[故]ぶろぐ: EZ_USB_FX2LPへPCからファームウェアのダウンロード、及び、SlaveFIFOの制御。

そもそも、EZ_USB_FX2LP、とは何か？

EZ_USB_FX2LPは、High Speed(480Mbps)の転送速度で外部回路と通信できる

数少ない？マイコンの一つです。

最近はUSB3.0に対応したシリーズ(EZ_USB_FX3)も出てきているようで、FX2は少し時代遅れですが、

それでも現在(一個人が)実現できる中では圧倒的な帯域幅を持っています。

EZ_USB_FX2LPは、外部ROMを用意しておけばスタンドアローンで動作する事も可能ですが、

今回は(私の場合は)PCと常時接続する事を前提としているので、ファームウェアを、

起動時に毎回EZ_USB_FX2LPへ転送する事にしました。

確かそうだったくらいの曖昧な記憶で記事を書いているので、
余りこの記事を過信しない方が良いです。
説明用のコードとかは特に、たぶんこのぐらいで切り貼りしているので、
あれ？と思う所があるかもです。

参考にした資料：

開発にあたっては、オプティマイズが公開してくれているコードと、

各種マニュアル(ファームウェアの開発環境インストール時にpdfとして展開される)、

その他いろいろなネットの資料を参考にしました。

経緯：

恐らくオプティマイズの開発したパッケージを用いれば、大抵の事はできる……？（らしい）

と思いましたが、自分で理解していないと好き勝手にできないので、

コードを書きなおす事にしました。(ただし、使ったのはストロベリーリナックスのEZ_USB_FX2LP)

開発環境：

windows7 Pro 64bit

Visual Studio 2012 C++

必要なインクルードファイル：2つ

(共にファームウェアの開発環境インストール時に展開されている。)

cyapi.h

CyAPI.lib ：注意として、32bit版と64bit版が存在するが、64bit環境であるにも関わらず、32bit版しか正常に動かなかった……。
(原因は不明。私が使い方を間違えた可能性もある。

それから、ドライバの署名？か何かの問題で、windows7のデバッグモードで無いければ動作しなかった。
winXPではデバッグモードに入れずとも普通に動作した。

ファームウェアの開発環境：

windows7 Pro 64bitでは正常にインストールできなかったので、
諦めてwindowsXP Pro 32bitにインストールした。

今思えばwin7のXPモードで行けたかもしれない。

一部ネットではwin7でのインストールに成功した例もあるようだが、

少なくとも私は失敗した。

インストールしたのは……たしか、

http://japan.cypress.com/?rID=14321

辺りだったと思う。リンクが変わっている場合は、

「ez-usb fx2lp　Development Kit」などで検索すればいい。

注意として、「ez-usb fx2」と「ez-usb fx2lp」は別のハードらしい。

(開発環境も違う？)

以下にファームウェアをPCからEZ_USB_FX2LPへダウンロードさせるための関数を示す。

なお、開発したコードを抜粋した関係上、ハンドルの解放などで、おかしな所があるかもしれない。

また、不要なコメントを消去すべきではあったが、開発してから日が経つので、

何を消して良いか判断が付かなかった事を勘弁していただきたい。

消さなかったコメントの部分では、EZ_USB_FX2LPがなんとなくバグっているため、

二回ファームウェアをダウンロードすると？ハングアップする

、、、問題について解決しようとしていた気がする。

オプティマイズのコードを見ても、そのあたりで四苦八苦した形跡が伺える。

……が共に解決していない気がする。orz

//EZ_USB_FX2LPにファームウェアをダウンロードする関数。

//EZ_USB_FX2LPにファームウェアをダウンロードする関数。
int DownloadFirmwareToEZ_USB_FX2LP(CCyUSBDevice *CCy_USB_Device, char* FirmwareOfEZ_USB_FX2LP){
    BOOL Result;
//    int unmber;
    //ファームウェアをダウンロードさせる。■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
    //■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
    //        「EZ-USB Technical Reference Manual, Document # 001-13670 Rev. E.pdf」
    //        の3.8によれば、ダウンロードやアップロード時はCPUをリセット状態に保つ必要があるらしい。

