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1 ハードウェア実験 組み込みシステム入門第 1 回 2012 年 9 月 20 日ガイダンス XK-1 システムの導入

2 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 2 今日の内容! 組み込みシステムとは何か! ガイダンス :! 授業の進め方 レポートの提出方法成績の付け方 ノートの取り方! 資料のダウンロードと 開発環境のセットアップ! XK-1 を接続する

3 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 3 組み込みシステムとは! キーボードや画面がないコンピュータ! 制御システムとして ( 見えないところで ) 黙々と仕事をしているコンピュータ! 音 光 運動などを入力とし 音 光 運動などを出力とする! ロボットの制御装置! 外界からの入力 ( コマンド入力も含む ) に反応して 動作をし ひたすら待機するコンピュータ! 自動販売機 エアコンの制御装置 など

4 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 4 XK-1(XMOS) モジュール! XK-1 Board Features! Single XS1-L1 device! 400 MIPS マルチスレッド (8 threads!)! Eight threads! 64Kbytes RAM! 8Kbytes OTP memory! 128Kb SPI FLASH え?RAM がたったのこれだけ?! Four user-configurable LEDs and two pushbutton switches! Two 20-way XSYS connectors for XTAG-2 debug adapter and additional XK-1s! Two 16-way IDC headers for connecting additional components! 24 I/O user expansion

5 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 5 XK-1(XMOS) の特徴! Event Driven のプログラム! Windows のプログラミングは Event Driven l マウス入力 ボタン操作など 個々のユーザ操作に反応してプログラムを動作させる! 組み込み系では 状態の変化に反応! 組み込み系なので 画面制御 ユーザ認証 ファイル管理などの 余計な ロジックが何もない!! Multi Thread の 並列 CPU! Transputer という 伝説 の CPU を実現したもの l 超並列の CPU

6 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 6 この授業で何が学べるか! 一般的な組み込み系のシステム設計! 待機型 の処理 Event Driven のプログラム! 超並列の Multi Thread 環境を使いこなせるか! Single Thread の発想でもプログラミングできるが並列処理 CPU の底力を引き出せるような設計を試みる! というよりも! 物作りを楽しみながら 技術を身につけていこう! 楽しみながら 覚えていこう

7 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 7 授業の進め方と流れ! 前半 : 基礎編! 毎回の授業では 最初にその日のテーマの説明を行い 指示通りの作業を行って結果を確認する! 欠席すると 追いつくのがちょっと大変かも! 後半 : 応用編! 各自が 次に行う作業 ( 目標 ) と 現在行っている作業の問題点などを報告する l 可能な限り 全員分公開! それぞれの抱えている問題点などから 共通的な項目を選びだして 説明し 各自で課題の解決を図る! 最後に成果発表を行う

8 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 8 休んだ時は! 前半 : 基礎編では 1 回休むと次の作業ができなくなる場合があります! 欠席する際は できるだけ事前に連絡する! 連絡先は 授業中にお伝えします! 後半 : 課題や 難問 が 一人一人で異なることも考えられるため 授業 というよりも 実習 になります! 休んでもいいじゃんと思うかも知れませんが 出席して どこで悩んでいるか 何が思う通りにいかないか を 相談してください 週に一度しか 技術的なレビューを行う機会がないと考えてください

9 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 9 教材! ほとんどが ネットからの教材です! XMOSのサイト! 実践資料! ここから 以下の資料をダウンロードして下さい l チュートリアル : l クイックスタートガイド :! かなり歯ごたえのある英語の技術資料もあります l XMOS Programming Guide!

