半年ほど前にLabToolを入手し、簡単なレポートと、アプリケーションをMacでビルドする方法について以前書きました。LabToolはオシロやロジアナとなるハードウェアです。WindowsやRaspberry Pi用に公式にアプリが提供されています。若干の手順を踏めばMacでもアプリを動作させることができていました。

(本題からは外れますが上のキャプチャは10kHz 30%のAM変調をかけた61MHz 0dBmの信号を、裸のLPC-Link2ボードに入れて60MHzでサンプリング、LabToolアプリで波形取得した例です。第３ナイキストなので、キャリアは1MHzに見えていますが61MHzの信号を入れています。実はLabToolボードを使っていない動作例です)

前回の試みではアイコンも付いていないビルドしっぱなしで、しかも通常のアプリケーションのようにダブルクリックでは起動できず、コマンドラインから特定のディレクトリにcdしてから、コマンドを入力する必要がありました。これを、普通のアプリケーションのようにダブルクリックで使えるようにしたいと思っていたのですが、Qtでのやりかたが判らなかったので放置していました。

そんなところに先日なんと秋月でもLabToolが販売開始されてしまいまいました。せっかくですので、興味を持たれる方がいらっしゃるかと思いますので、Mac対応をアップデートすることにしました。

最近のOSXのコンパイラはclangを使用しており、他の環境で広く使われているgccと微妙に差異があります。実は以前アップした手順では、ソースコードを書き換えずに済ませるために、gccを使用する手順となるようにしました。当初はコードを書き換えてビルドを通していたのですが、パッチせずに済ませたかったので、わざわざgccを使う手順にしていました。前回の記事をアップしてから追試をしてくださった方もあり、その結果も踏まえ、やはりデフォルトのコンパイラを使ったほうが良いと考え直しました。書き換えが必要なコードはほんのわずかなのですが、Qtのフレームワークを使った方法がわかりましたので、そちらを採用することにしました。(具体的には、GCC拡張である動的サイズのローカル配列を、QVectorクラスを使用するように変更した)

また、Mac OSにはバンドルという仕組みがあり、必要なファイルをすべてアプリケーションひとつに纏めてしまうのが普通です。LabToolは、アプリを起動したときにファームウェアをdfu-utilを使ってハードウェアにダウンロードしているのですが、これらのファイルをバンドルにまとめることができればMacらしいアプリケーションとなります。幸いQtにはMacのバンドルを作成するためのコマンドが用意されており、プロジェクトファイルに適切に記述することで、必要なコマンドやファイルをバンドルに含めることができます。またアプリケーション内でバンドル内のファイルにアクセスする方法もちゃんとQtのフレームワークに用意されていましたので、これを使うよう修正しました(普通のOSXアプリであればOSX固有のAPIを使用するのですが、APIが混ざるのは好ましいことではありません。その点Qtは各プラットフォームの事情も考慮した実装がされているようです)

それからアイコンもでっちあげました。RasPiやWindows用にはオシロスコープを象ったアイコンが使われていました。OSXではPDFまたは512x512の大きなアイコンが必要なのですが、解像度の低いicoファイルから、同じように見えるicnsファイルを作成しました。

以上の対応をしてアプリを作成しました。Mac版を追試してくださった方々にツイッターで知らせて、バイナリを試用してもらいました。案の定問題が見つかったのですが無事修正できました。

あとは本家EmbeddedArtistに取り込んでもらうべく、すべての修正とビルド手順をまとめてgithubに上げ、Pull Requestを送って反応を待ちました。そうしたところ一日でマージの通知が来ました。github上では特段何もコメントがありませんでしたが、ツィートは出ていました。

Update! A user contributed with Mac OSX support for LabTool SW https://t.co/HrzqxaRz0F http://t.co/e8ppNMIDGb

— Embedded Artists (@EmbeddedArtists)

2014, 6月 11

残念ながら本家のWebサイトではバイナリはアップされていませんが、代わりにこちらで本家にマージされたソースからビルドしたものをアップしておきます。記事末尾を参照ください。

