2015_collabo_03

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1 Cortex-M 統合開発環境のご紹介と マイコン導入支援 IAR システムズ ( 株 ) 村井一仁

2 IAR システムズとは? 本社がスウェーデングローバルに展開 顧客事例 車載電子開発 IAR Embedded Workbench 革新的な組込み開発環境提供をしています 無線機器 光学機器 売上構成 IAR のエコシステム 22,000+ の保守契約数 worldwide Europe 33% Asia 25% Americas 42% 2

3 IAR Embedded Workbench の特長 各種コアに対応した開発環境 ARM コア : CortexM/R/A, ARM7/9/11 強力なコンパイラとデバッガ パワフル パワフルな機能で設計 デバッグ テストを単純化 ユーザフレンドリ 高信頼性 定評のある操作性 10 万ライセンス以上の販売実績 世界中でサポートを提供 弊社ではマイコンごとの Embedded Workbench を EW マイコン名 で呼びます たとえば ARM コアの場合は EWARM 3

4 ARM 用開発環境 EWARM チップベンダ CPU シリーズに限らず ARM コア全般をカバー Cortex-M コアに関しては限定版 ( 廉価版 ) もご用意 ARM7 ARM9 ARM10 ARM 11 Cortex A Cortex R Cortex M 最新デバイス対応は HP より確認可能です リストにないデバイスも対応予定の場合がございますので お気軽にお問合せ下さい

5 これまでの EWARM ロードマップ Functional Safety スタック使用量解析 速度最適化 I-scope 外部静的解析ツール連携 C-RUN 新エディタ ソースブラウザ I-jet M0+ サポート 更なる速度最適化! JTAGjet-trace 新ライセンスシステム 外部ツール連携 M0+ MTB トレース サンプルオンデマンド 新 pragma マルチコアデバッグ Neon サポート IAR はコーディングに集中できる環境を提供します Copyright IAR Systems All Rights Reserved 5

6 ARM コア全般を広くカバー 非標準化ケース プロジェクト / モジュールごとに異なる開発環境 標準化ケース プロジェクト / モジュールを横断して開発環境統一 プロジェクト1 プロジェクト2 プロジェクト1 プロジェクト2 Cortex A ARM7 Cortex M Cortex A ARM7 Cortex M デバイス 開発環境 IAR EWARM 潜在的な問題点 重複コストが発生 ( 開発環境の選定 / 立上げ / 導入コスト ) 資産 ノウハウの共有が困難 EWARM による標準化 ARM コアが変わっても 1 ライセンスでカバー重複コスト解消 資産 ノウハウの共有性アップ

7 強力なコンパイラ (2) CoreMark ベンチマーク : 7

8 参考 : コンパイラのメカニズム 優れたコンパイラはデバイスに関わらず高い性能を出す傾向にあります C Source Parser x = x - 15; Compiler x = x 15 Intermediate Code Code Generator High-Level Optimizer Target Code Low-Level Optimizer LDR R0,x LDR R1,[R0,#0] SUB R1,#15 STR R1,[R0,#0] Assembler Object Code 汎用 ターゲット依存 = コンパイラの中で行われるアクションの 80% を占める デバイスが変わっても共通の処理 = コンパイラの中で行われるアクションの 20% を占める デバイスごとに個別の処理 無断転載 / コピー禁止 ARMコア搭載東芝汎用マイコン無料コラボセミナー

9 コンパイラの機能 MISRA C チェッカを標準装備 評価版を除く MISRA C チェックにより移植性に問題ある個所やミスしやすい記述をチェックすることが可能 車載だけでなく 信頼性を求められるソフト開発で必須に 静的 / 動的スタック解析機能 スタックサイズを静的や動的に解析可能でメモリサイズの適正化が可能 9