10 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 10 成績の開示! 成績の開示を希望する学生については 右のような形式で 開示します! 学生証番号から一意の Handle Name に変換し 成績原簿の内容を 順番は Handle Name 順にソートして そのまま開示します! いつでも開示 / 非開示を切り替えられます 申し出てください

11 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 11 レポートについて! レポートは 毎回提出して下さい! 成績評価は レポート評価から行います! 評価の基準 ( 前半 )! S 評価 :A 評価に加え 授業で扱った以外の部分で優れた着眼点の報告があったもの! A 評価 : 当日の課題内容について 技術的な背景までも踏まえて結果が考察されているもの! B 評価 : 当日の課題内容はカバーし 考察も求められている範囲が一通りカバーされているもの! C 評価 : 当日の課題内容の最小限の範囲及び考察がカバーされているもの

12 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 12 レポートのファイル名と種類! ファイル名は Hnn-0XkXXXX.ZZZ として下さい ( ご協力をお願いします )! 先頭 1 文字 :H! 2 文字目 +3 文字目 :nn - 授業回 ( 例 : 第 1 回なら 01)! 4 文字目 :- ( マイナス ハイフン )! 0XkXXXX: 学生証番号! ZZZ: 文書の種類ごとの拡張子! 例 :H01-07k2345.odt! 文書フォーマット : 以下のいずれかとする! OpenOffice.org Writer 文書 ( 拡張子 :odt)! MS-WORD 文書 ( 拡張子 :doc または docx)

13 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 13 レポートのテンプレート OOWriter-Template.odt Word-template.doc Word-template.docx の三つのファイルが 一般フォルダにあります これらのテンプレートに 最初に学生証番号と氏名を記載してしまい ( ヘッダ部の学生証番号もお願いします ) 各自のテンプレートとして使って下さい 必要事項は必ず記載すること

14 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 14 レポート提出先! 授業支援システムの 課題提出 経由で提出して下さい! ( 提出は電子提出でも 原則として 返却は紙に印刷したもので行います )

15 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 15 レポートへの画面貼付け! 実習レポートでは しばしば 画面コピー をお願いします! 画面コピーでは こんなエラーが出ましたとか コンソールにこんな表示が出ました という報告の際には 画面を貼り付けて下さい

16 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 16 優秀レポートの掲示! レポートは電子提出されるため 優秀レポート (S 評価など ) は 氏名部分を削って掲示し 他の学生の参考用に提供します

17 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 17 レポート の評価 ( 前半 )! レポート は 以下の目安で算定します! S 評価 :A 評価に加え 授業で扱った以外の部分で優れた着眼点の報告があったもの! A 評価 : 当日の課題内容について 技術的な背景までも踏まえて結果が考察されているもの! B 評価 : 当日の課題内容はカバーし 考察も求められている範囲が一通りカバーされているもの! C 評価 : 当日の課題内容の最小限の範囲及び考察がカバーされているもの

18 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 18 レポートの評価 ( 後半 )! 後半は 全員に共通の 課題 というものがなくなります! 以下の点に着目して評価します (C~S まで 4 段階 )! こういうものを作ろうと考えている という各自の意思表示 ( 課題設定 ) が明確になっている! 自分の設定した課題を 実現するためにどんな困難があり それをどのような手段で解決したか 思考過程が明確にされている! 特に困難なく進捗した場合は どうやった結果どんなことができるようになったか 報告されている

19 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 19 成績の付け方! 以下の基準で点数をスコア化し 成績評価を行います! 提出されたすべてのレポートが S 評価であるなら A+! 提出されたすべてのレポートが A 評価であるなら A! 提出されたすべてのレポートが B 評価であるなら B! 提出されたすべてのレポートが C 評価であるなら C! 上記のようにスコア化されるように 四捨五入で各回の 報告 を換算し 全体の合計点を出します! S は 95 点 A は 85 点などとして 全体を平均します! 90~100 点が A+ 以下学則に従います

20 ラボ 実験室利用の一般的注意! パソコンの周辺では 飲食厳禁です! 食べカスがキーボードの隙間に詰まったり 飲み物がキーボードにこぼれると キーが反応しなくなったりするからです! 口を開けた紙パックの飲料は 持ち込まないでください! ゴミはゴミ箱へ! 一般常識に従った行動をお願いします Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 20

