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1 アプリケーションノート ISP (In-System-Programming) 概要 このアプリケーションノートは を使用した ISP (In-System-Programming) の資料です 動作確認用またはプログラム開発の参考用にご利用願います 対象サンプルプログラム : ISP_BOOT / 24 Rev Toshiba Electronic Devices & Storage Corporation

2 目次 概要... 1 目次 はじめに ISP 概要 関連するドキュメント 使用する機能 対象製品 動作確認環境 評価ボード設定方法 評価ボード操作方法 サンプルプログラム メモリマップ ISP ファームウエアとアプリケーションファームウエアの配置概要 ISP ファームウエア実行時のフラッシュ操作処理の配置概要 ISP ファームウエアのビルドおよびフラッシュへの書き込みについて Keil 用 ISP ファームウエアのビルドについて IAR 用 ISP ファームウエアのビルドについて アプリケーションファームウエアのビルドについて Keil 用アプリケーションファームウエアのビルドについて IAR 用アプリケーションファームウエアのビルドについて 動作フロー アプリケーションファームウエアの書き込みおよび実行 GUI ツール (ISP_BOOT_GUI.exe) のビルドについて 使用上の留意点 改訂履歴 製品取り扱い上のお願い / 24 Rev 1.0

3 Arm および Keil は Arm Limited( またはその子会社 ) の米国およびその他の国における登録商標です この資料に記載されている社名 商品名 サービス名などは それぞれ各社が商標として使用している場合があります / 24 Rev 1.0

4 1. はじめに このサンプルプログラムは ISP (In-System-Programming) の動作確認用サンプルプログラムです この ISP システムは アプリケーションシステム側として ユーザブートモードでマイコンに内蔵されているフラッシュメモリの内容を書き換えるプログラム ホストシステム側として Windows 上で動作するプログラムを例として準備しています 2. ISP 概要 ISP は システム内のマイコンのプログラム領域をアップデートするための仕組みとなります アップデートするプログラムについてはホストシステム側からアプリケーションシステムへ転送します ISP の全体システム概要図 アプリケーションシステム マイコン フラッシュ領域 アプリケーション書込み可能領域 ホストシステム 更新用プログラム / データ UART 通信でデータ送受信 ISP_BOOT 受信したデータを書き込む アプリケーションシステムマイコンを組み込んだ最終製品またはマイコンを実装したボード モジュールなどを指します アプリケーションシステム設計時にオンボードでマイコンのフラッシュに書き込みができるように通信機能 動作電圧 書き込み時間などを考慮する必要があります アプリケーションプログラムに必要な機能として下記があげられます ホストとの通信手段 RAM への転送プログラム ( フラッシュへの消去 / 書き込みプログラムをあらかじめアプリケーション側のフラッシュへ準備していた場合に必要になります ) フラッシュの消去 / 書き込みプログラム ( あらかじめ アプリケーション側のマイコンに準備する場合 ) また 上記通信手段以外のプログラムについては あらかじめマイコンに実装するか ホストから転送するかなども検討する必要があります ホストシステムホストシステムとしては 他のマイコンや SoC Windows や Linux その他 OS が搭載された PC や機器を指します ホストシステムからアプリケーションシステムへ更新するプログラムやデータを送信します / 24 Rev 1.0

5 ホストシステムには アプリケーションシステムとの通信手段を考慮する必要があります ホストシステムに必要な機能として下記があげられます アプリケーションシステムとの通信手段 フラッシュの消去 / 書き込み処理 ( アプリケーションシステム側であらかじめ準備しないでホストシステム側からフラッシュ消去 / 書き込み処理を送信する場合 ) また 必要に応じて アプリケーションシステム ホストシステムそれぞれにセキュリティを確保する手段が必要になります / 24 Rev 1.0