//CPUを停止する
    CCy_USB_Device->ControlEndPt->ReqCode = 0xA0;    //コマンド
    CCy_USB_Device->ControlEndPt->Value   = 0xE600;    //「0xE600」は CPUCS register.//ここにWriteで書き込む。
    CCy_USB_Device->ControlEndPt->Index   = 0;
    unsigned char hold_Reset[1];
    hold_Reset[0] = 0x01;
    LONG hold_Reset_Size = 1;
    Result = CCy_USB_Device->ControlEndPt->Write( hold_Reset , hold_Reset_Size );//(char* 書き込む値 ,long &書き込むサイズ)
    if(Result==FALSE){printf("CCy_USB_Device->ControlEndPt->Write( hold_Reset , hold_Reset_Size ); was faild.\n");system("pause");return -1;}

//ローカルディスクからファームウェアを読み込む。
    FILE *file_EzUsbFX2LP;
    fopen_s(&file_EzUsbFX2LP,
            FirmwareOfEZ_USB_FX2LP,    //新しいバージョンの「Keil uVision2」では、拡張子が「.iic」のファイルを読み込む。
            "rb");//読み込み専用のバイナリモードで開く
    if(file_EzUsbFX2LP==NULL){printf("fopen_s(); was faild.\n");system("pause");return -1;}//ファイルの存在確認
    unsigned char *Buf_EzUsbFX2LP_Firmware = (unsigned char *)malloc(1024*8*sizeof(unsigned char));
    fread(Buf_EzUsbFX2LP_Firmware,1,1024*8*sizeof(unsigned char),file_EzUsbFX2LP);
    fclose(file_EzUsbFX2LP);

//ファームウェアをEZ-USB-FX2のRAMに書き込む。
    //(方法としてはCPUを停止させた時に、0x01をCPUCSレジスタに書き込んだ場合と同じ。従って、アドレスとサイズと内容だけ変える。)
    //
    //書き込めるファイルとして、開発環境から出力されるファイルに、「.hex」ファイルと「.iic」ファイルがある。
    //「.hex」ファイルは、テキストファイルなので、メモ帳で開く事ができる。
    //「.iic」ファイルは、バイナリファイルなので、バイナリエディタで開く必要がある。
    //今回は読み込み速度と、オプティマイズのソースコードがiicを採用している事から、「iic」を用いる。
    //
    //「iic」ファイルのファイルフォーマットは、「C:\Cypress\USB\CY3684_EZ-USB_FX2LP_DVK\1.0\Documentation\EZ-USB(R) Technical Reference Manual.pdf」の「3.4.3 Serial EEPROM Present, First Byte is 0xC2」で説明されている。
    //「Table 3-6.」によると、0～7bitは不要で、その後の8bit目から「ファイル長の上半分のbit」「ファイル長の下半分のbit」「アドレスの上半分のbit」「アドレスの下半分のbit」「データ」、即ち、
    //
    //[Length H]
    //[Length L]
    //[Start Address H]
    //[Start Address L]
    //[Data Block]
    //
    //の順に並んでおり、これが積み重なったデータがiicファイルとなっている。
    //データ長とアドレスが二つに分かれているのは、(1Byteの記録単位に対して、)単に2Byte分のデータサイズが必要だったからである。

int place = 8;
    for(;;){
        //[signed char]にするなら、BitStream_HeaderReader()関数のビット演算を参考にする事。
        LONG        Data_length = Buf_EzUsbFX2LP_Firmware[place+0]*0x100 + Buf_EzUsbFX2LP_Firmware[place+1];    //データ長をビットシフトして分かれたデータを一つに戻す。//WriteにLONGで渡す必要があるので、始めからLONGにしておく。//キャストでu16(typedef unsigned short int u16;)で定義してできるように何とかしたい。
        short int start_address = Buf_EzUsbFX2LP_Firmware[place+2]*0x100 + Buf_EzUsbFX2LP_Firmware[place+3];    //アドレスをビットシフトして分かれたデータを一つに戻す。//メモ:オプティマイズで「llen = len & 0x7fff;」とされていたのは、unsigned->signedの変換。

