin の開発環境を用いた。本実装に用

いたバージョンを以下に示す。

binutils-2.11.2

gcc-2.95.3

newlib-1.9.0

補助的な意味でNKEV-010H8については以下のバージョンでも確認を行った。

　　binutiles-2.16.1

　　gcc-3.4.3

　　newlib-1.13.0

注意事項１

　秋月電子通商製ボード付属のGNU開発環境はバージョンが古いため、サポー

　トしていない。

注意事項２

　gcc-3.2.3はビルトイン関数__muldi3()の実装に不具合があるため、この

　バージョンの使用は推奨されない。

configure のオプションは --target=h8300-hms である。 また、binutils の

configure のオプションには --disable-nls も指定すること。

デバッグのため、秋月モニタ、簡易モニタを使用することができる。

NKEV-010H8では、GDB stubを用いることができる。詳しくは「9. 3 NKEV-010H8

での GDB STUB を使った実行」を参照。

（RedBootに関しては、末尾の付録を参照。）

4. 2 sample1.h の設定

sample1.h で「ターゲット依存の定義（CPU 例外ハンドラの起動方法など）」

の H8 依存部で、TASK_PORTID を 2、つまり SCI1 を設定してる。もし、他の

ポートを使用する場合は、 この値を変更すること。

4. 3 ターゲットへのダウンロードと実行

ターゲットへのダウンロードと実行には、秋月モニタ、または簡易モニタを

使用する方法と直接 H8 のフラッシュ ROM に書き込んで実行する方法がある。

(1) H8/3052F、H8/3069Fで簡易モニタを使用する方法 (デバッグモード)

苫小牧高専情報学科製簡易モニタ mon3052.mot (H8/3052F 用)、

mon3068.mot(H8/3068F、H8/3069F 用) を、 H8 の内蔵フラッシュ

ROM に書き込む。以下に、使用方法を示す。

簡易モニタの配布元URL：

　 http://www.mit.pref.miyagi.jp/embedded/consortium/

[1] ディレクトリ $(CPU)/$(SYS) にある

MakefileのDBGENV := TNCT_MONITOR

を有効にして make する。

[2] 端末ソフトからモニタコマンド ld を入力する。

[3] 端末ソフトから jsp.srec を送信する。

[4] 端末ソフトからモニタコマンド go を入力すると実行が開始

される。

(2) H8/3048F で秋月モニタを使用する方法 (デバッグモード)

ディレクトリ $(CPU)/$(SYS) にある

MakefileのDBGENV := TNCT_MONITOR

を有効にして make する。 次に、H8/3048F の外部 RAM へのアクセ

スを有効にしなければならない。RAM の構成により異なるが、 アド

レスバス A0 から A19 とデータバス D8 から D15 を有効にするに

は、以下に示すポートに 0xff を書き込む。

Port Address

P1DDR 0xfffc0

P2DDR 0xfffc1

P3DDR 0xfffc4

P5DDR 0xfffc8

最後に端末ソフトを使用して jsp.srec を H8/3048F に転送し、 実

行する。

(3) 内蔵フラッシュ ROM に書き込んで実行する方法

　　　(リリースモード：外部RAM使用)

ディレクトリ $(CPU)/$(SYS) にある Makefile.config のディレ

クトリ $(CPU)/$(SYS) にある Makefile の

DBGENV := ROM

を有効にして make する。次に、h8write等のフラッシュ ROM 書き

込みプログラムで、 フラッシュ ROM に書き込む。

(4) H8/3069Fで内蔵フラッシュROMに書き込み、内蔵RAMだけで実行する

　　　方法 (リリースモード：外部RAM未使用)

ディレクトリ $(CPU)/$(SYS) にある Makefile.config のディレ

クトリ $(CPU)/$(SYS) にある Makefile の

DBGENV := INMEM_ONLY

を有効にして make する。次に、h8write等のフラッシュ ROM 書き

込みプログラムで、 フラッシュ ROM に書き込む。

4. 4 H8/3048F の外部 RAM の有効化

リリースモードでは、 sys_support.S の _hardware_init_hook で、アドレ

スバス A0 から A19 とデータバス D8 から D15 を有効にした後、カーネルを

実行する。 これ以外にアドレスバスとデータバスを有効にする場合は、

sys_config.h の以下の部分を適当に編集する。

/*

* 外部アドレス空間制御

*/

/*#define ENABLE_LOWER_DATA*/

#define ENABLE_P8_CS (H8P8DDR_CS0|H8P8DDR_CS1|\

H8P8DDR_CS2|H8P8DDR_CS3)