10 デバイス対応でプログラムが容易に 周辺アクセス用のヘッダデバッガの表示用データ アドレスを調べずにプログラム可能 東芝とも連携しユーザ様に提供 各周辺ごとにレジスタ画面で表示可能 例 : 提供されているヘッダ IO_REG32_BIT(PFR0, 0x , READ_WRITE, port0_bits); IO_REG32_BIT(PCR0, 0x , READ_WRITE, port0_bits); IO_REG32_BIT(DDR0, 0x , READ_WRITE, port0_bits); IO_REG32_BIT(PDIR0, 0x , READ, port0_bits); IO_REG32_BIT(PDOR0, 0x , READ_WRITE, port0_bits); IO_REG32_BIT(PDOR1, 0x , READ_WRITE, port1_bits); #include "iomb9bf506r.h" // 汎用ポートの出力レジスタを 0 にセット void foo( void ) { PDOR0=0; PDOR1_bit.P0=0; } ワード単位だけでなく Bit 単位アクセスも可能 簡単に状況を確認可能 10

11 デバッグ機能 デバッガ デバッグ用のターミナル assertライブラリ 標準 stdio(printf/scanf) ライブラリ さまざまなレジスタ / メモリ表示 さまざまなICEをサポート シミュレータを標準装備 ( 割込みなども利用可能 ) C-SPYマクロによるカスタマイズ可能 カバレッジ解析機能 消費電力計測機能 ( 一部マイコンのサポート ) 11

12 デバッグ機能 :assert や printf/scanf assert 文が使用可能 記述 違反があるとメッセージが出力される NDEBUG を定義すると無効化されます ( 規格通り ) printf/scanf を debugger 上で利用可能 ピンポイントで値を見たり セットするときに有効 12

13 デバッグに使える機能 CortexM は ITM によるソフトウェアトレースが利用可能 #include <arm_itm.h> int main(void) { uint32_t t=0; } while (1) {/* main loop */ delay(); ITM_EVENT8(1, 4); delay(); ITM_EVENT8_WITH_PC(2, 5); } return 0; arm_itm.h をインクルード 1 チャネル 1 に 4 を出力 2 チャネル 2 に 5 を PC 付きで出力 ソフトからイベントを発生し デバッガで確認できる ポートに出して計測していたものを ITM 機能で代替え可能 ( 注意 ) あまり時間間隔が狭いとヌケが発生します 13

14 カバレッジ : ソースコードとアセンブラ ソースコードカバレジ アセンブラカバレッジ 14

15 マクロ機能によりデバッガを拡張 マクロ機能で期待値確認やデータのダンプや流し込みが可能に var myfileex; execuserreset() { init(); } 期待値チェックのマクロ記述例です リセット時 init を呼び出します execuserreset は予約済みセットアップマクロです init() { message "Result file read!"; myfileex = openfile("$proj_dir$ Demoresult.txt","r"); return 0; } リセット時にファイルをオープンするためのマクロ関数 check_value( ) { var Ans; 期待値をファイルから読み込み var Exp; readfile(myfileex,& Exp); Ans = t; Cプログラムの変数 tを値を取得 if ( Ans == Exp ) { message "Result Match ", Ans, #PC:%x; } else { message "Result MisMatch -->C=", Ans,", Expected Value= ", Exp, #PC:%x; } } 判定 & メッセージ出力 15

16 ICE とシミュレータ IAR 製 ICE シミュレータ IJET-ARM (JTAG/SWD/SWV) コア相当のシミュレータが標準装備割込みなども入れることが可能 C-SPYマクロなどを利用することで 簡単な周辺を模擬しながら実行可能 実ボードが出来るまでに ドライバや RTOS のデバッグなどを実施することが可能 IJET-Trace(JTAG/SWD/SWV/ETM) 5V 対応 /USB3.0 高速インターフェース 32MB トレースバッファ 16