6 3. 関連するドキュメント データシート TMP データシート Rev4.1 リファレンスマニュアルフラッシュメモリ (Flash512_32-A) Rev2.0 非同期シリアル通信回路 (UART-C) Rev3.1 入出力ポート (PORT-M3H(2)) Rev4.0 参考資料 TMPM3H(2) Group Peripheral Driver User Manual (Doxygen) v 使用する機能 IP チャネルポート機能 / 動作モードフラッシュメモリ コードフラッシュ 非同期シリアル通信機能 入出力ポート ch0 PA1 (UT0TXDA) PA2 (UT0RXD) PK4 (Output Port) 出力 PK5 (Output Port) 出力 PK6 (Output Port) 出力 PK7 (Output Port) 出力 PV0 (Input Port) 入力 PV1 (Input Port) 入力 PV2 (Input Port) 入力 PV3 (Input Port) 入力 UART モード PK6, PV0, PV1, PV2 はアプリケーション側のサンプルプログラム (GPIO_LED) で使用します 5. 対象製品 アプリケーションノートの対象製品は以下となります TMPM3HQFDFG TMPM3HQFZFG TMPM3HQFYFG TMPM3HPFDFG TMPM3HPFZFG TMPM3HPFYFG TMPM3HNFDFG TMPM3HNFZFG TMPM3HNFYFG TMPM3HNFDDFG TMPM3HNFZDFG TMPM3HNFYDFG TMPM3HMFDUG TMPM3HMFZFG TMPM3HMFYFG TMPM3HLFDUG TMPM3HLFZUG TMPM3HLFYUG * サンプルプログラムは TMPM3HQFDFG の評価ボードで動作するように準備されています TMPM3HQ 以外の動作確認を行う場合は CMSIS Core 関連ファイル (startup ファイル I/O ヘッダファイル ) を変更する必要があります また プロジェクトに設定されているマイコン名も変更する必要があります BSP 関連ファイルは評価ボード専用 (TMPM3HQFDFG) ファイルなので TMPM3HQ 以外の動作確認をする場合は BSP 関連ファイルを変更する必要があります / 24 Rev 1.0

7 6. 動作確認環境 使用マイコン TMPM3HQFDFG 使用ボード TMPM3HQFDFG Evaluation Board ( ( 株 ) センシスト製 ) 統合開発環境 IAR Embedded Workbench for ARM 統合開発環境 Arm Keil MDK Version ターミナルソフト Tera Term V4.96 サンプルプログラム v1.2.0 ISP_BOOT サンプルプログラム v1.0.0 評価ボード (TMPM3HQFDFG Evaluation Board) 外観図 評価ボードは下記サイトより入手できます ( / 24 Rev 1.0

8 7. 評価ボード設定方法 以下のスルーホール No. を結線します CN12 ボード機能 スルーホール No. スルーホール No. USB UART 変換 53:PA1 54:USB_TXD USB UART 変換 55:PA2 56:USB_RXD CN5 ボード機能 スルーホール No. スルーホール No. LED0 (D10) 33:PORT_LED0 34:PK4 LED1 (D9) 35:PORT_LED1 36:PK5 LED2 (D8) 37:PORT_LED2 38:PK6 LED3 (D7) 39:PORT_LED3 40:PK7 プッシュスイッチ 0 (S4) 49:PORT_PSW0 50:PV0 プッシュスイッチ 1 (S5) 51:PORT_PSW1 52:PV1 プッシュスイッチ 2 (S6) 53:PORT_PSW2 54:PV2 プッシュスイッチ 3 (S7) 55:PORT_PSW3 56:PV3 DAP コネクタ USB_UART コネクタ リセット フラッシュ書き換え 8. 評価ボード操作方法 PC と評価ボードの USB_UART 端子を USB ケーブルで接続します フラッシュ書き換えボタンを押した継続状態で リセットをします LED1 が点灯したら GUI ツール (ISP_BOOT.exe) を起動し 通信設定をします / 24 Rev 1.0