CCy_USB_Device->ControlEndPt->Value = start_address;        //Writeで書き込む先のアドレス。

if(Data_length == 0x8001){    //データ長は最長で10Bitの1023(0x3FF)なので、32769(0x8001)とは干渉しない。
            Data_length = 0x0001;    //最後のデータは常に1Bitで構成されている。
            Result = CCy_USB_Device->ControlEndPt->Write( &Buf_EzUsbFX2LP_Firmware[place+4], Data_length );        //(char* 書き込む値 ,long &書き込むサイズ)
            //if(Result==FALSE){printf("CCy_USB_Device->ControlEndPt->Write( &Buf_EzUsbFX2LP_Firmware[place+4], Data_length ); was faild.\n");free(Buf_EzUsbFX2LP_Firmware);system("pause");return -1;}
            //USBを接続して一回目のファームウェアのRAMへの転送が行われるとき、CPUの起動と合わせてPCとEZ-USBが再接続を行う。
            //おそらく、その影響で、ここのResultは、成功しているにも関わらず、必ずFALSEを受け取っている……と考えられる。
            //二回目以降、少なくとも同じFWを転送した場合においては、Resultは、TRUEを受け取っている。
            //従って、コメントアウトしておく。
            
            //「.iic」ファイルの最後は必ず
            //0x80    <-不明。[Length H]の位置にはあるが、最後のデータ長は1Bitと定められているので、無視する。
            //0x01    <-データ長
            //0xE6    <-[Start Address H]        [Start Address H]と[Start Address L]を繋ぎあわせると、0xE600となり、これはCPUCSレジスタであるから、
            //0x00    <-[Start Address L]        [Data Block]の0x00を0xE600に書き込むと、リセット状態でホールドされているCPUのリセットが解除される。
            //0x00    <-[Data Block]            従って、CPU起動のためのレジスタへの書き込みを、個別に記述する必要は無い。
            //0000000000000000……    <-ゴミ
            break;
        }

Result = CCy_USB_Device->ControlEndPt->Write( &Buf_EzUsbFX2LP_Firmware[place+4], Data_length );    //(char* 書き込む値 ,long &書き込むサイズ)
        if(Result==FALSE){printf("CCy_USB_Device->ControlEndPt->Write( &Buf_EzUsbFX2LP_Firmware[place+4], Data_length ); was faild.\n");free(Buf_EzUsbFX2LP_Firmware);system("pause");return -1;}

place += Data_length + 4;
    }
    free(Buf_EzUsbFX2LP_Firmware);

/*
    //CPUを起動する(上記の理由により、この部分は不要。)
    CCy_USB_Device->ControlEndPt->Value   = 0xE600;    //「0xE600」は CPUCS register.//ここにWriteで書き込む。
    hold_Reset[0] = 0x00;
    Result = CCy_USB_Device->ControlEndPt->Write( hold_Reset , hold_Reset_Size );//(char* 書き込む値 ,long &書き込むサイズ)
    if(Result==FALSE){printf("CCy_USB_Device->ControlEndPt->Write( hold_Reset , hold_Reset_Size ); was faild.\n");system("pause");return -1;}
    */

//■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
    //■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ファームウェアをダウンロードさせる。ここまで

//転送したファームウェアと再接続する。■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
    //■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■

//CCy_USB_Device->Close();                                    //不要。

//delete CCy_USB_Device;                                    //このようにPC側のハンドルを消去して作り直すと失敗する。
    //CCyUSBDevice *CCy_USB_Device = new CCyUSBDevice(NULL);    //このようにPC側のハンドルを消去して作り直すと失敗する。

//ファームウェアの転送が終わると、「CCy_USB_Device->Close();」せずとも、自動的に「CCy_USB_Device->Close();」される??ので、ダウンロードされたファームウェアに対して再接続を試みる。
    //この処理を行わないと、通信が上手く行かず、デバイスドライバはエラーこそ返さないものの、データのやり取りには失敗する。
    /*
    //たぶん再接続する前の数を返している?と思う。
    //しかし、デバイスの数自体が直ぐに変動する事は考えにくいので、始めに取得した数のままでいいと思う。

//転送したファームウェアで再起動するまで、最大10秒間待つ。10秒以内にデバイスが一つも認識されない場合はエラーを返す。
    unmber = CCy_USB_Device->DeviceCount();    //デバイスの数を取得する。
    for(int time_count=0; unmber==0; time_count++){
        if( time_count>=100 ){return -1;}
        unmber = CCy_USB_Device->DeviceCount();    //デバイスの数を所得する。
        Sleep(100);
    }

if(unmber==0){
        printf("No devices were connected.\n");system("pause");return -1;
    }else if(unmber>=2){
        printf("Multi devices are not supported.\n");system("pause");return -1;
    }*/