21 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 21 ノート PC は必要ですか?! ラボの PC にアカウントを作成して実習を行うことはできます! ただ XK-1 を貸与していますし 自宅でレポートを作成したり プログラムの動作確認を行ったりするためには 各自のノート PC で実行することが望ましいです! 授業期間中にノート PC が故障して 修理のためレポートが出せないなどのケースがあるため 作成したファイルなどは USB メモリなどにも保存するようにして下さい

22 ここからが本日のメインテーマ! ASIMO の制御 CPU は マイクロ SPARCⅡ(110MHz) が 2 個! 皆さんのパソコンと比べてどうですか? robot/about/spec/index.html Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 22

23 教材のダウンロード! 以下のサイトから 以下のファイルをダウンロードする! URL: l l l l (XK-1 Tutorial) XMOS Quick Start Guide XMOS プログラミングガイド開発ツールキット! 別資料 XMOS 開発環境の準備.odt を参照して下さい Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 23

24 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 24 開発ツールのインストール! 以下の URL から 以下のファイルをダウンロードする! DesktopTools_ exe! 開発ツールを起動して セットアップする! 別資料 XMOS 開発環境の準備.odt を参照して下さい

25 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 25 XK-1 ドライバのインストール! 開発ツールがインストールできたら XK-1 を接続する! DesktopTool のインストールで ドライバもインストールされるはずです! もし うまくいかなかった場合は XK-1 ドライバのインストールについては 別資料 XK-1 のセットアップ.odt を参照のこと

26 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 26 XMOS 開発ツールの起動アイコン! XMOS 開発ツールの起動アイコン! が表示されない場合は! bin\xdeicon.bat! のショートカットを作成し! こちらから実行して下さい

27 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 27 開発ツールの実行! ここで 開発ツールを起動する! First Step Guide を参考にしてください

28 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 28 サンプルプログラム 1! First Step Guide に従いながら サンプルプログラムを起動し 以下の画面で をクリックした時に XK-1 の LED が次のような動作をしたら サンプルプログラムの Step1 はクリアです

29 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 29 XK-1 の接続テスト! サンプルプログラム 1 に引き続き サンプルプログラム 2 も試してください サンプル 1 サンプル 2 それぞれの起動で XK-1 が期待の動作をしたならば XK-1 の接続テストは OK です! 本日の課題は 達成完了です! 今日の課題は ゴールイン!

30 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 30 本日のレポート課題について! を見ると! 組み込みソフトが搭載されている具体例! 洗濯機 炊飯器 エアコン テレビ ビデオ DVD プレイヤー デジタルカメラ プリンタ コピー機 携帯電話 自動車 カーナビゲーションシステム 信号機 エレベーター 自動販売機 券売機 リモコンなどあらゆる機器に搭載されています! とりわけ自動車には多くの組み込みシステムが搭載されていて高級車には 100 個を超えるマイコンが搭載されています! という記述があります

31 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 31 本日のレポート課題! 自動車については 以下の資料にその説明があります! そもそも 100 個もの CPU が何をやってるのか どんな動作をしているのか わかる範囲で調べて下さい! または 洗濯機 リモコンと 大量に列挙された 組み込み CPU の利用製品 のいずれか 1 つについて 一体プログラムはどんな動作で何をしているのか 調べて下さい! ネットの引用 可 ですが レポートとしてまとめて下さい 参照元の URL と 引用の日付は明記して下さい

32 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 32 課題実行のヒント! 必要な操作は 全て画面に表示されています! ( 但し 英語ですが ) ここに書かれた手順通り操作すれば結果が出ます

33 Hardware Experiments for Embedded Systems on XMOS 33 次回の予告! 次回は サンプルプログラムを複数実行させて 動作させながら XC のプログラム言語の文法的な説明を行います! XC は C 言語と非常に似た言語ですが Event Driven でマルチスレッドのコンパイラ環境用として特化しています! パソコンを持ってくるのは忘れないように