17 Power デバッグと I-scope による消費電力測定 ソフトでの消費電力分析 最適化を可能に コードと同期 R 測定消費電流 MCU I-jet EWARM USB 電源 I-scope 17

18 デバッグ支援ツール 動的解析 C-RUN 概要

19 C-RUN とは? 統合開発環境 EWARM のデバッグ機能が強化されました C-RUN はデバッグ効率アップを目的としたアドオンツールです 単体テスト時の動的解析が簡単 & 安価に可能です 従来の解析ツール 開発プロセスの変更が必要 C-RUN 開発プロセスを変えずにデバッグ効率アップ 難しい & 高い 開発効率は期待ほど up しない 簡単 & 安い Copyright IAR Systems All Rights Reserved 19

20 C-RUN でできること C-RUN では統合環境 EWARM から以下の項目をチェック可能です 1. ヒープチェック 2. バウンダリングチェック 3. 整数演算のオーバーフロー 4. 整数変換時のデータ精度落ち 5. 整数シフトでのオーバーフロー 6. ゼロでの除算 7. Switch 文で何もしないケースの検出 自動でエラーチェックした結果を表示 Copyright IAR Systems All Rights Reserved 20

21 EWARM と C-RUN C-RUN は EWARM にアドオンするユーザのテストを支援する動的解析ツールになります IDE ツールビルドツール IAR C-SPY デバッガ EWARM エディタ プロジェクトマネージャ ライブラリビルダ ライブラリアン IAR C/C++ コンパイラ アセンブラ リンカ MISRA-C シミュレータ ハードウェアドライバ Power デバッグ RTOS プラグイン C-RUN 追加 チェック項目の指定 追加 チェックコードの自動挿入 追加 チェックコードによる違反検出と違反原因の表示 Copyright IAR Systems All Rights Reserved 21

22 Why CRUN? 以下のようなユーザーに最適です 簡単かつ 20 万円以下の費用で デバッグ効率を上げたい コードを変えずに解析を行いたい 解析のためにわざわざテストケースを作成する余裕がない 解析ツールには興味があるがコストが高すぎる 解析ツールを所有しているが 設定が難しく使いこなせていない 製品リリース後や保守フェーズに発生するバグリスクを減らしたい 統合開発環境 EWARM の GUI 上で チェックを入れるだけ! テストケース コード変更は不要 Copyright IAR Systems All Rights Reserved 22

23 C-RUN のメリット C 言語で見過ごされやすい不具合要因を確認できます GUI 上から簡単に ON/OFF 出来るので気軽に実施可能 コンパイラ / デバッガに完全に統合されており通常の開発フローとして利用可能 開発の最初の工程から利用でき 利用するための工数はほとんどゼロです Copyright IAR Systems All Rights Reserved 23

24 C-RUN に必要なもの C-RUN に必要なもの 1. EWARM 製品版ライセンス ver 以降 * サイズ制限版 機能限定版 ( コンパイラのみ ) は除く 2. C-RUN 製品版ライセンス 評価版でも C-RUN は お試し可能です より EWARM 評価版をダウンロード下さい サイズ制限 (12k) がかかっておりますが 評価用に制限が足りないなどあればまずはご相談下さい Copyright IAR Systems All Rights Reserved 24

25 機能安全ライセンス

26 機能安全対応 IAR Embedded Workbench 機能安全に対応した統合開発環境を2013 年 4 月にリリース対応規格 :IEC61508 (SIL 3), ISO26262 (ASIL D) TUV SUDからの認証取得済 現状 ARM コア向けについて取得済み 車載電子制御 産業機械 医療のような信頼性を求められる分野では重要 26

27 EWARM-FS の特徴 TÜV SÜD からのリポートおよび認証書 SIL 3 (IEC61508) と ASIL D (ISO 26262) 固定バージョンでのサポート 固定したバージョンでバグフィックス 優先テクニカルサポート セーフティガイド 不具合レポートの発行 27