//CCy_USB_Device->Manufacturer[0]=0;//オプティマイズではやってたけど、必要性が分からない。//不要だと思う。

//    Result = CCy_USB_Device->Open(0);                        //接続するデバイスの番号を指定する。(今回は一つしか接続しないので、決め打ちで0)
//    if(Result==FALSE){printf("CCy_USB_Device->Open(0); was faild.\n");system("pause");return -1;}
    int time_count=0;
    do{
        Sleep(100);                                                //CPU使用率の上昇を抑える狙いだが、無くても変化を感じない。
        Result = CCy_USB_Device->Open(0);                        //接続するデバイスの番号を指定する。(今回は一つしか接続しないので、決め打ちで0)
        time_count++;
    }while(Result==FALSE&&time_count<100);    //接続に成功するまで待つ。ただし、10秒でタイムアウトとし、エラーを返す。
    if(time_count==100){printf("Reconnection was faild.\n");system("pause");return -1;}
    //}while(CCy_USB_Device->IsOpen()==FALSE);    //これだと、おそらく再接続前の結果を返すので上手く行かない。

//■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
    //■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■転送したファームウェアと再接続する。ここまで
    return 0;
}

上記のDownloadFirmwareToEZ_USB_FX2LP関数の使い方。

CCyUSBDevice *CCy_USB_Device = new CCyUSBDevice(NULL);
    //「CCyUSBDevice CCy_USB_Device = new CCyUSBDevice(NULL);」として「->」の代わりに「.」でアクセスしようとすると何故かバグる。

BOOL Result;

int unmber = CCy_USB_Device->DeviceCount();        //デバイスの数を取得する。
    for(int time_count=0; unmber==0; time_count++){ //最大10秒間待つ。10秒以内にデバイスが一つも認識されない場合はエラーを返す。    //デバイスをUSBポートに刺した直前は、Windowsが認識できていないので待つ。
        if( time_count>=100 ){return -1;}
        unmber = CCy_USB_Device->DeviceCount();    //デバイスの数を所得する。
        Sleep(100);
    }
    if(unmber==0){
        printf("No devices were connected.\n");system("pause");return -1;
    }else if(unmber>=2){
        printf("Multi devices are not supported.\n");system("pause");return -1;
    }

Result = CCy_USB_Device->Reset();
    if(Result==FALSE){printf("CCy_USB_Device->Reset(); was faild.\n");system("pause");return -1;}

//CCy_USB_Device->Manufacturer[0]=0;//オプティマイズではやってたけど、必要性が分からない。//不要だと思う。

Result = CCy_USB_Device->Open(0);                        //接続するデバイスの番号を指定する。(今回は一つしか接続しないので、決め打ちで0)
    if(Result==FALSE){printf("CCy_USB_Device->Open(0); was faild.\n");system("pause");return -1;}

//ファームウェアをダウンロードする前の値
    //DeviceName   == ""
    //FriendlyName == "Cypress FX2 - No EEPROM (0x8613)"
    //Manufacturer == ""
    //Product      == ""
    //SerialNumber == ""
    //
    //ファームウェアをダウンロードした後の値
    //DeviceName   == "EZ-USB EP INT"
    //FriendlyName == "Cypress EZ-USB Example Device"
    //Manufacturer == "Cypress"
    //Product      == "EZ-USB EP INT"
    //SerialNumber == '0x09','0x04'
    //
    //char *DeviceName = CCy_USB_Device->DeviceName;
    //char *FriendlyName = CCy_USB_Device->FriendlyName;
    //wchar_t *w_string_Manufacturer = CCy_USB_Device->Manufacturer;//現在起動しているファームウェアを確認し、必要であればダウンロード。不要なら次の処理へジャンプ。させる……予定。
    //wchar_t *w_string_Product = CCy_USB_Device->Product;
    //wchar_t *w_string_SerialNumber = CCy_USB_Device->SerialNumber;
    if(memcmp(CCy_USB_Device->DeviceName,"EZ-USB EP INT",13)!=0){ //ファームウェアが既にダウンロードされているかどうか確認する。    //これをしないと、EP1のIN,OUTでは問題にならなかったが、EP2の少なくともINでは、データを転送しようとすると、二回ファームウェアをダウンロードしていた場合、フリーズ、ないしハングアップする。
        //EZ_USB_FX2LPにファームウェアをダウンロードする。
        Result = DownloadFirmwareToEZ_USB_FX2LP(CCy_USB_Device,"R:\\bulkext.iic");
        if(Result==-1){printf("DownloadFirmwareToEZ_USB_FX2LP(); was faild.\n");system("pause");return -1;}
    }