/*#define ENABLE_PA_CS (H8PADDR_CS4|H8PADDR_CS5|H8PADDR_CS6)*/

/*#define ENABLE_PB_CS H8PBDDR_CS7*/

#define ENABLE_PA_A21_A23 (H8BRCR_A23E|H8BRCR_A22E|H8BRCR_A21E)

4. 5 H8/3052F の外部 RAM の有効化

リリースモードでは、 sys_support.S の _hardware_init_hook で、アドレ

スバス A0 から A23、 データバス D8 から D15、 チップセレクト CS0 から

CS3 を有効にした後、カーネルを実行する。これ以外にアドレスバスとデータ

バスを有効にする場合は、sys_config.h の以下の部分を適当に編集する。

/*

* 外部アドレス空間制御

*/

/*#define ENABLE_LOWER_DATA*/

#define ENABLE_P8_CS (H8P8DDR_CS0|H8P8DDR_CS1|\

H8P8DDR_CS2|H8P8DDR_CS3)

/*#define ENABLE_PA_CS (H8PADDR_CS4|H8PADDR_CS5|H8PADDR_CS6)*/

/*#define ENABLE_PB_CS H8PBDDR_CS7*/

#define ENABLE_PA_A21_A23 (H8BRCR_A23E|H8BRCR_A22E|H8BRCR_A21E)

4. 6 H8/3069F の外部 RAM の有効化

リリースモードでは、 sys_support.S の _hardware_init_hook で、アドレ

スバス A0 から A23、 データバス D8 から D15、 チップセレクト CS0 から

CS3 を有効にした後、カーネルを実行する。これ以外にアドレスバスとデータ

バスを有効にする場合は、sys_config.h の以下の部分を適当に編集する。

/*

* 外部アドレス空間制御

*/

#define ENABLE_P8_CS (H8P8DDR_CS0|H8P8DDR_CS1|\

H8P8DDR_CS2|H8P8DDR_CS3)

#if 0

#define ENABLE_LOWER_DATA

#define ENABLE_PB_CS (H8PADDR_CS4|H8PADDR_CS5|\

H8PADDR_CS6|H8PBDDR_CS7)

