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2015/02/15からのアクセス回数 4695
SDカードシールドを作ってから、LBEDにはまだSDカードライブラリがないことに気づきました。
通常なら、LBEDは完全を目指す物では無いのでまぁいいや的になるのですが、 lbeDuinoではシールドを作成したガジェットを外に持ち運ぶことが想定されます。
このような状況で記録手段がないことは大きな問題と考え、思い腰を持ち上げてArduinoのSDライブラリの 移植に取り掛かりました。
この記事のみどころ？は、どうやって移植したかでは無く、どうやって動くようにしたかです。
移植の元にしたのは、Arduinoアプリケーション配下の（MacOSX版で説明します）Contents/Resources/Java/libraries/SDです。
このソースはとても良くできていて、SDカードのSPIの処理に関連する部分は、utility/Sd2Card.cpp, SdCard.hに凝縮されています。
lbedへの移植は、Sd2Cardクラスのメンバ変数にSPIクラスの_spi変数とDigitalOutクラスのchipSelect_を追加し、初期化とspiSend, spiRec関数をlbedのSPI用に書き替えるだけです。 *1
Sd2Card.hの変更点
//#include "Sd2PinMap.h"
#include "SdInfo.h"
#include "lbed.h" // LBEDのヘッダをインクルード
// コンストラクタの変更
Sd2Card(void) : errorCode_(0), inBlock_(0), partialBlockRead_(0), type_(0),
spi_(MOSI, MISO, SCKL), chipSelect_(D4){}
// spiSend, spiRecの変更
void spiSend(uint8_t b) { spi_.write((int)b); };
uint8_t spiRec(void) { return spi_.write((int)0xFF); };
// private:宣言の追加
SPI spi_;
DigitalOut chipSelect_;
ここでは、SDカードシールドに合わせchipSelectをD4に固定としています。
最初は、SPIのSCKLのピンをD10に割り当てており、SDカードの初期化に失敗していました。
ここでもLabToolのプロトコルアナライザーが役に立ちました。
LabToolとlbeDuinoとの接続は、以下の通りです。
| LabToolピン | ケーブルの色 | 機能 | lbeDuino |
| DIO_3 | Orange | SPI-SSEL | D4 |
| DIO_4 | Yellow | SPI-MOSI | D11 |
| DIO_5 | Green | SPI-MISO | D12 |
| DIO_6 | Blue | SPI_SCK | D13 |
SDカードの処理手順は、ChaNさんの MMC/SDCの使いかた を参考にさせて頂きました。
初期化のchipSelectがHightでSCKLを74クロック以上入れるとある部分では、80回のクロックを入れた後初期化コマンドを送っています。
初期化でSDカードの情報のタイプはきちんと読み込んでいるのですが、SDカードのMBRを読み込んだ後にエラーとなってしまいます。
ここでもLabToolが役立ちました。以下の画面では、0x0が続いて読み込まれており、デバッガでもその値が正しく読み取れました。
このような状態ではSPIの読込が原因では無いことが明らかです。
そこで、FAT関連の構造体をよく見てみると原因が隠れていました。
FatStructs.hを見てみると、fat32BootSectorの構造体が以下の様に定義されています。
struct fat32BootSector {
/** X86 jmp to boot program */
uint8_t jmpToBootCode[3];
/** informational only - don't depend on it */
char oemName[8];
/** BIOS Parameter Block */
bpb_t bpb;
/** for int0x13 use value 0X80 for hard drive */
uint8_t driveNumber;
/** used by Windows NT - should be zero for FAT */
uint8_t reserved1;
/** 0X29 if next three fields are valid */
uint8_t bootSignature;
/** usually generated by combining date and time */
uint32_t volumeSerialNumber;
/** should match volume label in root dir */
char volumeLabel[11];
/** informational only - don't depend on it */
char fileSystemType[8];
/** X86 boot code */
uint8_t bootCode[420];
/** must be 0X55 */
uint8_t bootSectorSig0;
/** must be 0XAA */
uint8_t bootSectorSig1;
}__attribute__ ((packed));
volumeSerialNumberの後に、char型でvolumeLabel[11], fileSystemType[8]と定義されています。 32bitマイコンのLPC1114では、構造体のアライメントが32bit単位となるので、volumeLabelとfileSystemTypeは連続した領域に割り当てられません。そこで、FatStructs.h内の構造体の終わりに__attribute__ *2を付けてやりました。 これで何とかSDライブラリが動くようになりました。
Arduino勉強会/0G-lbeDuinoシールドを作るの結果を再度掲載します。
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