組み込みソフトウェア開発の第一歩を踏み出そう：H8で学ぶマイコン開発入門（1）（4/4 ページ）

組み込みソフトウェア開発には、ハードウェアからソフトウェアまで、広い知識が求められる。今回は最低限必要な知識を解説しよう。

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H8/3048F-ONEの概要

　H8マイコンは、ルネサステクノロジ社の8／16ビットマイコンです。H8マイコンには、8ビットCPUコアのH8/300シリーズと16ビットCPUコアのH8/300Hシリーズがあります。そのほかに、H8/300LやH8/300H Tinyなどもシリーズ展開されています。ここではH8/300H CPUをコアに持つ、H8/3048F-ONEの概要について解説します。

図6　ルネサステクノロジ社のマイコン製品展開マップ

　H8/3048F-ONEは、H8/300H CPUをコアにしたワンチップマイコン（MCU）です。内部は32ビット構成で、最大25MHzクロックをサポートしています。CPUコアの周辺に、フラッシュROMやRAM、I/Oポート、D/A変換機、A/D変換機、16ビットインテグレーテッドタイマユニット、シリアルインターフェイス、DMAコントローラ、割り込みコントローラなどが内蔵されています。

図7　H8/3048F-ONEのブロック図

アドレス空間と動作モード

　H8/300H CPUは、最大16Mbytesのリニアアドレス空間を持っています。

図8　H8/300H CPUのアドレス空間

　H8/3048F-ONEは、モード端子（MD2、MD1、MD0）の状態により、モード1～7までの動作モードが選択できます。モード1～6では、外部メモリや周辺デバイスをアクセスできます。バス幅コントロールレジスタ（ABWCR）を操作することで、バス幅はリセット時バス幅から変更できます。内蔵RAMは、システムコントロールレジスタを操作することで無効にできます。これにより、内蔵RAMがマッピングされているアドレス範囲は、外部アドレス空間として使用できるようになります。

表1　H8/3048F-ONEの動作モード

レジスタ構成

　H8/300H CPUは、32ビット長の汎用レジスタ8本、32ビット長のコントロールレジスタ（24ビットのプログラムカウンタと8ビットのコンディションコードレジスタ）を1本持っています。汎用レジスタは、32ビット×8本、16ビット×16本、8ビット×16本としても使用できます。汎用レジスタはすべて同じ機能を持っていますが、ER7レジスタはスタックポインタとして機能します。

図9　H8/300H CPUのレジスタ構成

内蔵周辺レジスタ

　H8/3048F-ONEは、H8/300H CPUコアが持つレジスタに加えて、以下に示す周辺レジスタを内蔵しています。

16ビットインテグレーテッドタイマユニット：ITU×5チャネル
プログラマブルタイミングパターンコントローラ：TPC
ウォッチドッグタイマ：WDT×1チャネル
シリアルコミュニケーションインターフェイス：SCI×2チャネル
A/D変換器、D/A変換器
I/Oポート：入出力端子70本、入力端子8本
DMAコントローラ：DMAC×4チャネル
リフレッシュコントローラ

　各レジスタの用途や実際のプログラミングは、次回以降のプログラミング編で解説します。

I/Oポート

　H8/3048F-ONEは、10本のI/Oポート（ポート1、2、3、4、5、6、8、9、A、B）と1本の入力専用ポート（ポート7）があります。各ポートはアドレスバス／データバスと入出力用の兼用端子になっています。各ポートをバス用として使うか入出力用として使うかは、動作モード（モード1～7）により異なります（表1参照）。また、入出力用として使う場合、該当する端子を入力用にするか出力用にするかは、データディレクションレジスタ（DDR）により制御されます。

本連載で使用する機能

　本連載で使用するボードには、各ポートにLEDやLCD、モータドライバなどのデバイスが接続されています。各デバイスは、適切な内蔵周辺レジスタを設定することで制御しています。詳細は、次回以降の各デバイス制御のところで解説します。

　組み込みシステムの開発言語の主流は、C言語です。組み込みC言語の基本的な文法やプログラミングスタイルは、WindowsやLinuxなどが搭載されたPCで動作するプログラムと同じです。ただしC言語で組み込みシステムを記述する場合は、若干の注意事項が必要です。次回は、組み込み開発に必要なC言語の前提知識について解説します。（次回に続く）

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