#endif /* of #if 0 */

5. ファイル構成

5. 1 ディレクトリ・ファイル構成

(1) config/h8/

Makefile.config Makefile の H8 依存定義

cpu_config.c H8 プロセッサ依存部の C 関数

cpu_config.h H8 プロセッサ依存部の構成定義

cpu_context.h H8 プロセッサ依存部のコンテキスト操作

cpu_defs.h H8 プロセッサ依存部のアプリケーション用定義

cpu_insn.h H8 プロセッサのアセンブリ inline 関数

cpu_support.S H8 プロセッサのアセンブリ関数

cpu_rename.def カーネルの内部識別名のリネームとその解除の

　　　　　　　　 定義リスト

cpu_rename.h カーネルの内部識別名のリネームの定義

cpu_unrename.h カーネルの内部識別名のリネーム解除の定義

h8.h H8/300H プロセッサの共通定義

h8_3048f.h H8/3048F プロセッサの定義

h8_3052f.h H8/3052F プロセッサの定義

h8_3069f.h H8/3048F プロセッサの定義

h8_sil.c SILのH8プロセッサ向け拡張 C関数

h8_sil.h SILのH8プロセッサ向け拡張 構成定義

　　　　　　　　　（主にI/OポートのDDRアクセスルーチン）

hw_serial.c SCI の変数と関数

hw_serial.cfg SCI のコンフィギュレーションファイル

hw_serial.h SCI の定義

hw_timer.h ITU の定義

start.S スタートアップモジュール

tool_config.h H8 プロセッサの開発環境依存モジュール定義

tool_defs.h H8 プロセッサの開発環境依存定義

vector_header.S 割込みベクタテーブルの先頭部分

makeoffset.c offset.h 生成サポート関数

(2) config/h8/akih8_3048f/

(株) 秋月電子通商製の AKI-H8/3048F ボードの依存部分

Makefile.config Makefile の AKI-H8/3048F ボード依存定義

debug.ld デバッグ用リンカスクリプト

release.ld リリース用リンカスクリプト

sys_config.c AKI-H8/3048F ボード依存部の C 関数

sys_config.h AKI-H8/3048F ボード依存部の構成定義

sys_defs.h AKI-H8/3048F ボード依存部のアプリケーショ

　　　　　　　　 ン用定義

sys_support.S AKI-H8/3048F ボード依存部のアセンブリ関数

sys_rename.def カーネルの内部識別名のリネームとその解除

　　　　　　　　 の定義リスト

sys_rename.h カーネルの内部識別名のリネームの定義

sys_unrename.h カーネルの内部識別名のリネーム解除の定義

(3) config/h8/akih8_3052f/

(株) 秋月電子通商製の AKI-H8/3052F ボードの依存部分

Makefile.config Makefile の AKI-H8/3052F ボード依存定義

debug.ld デバッグ用リンカスクリプト

release.ld リリース用リンカスクリプト

sys_config.c AKI-H8/3052F ボード依存部の C 関数

sys_config.h AKI-H8/3052F ボード依存部の構成定義

sys_defs.h AKI-H8/3052F ボード依存部のアプリケーショ

　　　　　　　　 ン用定義

sys_support.S AKI-H8/3052F ボード依存部のアセンブリ関数

sys_rename.def カーネルの内部識別名のリネームとその解除

　　　　　　　　 の定義リスト

sys_rename.h カーネルの内部識別名のリネームの定義

sys_unrename.h カーネルの内部識別名のリネーム解除の定義

(4) config/h8/akih8_3069f/

(株) 秋月電子通商製の AKI-H8/3069F ボードの依存部分

Makefile.config Makefile の AKI-H8/3069F ボード依存定義

debug.ld デバッグ (簡易モニタ対応) 用リンカスクリプト

debug_redboot.ld デバッグ (RedBoot対応) 用リンカスクリプト

release.ld リリース用リンカスクリプト（外部RAM使用）

release_inmem.ld リリース用リンカスクリプト（外部RAM未使用）

sys_config.c AKI-H8/3069F ボード依存部の C 関数

sys_config.h AKI-H8/3069F ボード依存部の構成定義

sys_defs.h AKI-H8/3069F ボード依存部のアプリケーショ

　　　　　　　　 ン用定義

sys_support.S AKI-H8/3069F ボード依存部のアセンブリ関数

sys_rename.def カーネルの内部識別名のリネームとその解除

　　　　　　　　 の定義リスト

sys_rename.h カーネルの内部識別名のリネームの定義

sys_unrename.h カーネルの内部識別名のリネーム解除の定義

(5) config/h8/nkev_010h8/

(有) 品川通信計装サービス製の NKEV-010H8 ボードの依存部分

Makefile.config Makefile NKEV-010H8 ボード依存定義

debug.ld デバッグ (簡易モニタ対応) 用リンカスクリプト

debug_gdbstub.ld デバッグ (GDB STUB対応) 用リンカスクリプト