@nxpfanさんも宣伝してくれました。

話題のEmbeddedArtists社のLabTool． @edy555 さんによりMac対応アプリのバイナリが公開されています．LabToolをお持ちのMacユーザの方はぜひお試し下さい！ http://t.co/A3vhbnxwP4

— nxp fan (@nxpfan)

2014, 6月 10

さらに6/13に秋葉原で行われた「ARM Cortex-M マイコン・ワークショップ 2014」ではLPCのブースにてデモもしていただいていたようです。写真で確かにMacでLabToolが動いています。でっちあげたアイコンがDockに見えています。

Mac版LabToolデモ中。(^^) QuickJackのデモも！by くまさん pic.twitter.com/GS3RnOgYQD

— YoshiHonjo (@momo0sma)

2014, 6月 13

というわけですので、是非ご利用ください。

リファレンス

EmbeddedArtists LabTool http://www.embeddedartists.com/products/app/labtool.php

github https://github.com/embeddedartists/labtool

バイナリLabTool-c8ce5b6b6f.dmg https://db.tt/h1Jwrd0F

ビルド手順メモ(en) https://github.com/embeddedartists/labtool/blob/master/app/COMPILE.macx.md

試用レポートありがとうございました。

https://twitter.com/wtakuo/status/475477864511336449

https://twitter.com/momo0sma/status/476031859017531392

https://twitter.com/nxpfan/status/476158328720994305

LPC-Link2ですが、LPC4370評価ボードとして自前のファームウェアを動作させてみる手始めとしてLチカしてみました。

本来ならいろいろツールを自前で準備して、理解を進めながら到達すべきLチカだとは思うのですが、NXPのサイトにサンプルが用意されていますので、それを使ってしまいます。

開発環境は無料で利用できるLPCXpresso6を使用します。実は初めて使うLPCXpressoです。この環境のことは良く知らないので、その学習も兼ねてます。

まずはLPCXpressoをダウンロードして、インストールしておきます。

LPC-Link2用のサンプルをこちらのページからダウンロードしておきます。LPC4370_LPCLink2_LEDblinky.zipというのがLチカサンプルです。

LPCXpressoを起動し、さきほどダウンロードしたプロジェクトをインポートします。Quick Start PanelにあるImport Project(s)ボタンを押して、さきほどダウンロードしたzipファイルを取り込みます。zipファイルのままインポートすることができますので、解凍する必要はありません。

インポートが成功したら、さっそくビルドしたいところですが、このままビルドすると失敗してしまいます。ターゲット用のヘッダやライブラリがLPCXpressoに取り込まれていないためです。ファイルそのものはLPCXpressoに添付されていますので、これも同様にインポートしておく必要があります。改めてImport Project(s)ボタンを押して、Archiveファイルとして、LPCXpressoをインストールしたフォルダ(/Applications/lpcxpresso_6.1.2_177)の中にある、　lpcxpresso>Examples>NXP>LPC4000>LPC43xx>LPC43xx_Libraries.zipを指定します。

アーカイブ中に含まれるプロジェクトが列挙されますので、すべて取り込みます。サンプルとライブラリのプロジェクトが並んだ状態になります。

この状態からビルドボタンを押せばビルドに成功するはずです。

さて、これをLPC-Link2ボードにロードしてみたいと思います。LPC-Link2ボードにはLEDが一つだけ用意されています。回路図を参照してみると、MPUのP1_1端子に接続されており、LPC4370のデータシートを参照してみると、これはGPIO0の8番に割り当てられているようです。正直わかりにくいです。

一方コードの方ですが、さきほどのサンプルのLチカ部分は以下のようになっていました。

while(1) { systick_delay(500); GPIO_SetValue(0,1<<8); systick_delay(1000); GPIO_ClearValue(0,1<<8); }