9 9. サンプルプログラム ISP サンプルプログラムは TMPM3HQ サンプルプログラムの一部として使用することを想定しています このため ISP サンプルプログラムは 以下のように TMPM3HQ サンプルプログラムのフォルダ下へ配置して使用します ISP サンプルプログラムのフォルダ名 : ISP_BOOT TMPM3HQ サンプルプログラムのフォルダ概要 フォルダ名 TMPM3Hy_v1.2.0 TMPM3Hy_v1.2.0 Libraries TMPM3Hy_v1.2.0 Project 概要サンプルプログラムルート CMSIS-CORE, Hardware Abstraction Layer(HAL) サンプルプログラム ISP サンプルプログラムのフォルダ構成概要 (ISP_BOOT は Project Examples へ配置 ) フォルダ名ファイル名概要 Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT.ewp ISP ファームウエア構築用プロジェクトファイル (IAR 用 ) Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT.ewt Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT.eww Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT.uvoptx ISP ファームウエア構築用プロジェクトファイル (Keil 用 ) Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT.uvprojx Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT.icf ISP ファームウエア構築用リンクファイル (IAR 用 ) Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT.scat ISP ファームウエア構築用リンクファイル (Keil 用 ) Project Examples ISP_BOOT bin LED_GPIO_IAR.bin 参考用 GPIO_LED ファームウエア (IAR ビルド版 ) Project Examples ISP_BOOT bin LED_GPIO_KEIL.bin 参考用 GPIO_LED ファームウエア (Keil ビルド版 ) Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT_GUI bin Debug Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT_GUI ISP_BOOT_GUI.exe ( 本サンプルには含まれていません ) ISP_BOOT_GUI.exe 以外 Project Examples ISP_BOOT src main.c ISP メイン処理コード Project Examples ISP_BOOT src main.h ISP 専用 GUI ツール ( アプリケーションファームウエア書き込み用 ) ISP_BOOT_GUI.exe 構築用 (C# コード群 : 個別説明省略 ) Project Examples ISP_BOOT src Flash_Erase.c フラッシュ書き込み処理コード Project Examples ISP_BOOT src Flash_Erase.h Project Examples ISP_BOOT src Flash_Write.c フラッシュ消去処理コード Project Examples ISP_BOOT src Flash_Write.h Project Examples ISP_BOOT src com_control.c UART 通信処理コード Project Examples ISP_BOOT src com_control.h / 24 Rev 1.0

10 ISP サンプルプログラムの構成図 Application Layer main main.c/.h Flash Control Flash_Erase.c/.h Flash_Write.c/.h Uart IO com_control.c/.h H/W FLASH Memory FC UART Port / 24 Rev 1.0

11 9.1. メモリマップ ISP ファームウエアとアプリケーションファームウエアの配置概要 ISP ファームウエア実行時のフラッシュ操作処理の配置概要について説明します ISP は フラッシュメモリの先頭アドレスから配置するため ISP をフラッシュメモリに書き込んだ場合は この領域を消去または書き換えないよう注意して使用する必要があります また 書き換え対象のアプリケーションファームウエアは ISP 領域の後ろのアドレスへ配置する必要がありますので ビルド時にアドレスを間違えないよう注意して使用する必要があります / 24 Rev 1.0

12 ISP ファームウエアとアプリケーションファームウエアの配置概要 ISP ファームウエアを書き込み後は アプリケーションファームウエアを 0x 番地から配置する必要があります 0xFFFFFFFF 0x RAM 領域 RAM(64KB) 0x x x x アプリケーション ISP フラッシュ (512KB) / 24 Rev 1.0

13 ISP ファームウエア実行時のフラッシュ操作処理の配置概要 ISP ファームウエア実行時は フラッシュ操作処理 ( 消去 / 書き込み ) のコードがフラッシュから RAM へコピーされ RAM 実行でフラッシュ操作を行います 0x0007FFFF アプリケーション 0x RAM 領域 0x x x x フラッシュ書き込み処理 ( 実行しない ) フラッシュ消去処理 ( 実行しない ) ISP メイン (UART 通信含む ) 0x x x フラッシュ書き込み処理 ( 実行する ) フラッシュ消去処理 ( 実行する ) RAM 領域 フラッシュ ISP を使用する場合 フラッシュから RAM へコードをコピーします RAM(64KB) 9.2. ISP ファームウエアのビルドおよびフラッシュへの書き込みについて ISP ファームウエアは Keil 用と IAR 用のプロジェクトを準備しています アプリケーション開発で使用する統合開発環境に合わせて プロジェクトのビルドおよびフラッシュへの書き込み操作を行ってください また ISP ファームウエアは 動作クロックとして 80MHz を想定しています Keil 用 ISP ファームウエアのビルドについて ISP_BOOT フォルダにある ISP_BOOT.uvprojx を起動します プロジェクトをビルドしてファームウエアを生成します 生成されたファームウエアをフラッシュへ書き込みます フラッシュへ書き込みが成功したら ISP ファームウエアのビルドおよび書き込み操作は完了です IAR 用 ISP ファームウエアのビルドについて ISP_BOOT フォルダにある ISP_BOOT.eww を起動します プロジェクトをビルドしてファームウエアを生成します 生成されたファームウエアをフラッシュへ書き込みます フラッシュへ書き込みが成功したら ISP ファームウエアのビルドおよび書き込み操作は完了です / 24 Rev 1.0

