AVRetc
ＡＶＲにまつわるエトセトラ
ＡＶＲって何だ？
ＡＶＲというマイクロコントローラに関する説明。
当Ｗｉｋｉでは主にＡＴｔｉｎｙ２３１３という品種をネタとして扱います。
- ８ビットＣＰＵ
- ＲＩＳＣアーキテクチャー
- 多くの命令を１クロックで実行する。
- 固定語長（１６ビット／命令）（一部の命令に例外有り）
- ３２本の８ビットレジスタを持つ。
- ＭＩＰＳのような遅延分岐や遅延ロードは無いので、アセンブラでも組みやすい。
- 一次情報源
http://www.atmel.com/
http://www.atmel.com/jp/products/avr/ - ＥＬＭ ＣｈａＮさんの解説
http://elm-chan.org/docs/avr.html
Ｚ８０は知っている。ＡＶＲはどこがどう違う？
どこが良い？
- 圧倒的に速い
- Ｚ８０は可変語長（１〜４バイト／命令）
- Ｚ８０は１命令を４〜２０クロック掛けて実行する。
- Ｚ８０Ａは当時４ＭＨｚ動作。
- ＡＶＲは最高２０ＭＨｚ動作（５Ｖ）
- Ｚ８０Ａの平均ＣＰＩ（１命令実行に必要クロック数）＝６と仮定すると
ＡＶＲの２０ＭＨｚはＺ８０Ａの１２０ＭＨｚに相当する。
どこが劣る？
- 汎用マイコンではない。
- 拡張性がない。
- アドレスバス、データバスが出ていない
- ＡＶＲはマイクロコントローラなので、チップ内でほぼすべてが完結している。
- 外部バスはない（一部品種除く）
- ＡＴｔｉｎｙ２３１３に限って言えば、
- 命令用フラッシュＲＯＭ２Ｋバイト（１Ｋステップまで）
- データＳＲＡＭ１２８バイト
- ＥＥＰＲＯＭ１２８バイト
- 最大１８本のＩ/Ｏポート
- 命令書き換えとかいわゆる実行ファイルの読み込みという概念がない。
- 代わりに、フラッシュＲＯＭに書き込んでおけば消えない。
ＭｉｃｒｏＣｈｉｐのＰＩＣ １６Ｆ８４Ａは知っている。ではＡＶＲの良いところは？
- ３２本の汎用レジスタを持つ。
- 命令がＲＩＳＣ風で、命令直交性がありプログラムしやすい。
- なんと言ってもＧＣＣが使える。
全部アセンブラで書かなくていいんだ - ＰＩＣは１命令あたり４クロックで実行するので、普通に考えて４倍速い。
- しかしレジスタ数が多いのでその分も考慮するともっと速いコードが書ける。
- とっても安い
- 秋月の通販でたったの１２０円だ！
いや、ＣＰＵってＰｅｎｔｉｕｍとかアスロンくらいしか知らんのだが・・・
- Ｐｅｎｔｉｕｍを半田付け手配線してシステム作れますか？
- 出来合いのマザーボードにＰｅｎｔｉｕｍなんとかを挿したとしましょう。
- ＢＩＯＳ書けますか？
ブートローダー書けますか？
ＯＳ書きますか？
いやそんなもん普通書かんよ。
ゲイツＯＳ買ってくるだろ普通。
つまり、こういうことだ。
- ＣＰＵを理解して、プログラムしたいなら、
- いきなりＰｅｎｔｉｕｍのブートコードなんか書かずに
- もっとシンプルなＰＩＣとかＡＶＲがいいんじゃねー？
Ｚ８０でもいいけどね。もう終わっとるんよ。２０世紀にね。
- Ｗｉｎｄｏｗｓ上だけのプログラムなんかではＣＰＵの理解には到達できんと思う。
- 便利ではあるが、ＡＰＩの内側は全部ブラックボックスだ。ＣでゴリゴリやってもＥｘｃｅｌのＶＢＡ書いているのと本質的に変わらん。
いったい、そんな高速でちっぽけなＣＰＵを何に使うのだ？
- 使い道はあなた次第だが
- とりあえず、
ＡＶＲ-ＵＳＢ（ＶＵＳＢに改名されました）で遊ぶなんていうのはどうだろう。 - そのまえに、書き込み器（ＡＶＲライタ）を作る必要がある。
- ＡＶＲライタ
http://elm-chan.org/works/avrx/report.html
ＨＩＤａｓｐを作ってみる
ATtiny2313の遊び方指南
- （１）とりあえずＨＩＤａｓｐｘライターを作ります。
- （２）v-usbのsample applicationやcommunity projectを参考に何かUSBデバイスを作ってみることが出来ます。
http://www.obdev.at/products/vusb/projects.html
- （３）KeyBoardマニアを参考に、電子楽器を作ってみましょう。
わずか1024ステップ、RAM128バイトしかないATtiny2313だけでこれだけのものを作ることができます。
その他制作物一覧
AVRマイコンを使用した制作物一覧です。
| 制作テーマ | 内容 |
| AVR_Monit | ＵＳＢに繋がっているＡＴｔｉｎｙ２３１３を制御するファームです。 ＡＶＲ側の任意のメモリーやＩ/Ｏポートを読み書きできます。 |
| AVR_term | ＡＴｔｉｎｙ２３１３で作るＵＳＢｔｏシリアル変換器です |
| W32_term | Windowsで動作する簡易シリアルターミナルソフトです。（Ｃソース付き） |
| HIDmon88 | ＨＩＤａｓｐ側のメモリーを読み書きするツールです。 汎用ＩＯのようにポートをホストＰＣ側から触って遊んだり、レジスタの名称や機能を学習するのにも便利です。 |
| HIDtester | ＨＩＤｍｏｎを改造してＡ/Ｄ変換を行ってみました。 |
| bootmon | bootloadHIDとhidmonの機能の詰め合わせセットです。ATmega88でのプロトタイピングにとても便利。製作中ターゲットに対して、USB経由でのファームの書き換えや、ポートの設定、読み取りまでインタラクティブに行えます。HIDmon88と同じリンク先にあります。 |
| ATmega88生活 | ｗｓ☆Ｎａｋ＃１７２基板で始めるATmega88生活 |
| usbRS232 | これは、ＡＴｔｉｎｙ２３１３を使った、ＵＳＢシリアル変換器です。（ＣＤＣクラス） |
| KeyBoardマニア | ATmega88あるいはATtiny2313にPS/2タイプのキーボードを繋いで、押されたキーに反応するプログラムを作ることが出来ます。 |
| KeyBoardマニアII | AppleDesktopBusタイプあるいはPC8801のジャンクキーボードをAT互換機に接続するアダプターをAttiny2313で製作しました。 |
| デジタルテスター | ATmega88を使い、分圧された電圧をＡ/Ｄで計ることで簡易的に抵抗値を計る装置です。 |
| Arduino400 | 400円で作るArduino互換機 |
| PICspx | HIDaspx AVRライターのハードウェアを使用してPIC 18Fシリーズマイコンのライターにするソフトです |
| hid_blaster | HIDaspx AVRライターのハードウェアを使用してARM用ライター(OpenOCDデバイス)にするソフトです |
| MINTIAspx | HIDaspx AVRライターをMINTIAケースに入れてみました |
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*1 画像は wsnak 様が販売している WSN216基板
