このページの歩き方

このページの全体像を示しました．

まずは，MEMEs の基礎編からです．基本的なSH7085の使い方やツールの使い方を勉強しましょう．LEDやSWを使った簡単なプログラムから始まります．

最終目標は，キャラクタLCDを使った簡単なゲームを作ることです．皆さんのアイデアで面白いものを作りましょう．

現状ではこのマインドマップのような内容を説明していく予定でいます．が，途中で若干変更があるかもしれませんので，そのときにはまたお知らせします．

printfとscanfの使い方を追加

開発環境の中にprintf とscanf の使い方を追加しました．

今回は，全員が同じモニタプログラムを使うので，printf とscanf のアドレスはここに示したものと同じです．自分で変更を加えてしまったらアドレスが変わってしまうので，そのとき，MONITOR.MAP ファイルを見て各自のアドレスを確認しましょう．

PC 上で C言語でプログラムを作る場合，printf とか scanf は，標準入出力に接続されています．PCなら標準入力はキーボードだし，標準出力はディスプレイです．でも，マイコンを使ったとき，標準の入力とか出力とか言われても何が標準かわかりませんよね．

だから，今回は， hterm を標準の入出力として使うようにモニタプログラムに搭載されている printf と scanf を使っているわけです．自分でprintf 関数を作ったりもできますが，ここでは省略して，hterm が提供してくれるものを使うことにします．

モニタプログラムの追加

えぇ〜，モニタプログラムだけを使ってSH7085のレジスタを操作して，LEDを点灯させたり，SWの入力を見たりするページを追加しました．

わざわざプログラムを書かなくてもマイコンのレジスタを操作することができればLEDを点滅させたり，タイマを動かしたりできるんですよね．

レジスタって，メモリなので，具体的には番地（アドレス）を指定してそのアドレスに適切な値を書き込んでやればそれでマイコンは動作するんですよ．

だから，まず直接レジスタを操作するということを体験したほうがよいと思いましてこのようなページを追加しました．

すでに経験済みの方はこのページは飛ばして問題ないかと思いますが・・・

付録に追加しました

付録に hterm の入手方法と簡単な使い方を載せておきました．合わせて，モニタプログラムの入手方法と設定の仕方について載せておきました．

本ホームページで掲載を始めているミームスを使った基礎的な学習向けの設定になっていますので，より高度なことをやられる方はちょっと改造が必要かもしれません．

付録を追加

付録として，HEWとCOMポートの調べ方を公開しました．HEWの詳細な使い方はルネサスエレクトロニクスのソフトウェアマニュアルを呼んでほしい．COMポートの調べ方は，USBーシリアル変換する場合には，必ず行う方法なので，知っておいてください．それから，シリアルポートを装備しているパソコンについては，このような変換は必要ありませんので，直接シリアルポートを使ってください．

また，USBーシリアルポートを複数使っている人は，接続したときに自動設定されるポート番号が２ケタになる場合があるが，２ケタのポート番号は認識されないケースが多いので，強制的に１桁のポート番号に設定する方法も知っておいた方がいいよ．

というわけで，公開しましたので，見てみてください．

SH7085の機能と構造

今回のミームスで使用するマイコンであるSH2に関する機能と構造を公開しました．基礎編で使用する機能のみの説明です．しかも，概略のみを書かせてもらいました．

詳細については，実際にプログラムを書いたりするときにもっと細かくレジスタの名称や設定の仕方などを説明しますね．

とりあえず，概略ということで．．．

マイコンのアーキテクチャ最終

マイコンの構造と処理の最後のページを公開しました．

最後は，主にパイプラインの話が中心です．パイプラインというとんでもない技術によってマイコンの処理速度は飛躍的に向上しました．しかも，RISCにとって，とても具合のよい処理だったのです．そして，ハーバード型アーキテクチャを採用することで，命令とデータが独立したメモリに格納されることによって，データバスの競合もなくなり，パイプラインストールを軽減できます．

その昔，登場して発展してきたコンピュータには，RISCという考えではなく，それは，CISCと呼ばれるようになり，コンピュータは進化してきました．

しかし，パイプライン処理を実装するのに，CISCという命令セットアーキテクチャは非常に具合が悪いことが判ってきました．

ハードウェアアーキテクチャでもお話しましたが，RISCでもCISCでも最近は意識することなく使えます．しかも，CISCにおいてもパイプライン処理がスムーズに実行できるような工夫が施され，今や両者とも意識することなく使えます．