14 9.3. アプリケーションファームウエアのビルドについて ISP ファーウエアは フラッシュの 0x ~0x00001FFF 番地へ書き込まれるため アプリケーションファームウエアは 0x 番地から配置する必要があります また コードの開始アドレスを変更するため ベクタオフセットレジスタを変更する必要があります ベクタオフセットレジスタの変更は アプリケーションファームウエアへコードを追記してください 追記場所は スタートアップ処理の SystemInit 関数内か main 関数の先頭など 割り込みを使用する前である必要があります ベクタオフセットレジスタの変更例 (CMSIS 表記の場合 ) : SCB->VTOR = 0x ; また アプリケーションファームウエアは リセット後 ISP ファームウエアの非書き換え処理を経由して実行されるため クロック設定などは ISP ファームウエアの設定 (80MHz) がそのまま引き継がれます よって アプリケーションファームウエアを内蔵高速発振の 10MHz などで動作させたい場合は 明示的にコーディングして切り替える必要があります GPIO_LED のサンプルを例に Keil 用 IAR 用のアプリケーションファームウエアの構築方法について説明します Keil 用アプリケーションファームウエアのビルドについて GPIO_LED フォルダにある LED_GPIO.uvprojx を起動します アプリケーションファームウエアを配置する開始アドレス サイズを変更します 設定は [Flash]->[Configure Flash Tools ]->[Target] を選択し 以下のウィンドウで行います / 24 Rev 1.0

15 アプリケーションファームウエアのバイナリファイル (.bin) を生成できるよう設定をします バイナリファイル (.bin) の生成は fromelf.exe を使用します fromelf.exe は ARM コンパイラツールチェーンのイメージ変換ユーティリティです オブジェクトファイル (.axf) からバイナリファイル (.bin) の変換は fromelf.exe を使用してコマンドラインからも行えますが 以下のように統合開発環境で設定して ビルドと同時に生成することも可能です 設定は [Flash]->[Configure Flash Tools ]->[User] を選択し 以下のウィンドウで行います 上記設定後 ビルドをします 生成されたバイナリファイル (.bin) が ISP で書き込む対象のアプリケーションファームウエアのバイナリデータです / 24 Rev 1.0

16 IAR 用アプリケーションファームウエアのビルドについて GPIO_LED フォルダにある GPIO_LED.eww を起動します アプリケーションファームウエアを配置する開始アドレス サイズを変更します 設定は [ プロジェクト ]->[ オプション ]->[ リンカ ]->[ 設定 ] を選択し 以下のウィンドウで行います / 24 Rev 1.0

17 編集をクリックすると リンク設定ファイルエディタウィンドウが表示されます ベクタテーブルとメモリ領域の値をアプリケーションファームウエア用に設定します 上記の値を設定後 保存をクリックします デフォルトのリンカ設定ファイル ($TOOLKIT_DIR$ config linker Toshiba TMPM3HQFDFG.icf) へ上書きができないため 以下のエラーメッセージが出力されたら OK をクリックします 保存するファイル名 (LED_GPIO.icf) と保存するフォルダが表示されますので 保存をクリックします 以下のようにリンカ設定ファイルが変更されたら OK をクリックします / 24 Rev 1.0

18 アプリケーションファームウエアのバイナリファイル (.bin) を生成できるよう設定をします 設定は [ プロジェクト ]->[ オプション ]->[ 出力コンバータ ]->[ 設定 ] を選択し 以下のウィンドウで行います / 24 Rev 1.0

19 / 24 Rev 1.0

20 9.4. 動作フロー サンプルプログラムである ISP ファームウエアの基本的な動作フローを以下に示します / 24 Rev 1.0

21 9.5. アプリケーションファームウエアの書き込みおよび実行 前述のサンプルプログラム動作フローで使用する GUI ツールの機能を以下に説明します 操作は 前述のサンプルプログラム動作フローを参考に行ってください アプリケーションファームウエアの起動は 評価ボードのリセット ( 電源再投入 or リセット ON) で可能です / 24 Rev 1.0