CCy_USB_Device->Close();
    delete CCy_USB_Device;

system("pause");        //Dos窓を一時停止する。

始めはEZ_USB_FX2LPのGPIOから3.3vを出力したり、GNDに落としたりするだけのファームウェアを書いて、
正しく動作しているかチェックするのが賢明だと思う。(私はそうした。)

EZ_USB_FX2LPのFIFOを制御するには、以下のようにすればいい。
もちろんEZ_USB_FX2LP側のファームウェアも考えなければいけないのだが、
ここでは触れない。

ここでのコードは、
FIFOをSlaveModeで(外部のFPGAで)制御するファームウェアをEZ_USB_FX2LPに書き込み、
FIFOの先にFPGAを繋げて、FPGAには送信されたデータをそのままEZ_USB_FX2LPに送り返す
ようにコンフィギュレーションしてある状況を想定している。

従って、以下のコードで送信したデータ列
{0xAB,0xCD,0xEF,0x00,0xFE,0xDC,0xBA}
は、受信用バッファINBufferに返ってくる事になる。

//EZ_USB_FX2LPのFIFOにデータを送信する。■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
    //■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
    //指定したエンドポイントのアドレスから、エンドポイントの番後を取得する。
    int EP2OUT_num = GetEndPointNumberFromAddress(CCy_USB_Device,0x02);
    if( EP2OUT_num == -1){printf("GetEndPointNumberFromAddress(); was faild.\n");system("pause");return -1;}

//指定したエンドポイントのアドレスから、エンドポイントの番後を取得する。
    int EP6IN_num = GetEndPointNumberFromAddress(CCy_USB_Device,0x86);
    if( EP6IN_num == -1){printf("GetEndPointNumberFromAddress(); was faild.\n");system("pause");return -1;}

CCy_USB_Device->EndPoints[EP2OUT_num]->Reset();                //エンドポイントの初期化
    CCy_USB_Device->EndPoints[EP6IN_num ]->Reset();                //エンドポイントの初期化

//複数Byteの送信テスト
    LONG OutBufferSize=7;
    unsigned char ep2buf[7] = {0xAB,0xCD,0xEF,0x00,0xFE,0xDC,0xBA};        //実際に送信するデータ。(今回は特に意味は無い。

//送信用バッファサイズの指定
    CCy_USB_Device->EndPoints[EP2OUT_num]->SetXferSize((ULONG)OutBufferSize);                                            //必要なバッファサイズを指定する。
    
    //データの送信
    Result = CCy_USB_Device->EndPoints[EP2OUT_num]->XferData((PUCHAR)ep2buf,OutBufferSize);    //データをEZ_USB_FX2LPに送信する。
    if(Result==FALSE){printf("CCy_USB_Device->EndPoints[]->XferData(); was faild.\n");system("pause");return -1;}        //エラー表示

//データの受信
    unsigned char INBuffer[100];
    LONG INBufferSize = 100;
    Result = CCy_USB_Device->EndPoints[EP6IN_num]->XferData((PUCHAR)INBuffer,INBufferSize);                                //データをEZ_USB_FX2LPから受信する。
    if(Result==FALSE){printf("CCy_USB_Device->EndPoints[]->XferData(); was faild.\n");system("pause");return -1;}        //エラー表示
    //■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■
    //■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■EZ_USB_FX2LPのFIFOにデータを送信する。ここまで

コードがチグハグなので、全体としてのコードを上げておく。

(だたし、余分な部分も含まれているので、注意して欲しい。そこまで整理する余裕が無かった。)

MD5 | 3cb3d87d8473a07d24f1097776a9d9cf | 33.0 KB | EZ_USB_FX2LPのPC側のコード

http://ux.getuploader.com/ADMIS/download/56/Source.cpp

[故]ぶろぐ

2014年11月26日水曜日

EZ_USB_FX2LPへPCからファームウェアのダウンロード、及び、SlaveFIFOの制御。

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