計算機科学を学習する皆さんは，意識して使う必要はありませんが，使っているコンピュータやマイコンの内部がどのようなハードウェアアーキテクチャで，どのような命令セットアーキテクチャが使われているかぐらいは知っておいてもらいたいものです．

マイコンのアーキテクチャ２

マイコンの構造と処理のその２を公開しました．

マイコン内部の簡略化モデルを使って，命令がどのように実行されて行くかを説明しします．この命令の実行の流れを理解しておかないとマイコンの本質を知ったことにはなりませんので．．．

C言語で開発する場合，マイコンが高速に実行できるように最適化するようにコンパイラが作られており，マイコンの内部構造を工夫するというより，コンパイラがいかにそのマイコンに適したコードを生成するかに頼ってしまっているのが現状ですかねぇ〜．

しかし，マシン語やアセンブラ言語と言ったハードウェアに非常に近い言語を扱うとき，そのマイコンがどのように命令を実行して行くかを理解しなければ，よい仕事はできません．その意味でこのようなモデルを使って命令の実行の流れを説明します．

これは，そのままこの次のパイプライン処理に直結することになるので，よく理解しておいてください．

言っておきますが，高級言語で開発する場合，このようなマイコンの内部構造や処理方法などは一切意識する必要はありません．

ここでは，あくまで，計算機科学を学習する人が読むことを念頭に入れて執筆していますので，ここまで詳しくなっています．さらに詳しく勉強する人は参考文献を最後に載せているのでそれらを読んで勉強してください．

マイコンのアーキテクチャ１

マイコンの構造と処理のその１として，ハードウェアのアーキテクチャと命令セットアーキテクチャ，エンディアンについてを公開しました．

マイコンのプログラムを記述するとき，使っているマイコンのアーキテクチャがプリンストンアーキテクチャ（ノイマンアーキテクチャ）とかハーバードアーキテクチャであるとか気にすることはまずありません．命令セットアーキテクチャについても同じです．動くものを作ることを考えれば命令がCISCだとか，RISCだとか考えることはまずありません．

プログラムの実行速度を早めたいとか，無駄な処理を削って．．と言ったチューンナップするときには，意識するかもしれませんが，一般的にはほとんど意識する必要はありません．

しかし，何度も言うように，計算機科学を勉強する人は，知っていて当たり前の知識なのでくどくどと書きました．

エンディアンについては，意識する必要があります．それは，ファイルのフォーマットがリトルエンディアンである場合があるからです．エンディアンの知識がなく，ビッグエンディアンのマイコンを使ってあるデータを読み出したとき，全く，意味が分からなくなりますので要注意です．

特に，FATファイルシステムはリトルエンディアンなので，マイコンで扱うとき，いちいちデータを入れ替える必要が出てきます．

ということで，まずは，アーキテクチャを中心に書きましたので公開しておきます．

計算機の歴史３

計算機の歴史その３を公開しました．

計算機の歴史１，２でコンピュータそのものの歴史についてお話をしました．その３では，マイコンの誕生についてのお話です．ジョン・フォン・ノイマン以後のコンピュータは，プログラム内蔵型なので，現在存在している世界のコンピュータの全てはノイマン型コンピュータと言って間違いないでしょう．ノイマンが手がけたEDVAC，世界初の商用コンピュータUNIVAC，などなど多くのコンピュータがありました．

そして，リレーや真空管に替わるトランジスタの発明，シリコンのウエハー上に回路を作り込む集積回路の発明など，多くの天才の発明に支えられてコンピュータは進化し続けました．

さらに，小型で低消費電力で安価な電卓を作るという日本での電卓戦争の中でマイコンは誕生しました．そのマイコンを使って，多くの電化製品がさらに進化して現在の我々の生活を支えています．

これを見ている人たちはおそらく，パソコンを使ってみています．パソコンは今や仕事には欠かせない道具となり，シールを貼ったり，ペイントしたり，いろいろやっているのを見たことがあります．また，壁紙やアイコンなど独自性を強く主張しているものも見ます．

でも，マイコンは縁の下の力持ちで，一般の人がマイコンを直接見ることは，まずありません．お家にある電化製品の全てにマイコンが搭載されていると言っても過言ではありません．車もそうです．今の自動車はマイコンで制御されています．マイコンにペイントしたり，マイコンにシールを貼ったりしたことはありませんが，マイコンは小さくてとてもいい子です．大好きです．

ということで，計算機の歴史は１，２，３を持って終了します．今後，加筆修正などあるかもしれませんのが．．．．