22 10. GUI ツール (ISP_BOOT_GUI.exe) のビルドについて ISP_BOOT_GUI.exe は C# 言語で構築しています ビルド環境は以下のとおりです Microsoft Visual Studio Professional 2017 Version VisualStudio.15.Release/ Microsoft.NET Framework Version Visual C AA159 Microsoft Visual C C# ツール beta ISP_BOOT_GUI.exe のビルドに使用したソースコードは ISP_BOOT_GUI フォルダに格納されています このソースコードを変更し 独自の GUI ツールを構築することも可能です なお 当社ではソースコードを変更し 独自の GUI ツールを構築するためのサポートは実施しておりません あらかじめご了承ください ビルド時に必要なソリューションファイル (.sln) は 以下のフォルダに格納されています フォルダ名ファイル名概要 Project Examples ISP_BOOT ISP_BOOT_GUI ISP_BOOT_GUI.sln Microsoft Visual Studio Solution File / 24 Rev 1.0

23 11. 使用上の留意点 動作確認環境以外で使用する場合は 十分に動作確認をお願い致します 12. 改訂履歴 Revision Date Description 初版 / 24 Rev 1.0

24 製品取り扱い上のお願い 株式会社東芝およびその子会社ならびに関係会社を以下 当社 といいます 本資料に掲載されているハードウエア ソフトウエアおよびシステムを以下 本製品 といいます 本製品に関する情報等 本資料の掲載内容は 技術の進歩などにより予告なしに変更されることがあります 文書による当社の事前の承諾なしに本資料の転載複製を禁じます また 文書による当社の事前の承諾を得て本資料を転載複製する場合でも 記載内容に一切変更を加えたり 削除したりしないでください 当社は品質 信頼性の向上に努めていますが 半導体 ストレージ製品は一般に誤作動または故障する場合があります 本製品をご使用頂く場合は 本製品の誤作動や故障により生命 身体 財産が侵害されることのないように お客様の責任において お客様のハードウエア ソフトウエア システムに必要な安全設計を行うことをお願いします なお 設計および使用に際しては 本製品に関する最新の情報 ( 本資料 仕様書 データシート アプリケーションノート 半導体信頼性ハンドブックなど ) および本製品が使用される機器の取扱説明書 操作説明書などをご確認の上 これに従ってください また 上記資料などに記載の製品データ 図 表などに示す技術的な内容 プログラム アルゴリズムその他応用回路例などの情報を使用する場合は お客様の製品単独およびシステム全体で十分に評価し お客様の責任において適用可否を判断してください 本製品は 特別に高い品質 信頼性が要求され またはその故障や誤作動が生命 身体に危害を及ぼす恐れ 膨大な財産損害を引き起こす恐れ もしくは社会に深刻な影響を及ぼす恐れのある機器 ( 以下 特定用途 という ) に使用されることは意図されていませんし 保証もされていません 特定用途には原子力関連機器 航空 宇宙機器 医療機器 ( ヘルスケア除く ) 車載 輸送機器 列車 船舶機器 交通信号機器 燃焼 爆発制御機器 各種安全関連機器 昇降機器 発電関連機器などが含まれますが 本資料に個別に記載する用途は除きます 特定用途に使用された場合には 当社は一切の責任を負いません なお 詳細は当社営業窓口まで または当社 Web サイトのお問い合わせフォームからお問い合わせください 本製品を 国内外の法令 規則及び命令により 製造 使用 販売を禁止されている製品に使用することはできません 本資料に掲載してある技術情報は 製品の代表的動作 応用を説明するためのもので その使用に際して当社及び第三者の知的財産権その他の権利に対する保証または実施権の許諾を行うものではありません 別途 書面による契約またはお客様と当社が合意した仕様書がない限り 当社は 本製品および技術情報に関して 明示的にも黙示的にも一切の保証 ( 機能動作の保証 商品性の保証 特定目的への合致の保証 情報の正確性の保証 第三者の権利の非侵害保証を含むがこれに限らない ) をしておりません 本製品 または本資料に掲載されている技術情報を 大量破壊兵器の開発等の目的 軍事利用の目的 あるいはその他軍事用途の目的で使用しないでください また 輸出に際しては 外国為替及び外国貿易法 米国輸出管理規則 等 適用ある輸出関連法令を遵守し それらの定めるところにより必要な手続を行ってください 本製品の RoHS 適合性など 詳細につきましては製品個別に必ず当社営業窓口までお問い合わせください 本製品のご使用に際しては 特定の物質の含有 使用を規制する RoHS 指令等 適用ある環境関連法令を十分調査の上 かかる法令に適合するようご使用ください お客様がかかる法令を遵守しないことにより生じた損害に関して 当社は一切の責任を負いかねます / 24 Rev 1.0

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