28 セイフティガイドから セイフティガイドには信頼性の高いソフトを作るために 70 を超えるアドバイスが記載されています Advice 4.3-2: Consider writing a magic number or pattern at startup to each RAM memory location that is not used for stack, dynamic heap memory, or instructions. This pattern can be checked periodically during runtime by a dedicated stack check routine. Depending on the exact requirement specified by the safety standards, this check can either be enabled only for testing purposes or be a part of the final release build. A careful selection of the fill pattern can also assist you in identifying stack overflows and buffer overruns manually when you view the memory section in a debugger memory window. スタック ヒープ 命令以外の RAM メモリに対してマジックナンバーを入れておくことを検討ください それにより 実行時にスタックチェックルーチンにより定期的に可能になります 安全基準で定められる要求により テストだけで用いるのか または 最終リリースに組込むことになります パターンをうまく設定することで デバッガのメモリウインドウで目視で確認することもできます 28

29 使いやすい日本語対応 ユーザインターフェース / マニュアル / ヘルプ日本語対応 すぐにわかる! ARM ユーザー向けの日本語資料やセミナを多数用意 他ツールユーザー向け EWARM マニュアル ( 無償 100P) 他ツールでの操作 EWARM での操作 ARM 初経験者向け開発 TIPS 集 ( 無償 120P) ARM 特有の実践テクニック 各種無償セミナを開催 FAQ( よくある技術的質問 ) 技術情報 * 一部英語のみ

30 安心のメーカ対応 テクニカルサポート ( 要保守契約 ) ユーザー様 メールによる質問 IAR 日本法人 1 営業日以内に一次回答 メーカーサポートスタッフが秋葉原に常駐 日本ユーザーに合わせた機能改善 IAR 日本法人 IAR スウェーデン 日本のニーズ ユーザー様の声を取りまとめ 新機能 / 改善 製品開発 消費電流計測機能 エディタ改善など多く機能が日本のユーザー様の声から実現しています

31 いったんまとめると 強力なコンパイラ 半導体ベンダと連係したデバイス対応 強力なデバッガ 消費電力計測用ソリューション 機能安全ライセンスによる安定した開発環境 Cortex-A/R/Mを同じ開発環境で グローバルサポート ( 買いたいところで買い サポートを受けたいところで受ける ) 31

32 IAR は評価キットも用意 各社の評価キットをご用意 Cortex-M4F TMPM440 評価キットにはボードの他に以下のものが含まれます IAR Embedded Workbench 32KB コードサイズ制限版 30 日間期間限定版ステートマシン設計ツール visualstate 20 ステート限定版 ICE サンプルプロジェクト Cortex-A9 TZ2002 Cortex-M3 TMPM341 TMPM358 TMPM364 TMPM366 TMPM369 TMPM370 TMPM375 TMPM380 Cortex-R4F TMPR454 TMPM380 を題材としたハンズオントレーニングを実施 168P 超の導入トレーニング資料 会場にて IAR スタッフへお声がけ頂ければ データ提供致します その他新製品を計画 開発中 32

33 東芝 TX シリーズの導入支援 ユーザインターフェース / マニュアル / ヘルプ日本語対応 すぐにわかる! ARM ユーザー向けの日本語資料やセミナを多数用意 他ツールユーザー向け EWARM マニュアル ( 無償 100P) 他ツールでの操作 EWARM での操作 ARM 初経験者向け開発 TIPS 集 ( 無償 120P) ARM 特有の実践テクニック 各種無償セミナを開催 FAQ( よくある技術的質問 ) 技術情報 * 一部英語のみ

34 IAR Embedded Workbench は 2 つの評価版 からダウンロードできます ARM コア (CortexM/R/A, ARM7/9/11) については 30 日間期間限定版 / コードサイズ制限版を選びダウンロードください インストールの不明点などはこちらをご参照ください 評価版は無料で使用できますので ぜひ一度使ってみてください コードサイズ制限版であればず ~ っと使えます 34

35 お問い合わせなどはお気軽に お問合せフォーム /customer_jp TEL IAR システムズ株式会社 東京都千代田区神田須田町 C-5ビル 5 階 35