{ "cells": [ { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "オリジナルの作成：2015/02/15" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## Arduino SDカードライブラリ\n", "SDカードシールドを作ってから、LBEDにはまだSDカードライブラリがないことに気づきました。\n", "\n", "通常なら、LBEDは完全を目指す物では無いのでまぁいいや的になるのですが、 lbeDuinoではシールドを作成したガジェットを外に持ち運ぶことが想定されます。\n", "\n", "このような状況で記録手段がないことは大きな問題と考え、思い腰を持ち上げてArduinoのSDライブラリの移植に取り掛かりました。\n", "\n", "この記事のみどころ？は、どうやって移植したかでは無く、どうやって動くようにしたかです。\n", "\n", "### Arduino SDカードのマシン依存部\n", "移植の元にしたのは、Arduinoアプリケーション配下の（MacOSX版で説明します）Contents/Resources/Java/libraries/SDです。\n", "\n", "このソースはとても良くできていて、SDカードのSPIの処理に関連する部分は、utility/Sd2Card.cpp, SdCard.hに凝縮されています。\n", "\n", "lbedへの移植は、Sd2Cardクラスのメンバ変数にSPIクラスの_spi変数とDigitalOutクラスのchipSelect_を追加し、初期化とspiSend, spiRec関数をlbedのSPI用に書き替えるだけです。 *1\n", "\n", "Sd2Card.hの変更点\n", "\n", "```C++\n", "//#include \"Sd2PinMap.h\"\n", "#include \"SdInfo.h\"\n", "#include \"lbed.h\" // LBEDのヘッダをインクルード\n", "\n", "\n", "// コンストラクタの変更\n", " Sd2Card(void) : errorCode_(0), inBlock_(0), partialBlockRead_(0), type_(0),\n", " spi_(MOSI, MISO, SCKL), chipSelect_(D4){}\n", "\n", "\n", "// spiSend, spiRecの変更\n", " void spiSend(uint8_t b) { spi_.write((int)b); };\n", " uint8_t spiRec(void) { return spi_.write((int)0xFF); };\n", "\n", "// private:宣言の追加\n", " SPI spi_;\n", " DigitalOut chipSelect_;\n", "```\n", "\n", "ここでは、SDカードシールドに合わせchipSelectをD4に固定としています。" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## 失敗談\n", "最初は、SPIのSCKLのピンをD10に割り当てており、SDカードの初期化に失敗していました。\n", "\n", "ここでもLabToolのプロトコルアナライザーが役に立ちました。\n", "\n", "

\n", "\n", "LabToolとlbeDuinoとの接続は、以下の通りです。\n", "\n", " | LabToolピン\t | ケーブルの色\t | 機能\t | lbeDuino | \n", " |---|---|---|---|\n", " | DIO_3\t | Orange\t | SPI-SSEL\t | D4 | \n", " | DIO_4\t | Yellow\t | SPI-MOSI\t | D11 | \n", " | DIO_5\t | Green\t | SPI-MISO\t | D12 | \n", " | DIO_6\t | Blue\t | SPI_SCK\t | D13 | \n", "\n", "### 初期化は規定どおり\n", "SDカードの処理手順は、ChaNさんの \n", "[MMC/SDCの使いかた](http://elm-chan.org/docs/mmc/mmc.html)\n", "を参考にさせて頂きました。\n", "\n", "初期化のchipSelectがHightでSCKLを74クロック以上入れるとある部分では、80回のクロックを入れた後初期化コマンドを送っています。\n", "\n", "

" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "## MBRの読込失敗\n", "初期化でSDカードの情報のタイプはきちんと読み込んでいるのですが、SDカードのMBRを読み込んだ後にエラーとなってしまいます。\n", "\n", "ここでもLabToolが役立ちました。以下の画面では、0x0が続いて読み込まれており、デバッガでもその値が正しく読み取れました。\n", "\n", "

\n", "\n", "このような状態ではSPIの読込が原因では無いことが明らかです。\n", "\n", "そこで、FAT関連の構造体をよく見てみると原因が隠れていました。\n", "\n", "FatStructs.hを見てみると、fat32BootSectorの構造体が以下の様に定義されています。\n", "\n", "```C++\n", "struct fat32BootSector {\n", " /** X86 jmp to boot program */\n", " uint8_t jmpToBootCode[3];\n", " /** informational only - don't depend on it */\n", " char oemName[8];\n", " /** BIOS Parameter Block */\n", " bpb_t bpb;\n", " /** for int0x13 use value 0X80 for hard drive */\n", " uint8_t driveNumber;\n", " /** used by Windows NT - should be zero for FAT */\n", " uint8_t reserved1;\n", " /** 0X29 if next three fields are valid */\n", " uint8_t bootSignature;\n", " /** usually generated by combining date and time */\n", " uint32_t volumeSerialNumber;\n", " /** should match volume label in root dir */\n", " char volumeLabel[11];\n", " /** informational only - don't depend on it */\n", " char fileSystemType[8];\n", " /** X86 boot code */\n", " uint8_t bootCode[420];\n", " /** must be 0X55 */\n", " uint8_t bootSectorSig0;\n", " /** must be 0XAA */\n", " uint8_t bootSectorSig1;\n", "}__attribute__ ((packed));\n", "```\n", "\n", "volumeSerialNumberの後に、char型でvolumeLabel[11], fileSystemType[8]と定義されています。 32bitマイコンのLPC1114では、構造体のアライメントが32bit単位となるので、volumeLabelとfileSystemTypeは連続した領域に割り当てられません。そこで、FatStructs.h内の構造体の終わりに\n", "```\n", "__attribute__ ((packed))\n", "```\n", "を付けてやりました。これで何とかSDライブラリが動くようになりました。" ] }, { "cell_type": "markdown", "metadata": {}, "source": [ "### 動作確認\n", "Arduino勉強会/0G-lbeDuinoシールドを作るの結果を再度掲載します。\n", "\n", "

" ] }, { "cell_type": "code", "execution_count": null, "metadata": { "collapsed": true }, "outputs": [], "source": [] } ], "metadata": { "kernelspec": { "display_name": "Python 2", "language": "python", "name": "python2" }, "language_info": { "codemirror_mode": { "name": "ipython", "version": 2 }, "file_extension": ".py", "mimetype": "text/x-python", "name": "python", "nbconvert_exporter": "python", "pygments_lexer": "ipython2", "version": "2.7.13" } }, "nbformat": 4, "nbformat_minor": 0 }