GPIO0の8ビット目をオンオフしているようですので、ボード上に用意されているLEDが操作対象らしいです。そのため別途LEDを接続する必要はありませんでした。

さて、ビルドに成功すると、プロジェクトフォルダの中に、DebugまたはReleaseフォルダができ、その中にaxfという拡張子のファイルが作られます。ELFフォーマットのバイナリファイルです。

LPC-Link2は、そのままの状態では、DFUデバイスとして認識されるので、dfu-utilコマンドで書き込むことができそうな気がしました。LabToolのファームウェアや、LPCExpressoで使用するRedLinkのファームウェアはdfu-utilで書き込まれていますし。

ところが、dfu-utilで書き込みを試してみたのですが、書き込みがうまくいきません。調べてみたところ、LabToolやRedLinkのファームウェアのファイルの先頭には何かヘッダが追加されているらしく、これが無いと書き込みが成功しないようです。真似てヘッダを追加して試してみたのですが、書き込みは成功するようになったのですが、やはり動作しません。何か違いがあるようです。

実は、LPC-Link2で開発を行うためには、別途デバッグ用のインターフェースとしてanother LPC-Link2が必要とWebサイトに書かれています。Lチカしたいだけなのにもかかわらず、2台もLPC-Link2が必要なのは、正直みっともないと思いますが、ちょうど良いことになぜか手元にはLabTool用のLPC-Link2がもう1台あるので、それを使って試してみました。

10Pリボンケーブルを使って、LPC-Link2同士をつなぎます。ホスト側のJ7とターゲット側のJ2を接続します。ホスト側のLPC-Link2から電源供給できるようJP2をショートしておきます。そしてホスト側のLPC-Link2にUSBで接続します。

準備ができました。さっそくLPCXpressoでデバッグボタンを押します。そうすると最初の起動時には、デバッガの起動設定画面が表示されますので、C/C++ (NXP Semiconductors) MCU Applicationsを選択し、＋ボタンを押して設定を追加します。

そしてDebugボタンを押すと、デバッグプローブ(エミュレータ)の選択ダイアログが出ます。OKを押します。

そうするとホスト側のLPC-Link2にファームウェアが書き込まれて、デバッグプローブとして動作するようになります(LEDが消えます)。

続いて、MCUの選択ダイアログが現れます。選択肢が三つありますが、LPC4370はマルチコアで、M4/M0/M0と三つのコアがあることを示していると思われます。最初のデバイスにチェックを入れてOKを押します。

そうすると、ターゲットにバイナリがロードされて、main関数の最初の行で停止します。

Resumeボタンを押すと動作を開始します。うまく動作していれば無事Lチカできたと思います。ブレークやステップ実行など自由にできるようです。

dfu-utilでのLPC-Link2への書き込みは、他のファームウェアは.hdrという拡張子を持ち、16バイトのヘッダが追加されています。labtoolのソース中にその書き換えを行っている部分があります。同様の書き換えをするツールをpythonで作ったのでgistに上げておきます。lpcxpressoディレクトリにarm用のコマンドラインツールが揃っていますので、objcopyでbinaryフォーマットに変換してから、スクリプトhdr.pyに掛けます。このままでは動作しませんが、dfu-utilでの書き込みはできるようになります。おそらくロードされるアドレスの問題だろうと予想しています。設定をもう少し見直してみようと思います。

$ /Applications/lpcxpresso_6.1.2_177/lpcxpresso/tools/bin/arm-none-eabi-objcopy -O binary LPC4370_LEDblinky.axf LPC4370_LEDblinky.bin $ ./hdr.py LPC4370_LEDblinky.bin LPC4370_LEDblinky.bin.hdr $ dfu-util -D LPC4370_LEDblinky.bin.hdr

LPC-Link2を評価ボードとして使う http://www.lpcware.com/content/faq/lpcxpresso/using-lpclink2-as-lpc4370-eval

LPC-Link2詳細。回路図もあります。http://www.embeddedartists.com/products/lpcxpresso/lpclink2.php

LPC4370データシート http://www.nxp.com/documents/data_sheet/LPC4370.pdf

ヘッダ追加スクリプトhdr.py https://gist.github.com/8976352.git