debug_redboot.ld デバッグ (RedBoot対応) 用リンカスクリプト

release.ld リリース用リンカスクリプト（外部RAM使用）

release_inmem.ld リリース用リンカスクリプト（外部RAM未使用）

sys_config.c NKEV-010H8 ボード依存部の C 関数

sys_config.h NKEV-010H8 ボード依存部の構成定義

sys_defs.h NKEV-010H8 ボード依存部のアプリケーショ

　　　　　　　　 ン用定義

sys_support.S NKEV-010H8 ボード依存部のアセンブリ関数

sys_rename.def カーネルの内部識別名のリネームとその解除

　　　　　　　　 の定義リスト

sys_rename.h カーネルの内部識別名のリネームの定義

sys_unrename.h カーネルの内部識別名のリネーム解除の定義

(6) jsp/utils/h8/

H8依存部ビルド用スクリプト

cat.pl　　　　　 UNIXのcatコマンド相当

grep_def_inh.pl　Perlスクリプト生成用フィルタ

genvector.pl　　 ベクタテーブル生成用スクリプト

(7) ビルド・ディレクトリ

vector.S　　　　 ベクタテーブル（make depend時に自動生成）

6. アプリケーション開発者向けの情報

アプリケーション開発者に有益と思われる情報について述べる。

6.1 カーネルの設定変更方法

(1) SUPPORT_CHG_IPM

　　このマクロを定義すると割込みマスクの変更・参照機能が有効になる。

　　詳細は「2. 2. 3　割込みマスクの変更・参照」を参照

　　設定ファイル：sys_config.h

(2) SUPPORT_VXGET_TIM

　　このマクロを定義すると性能評価用システム時刻参照機能vxget_tim( )が

　　有効になる。詳細は「3. 2 性能評価用システム時刻参照機能」を参照

　　設定ファイル：sys_config.h

(3) STACKTOP

　　非タスクコンテキスト用スタックポインタの初期値

　　スタートアップルーチンではSTACKTOPが指すRAM領域をスタックにして

　　_hardware_init_hookを呼び出す。そのため、この領域は

　　_hardware_init_hookを呼び出す前にアクセス可能になっている必要があ

　　る。

　　・初期状態のままアクセスできる内蔵RAM　または

　　・モニタによりアクセスできる状態にある外部RAM

　　設定ファイル：sys_config.h

6.1.1 シリアルドライバのカスタマイズ方法

　基本的にjsp/config/h8/akih8_3069f/sys_config.hにあるマクロ定義を修正

することで、カスタマイズすることができる。以下に各マクロの意味を示す。

　

　・ポート数

　　　jsp/config/h8/akih8_3069f/sys_config.h 145行目

　　　マクロTNUM_PORTでポート数を定義する。

　　　現在の実装では最大３まで使用できる。

　・システムログを出力するシリアルポート番号

　　　jsp/config/h8/akih8_3069f/sys_config.h 149行目

　　　マクロLOGTASK_PORTIDでポート数を定義する。

各チャネル毎にjsp/config/h8/akih8_3069f/sys_config.hで定義しているマク

ロの意味について、以下に述べる。???の部分にはポートの識別子である

SYSTEM、USER、USER2のいずれかが入る。

　・???_SCI

　　　シリアルデバイスの制御レジスタ群の先頭アドレス

　・???_SCI_IPR

　　　割込み制御で用いるIPRAまたはIPRBレジスタのアドレス

　・???_SCI_IP_BIT

　　　上記IPRレジスタ中でシリアルデバイスが該当するビット

　・???_SCI_SMR

　　　SMRレジスタの初期値

　　　デフォルトで以下の設定を行っている。

　　　 ・送受信フォーマット：調歩同期式

・キャラクタレングス：8ビット

・パリティなし

・ストップビットレングス：1

・クロックセレクト（分周比）:1

　・???_BAUD_RATE

　　　ボーレート[bps]

　・???_PORTID

　　　ポートIDをマクロSYSTEM_PORTID、USER_PORTID、USER2_PORTIDで定義

　　　する。ポートIDとデバイス番号(sci0～2)の対応関係を変更する場合、

　　　このマクロを変更するだけでなく、

　　　　jsp/config/h8/hw_serial.c

　　　で定義されているシリアルポート初期化ブロックsiopinib_table[]

　　　内の初期化データの順番も入れ替える。

　・???_SCI_IPM

　　　割込みプライオリティレベル（送受信兼用）

　　　IPM_LEVEL0またはIPM_LEVEL1を設定する。

　・INHNO_SERIAL_IN、INHNO_SERIAL2_IN、INHNO_SERIAL3_IN

　　　各ポートIDのシリアル受信割込みのベクタ番号

　・INHNO_SERIAL_OUT、INHNO_SERIAL2_OUT、INHNO_SERIAL3_OUT

　　　各ポートIDのシリアル送信割込みのベクタ番号

　・INHNO_SERIAL_ERR、INHNO_SERIAL2_ERR、INHNO_SERIAL3_ERR

　　　各ポートIDのシリアルエラー割込みのベクタ番号

　・sio_in_handler_intmask、sio_in2_handler_intmask、

　　sio_in3_handler_intmask

　　　各ポートIDのシリアル受信割込みハンドラ実行中に、

　　　割込みマスクとして設定する値