ＴＴＬでＣＰＵを作ろう！

~~標準ＴＴＬ~~だけ（！）でCPUをつくろう！（組立てキットです！）
(ホントは７４ＨＣ、ＣＭＯＳなんだけど…）
［第４３１回］

●前回のＨＩＤ送受信結果についての疑問

前回のテストの結果、ＨＩＤクラスでは送受信の間隔（インターバル）を１ｍｓに設定していても、ダミーのＩＮトランザクションが実行されるらしく、計算上よりも遅い送受信速度になってしまいます、という説明をしました。
でも、よーく考えてみると、なんだかおかしいなあ、という気がします。

もしもＷｒｉｔｅＦｉｌｅ後のＲｅａｄＦｉｌｅが１ｍｓ以内に実行されていれば、そしてそのＲｅａｄＦｉｌｅの実行後１ｍｓ以内に次のＷｒｉｔｅＦｉｌｅが実行されているとするならば、前回考えたような、ダミーのＩＮトランザクションは実行される余地がないはず、ではありませんか？
にもかかわらず、前回のような結果（送信と受信各１回の平均時間が２．５ｍｓ）になったということは、つまりＷｒｉｔｅＦｉｌｅ、ＲｅａｄＦｉｌｅの実行には１ｍｓ以上かかっているということになります。

ＰＩＣ１８Ｆ４５５０はすぐに応答しています。そのことに間違いはありません。
ＰＩＣ１８Ｆ４５５０のプログラムはマシン語（アセンブラ）で書いてありますし、ＰＩＣ１８Ｆ４５５０の場合、ホストの要求に対する応答は、ＰＩＣ内蔵のＵＳＢコントローラがオートマチックに行うため、１ｍｓもの遅延が生じることは考えられません。

とすると、問題はＰＣ側にあるということになります。
ＰＣ側のプログラムがマシン語で書かれていれば、こんなことはおきないはず。
ですけれど、ＵＳＢの送受信は残念ながらＣ＋＋で組まざるを得ません。
しかしながら、もし問題があるとすれば、それはＣ＋＋のせいではありません。

つまるところ、ＷｒｉｔｅＦｉｌｅ（）、ＲｅａｄＦｉｌｅ（）のせいである、としか言いようがありません。
うーん。
そうなってくると、もうそこから先は追及してもムダ、ということになってしまいますねえ。

前回の結果には、ちょっと納得のいかないところもあるのですが、ここはまあ、とりあえずは、そういうものだ、ということにしておきましょう。
とにかく、これで、送信も受信もとりあえずはできたわけですから、余りこんなところでこだわってたりしないで、これまでに得られた結果をもとにして、実際の送受信プログラムを完成させなければなりません。
なにしろ、早く実際に動く送受信プログラムをＰＩＣに実装して、４ビット、８ビットのＣＰＵボードや、ＴＫ８０ボードの製作にかからねばなりませんから、そこそこ利用できそうなパフォーマンスが得られたならば、もうそれでＧＯするに限ります。

実際問題として、送信、あるいは受信のみの場合でも、１回６４バイトの通信に２ｍｓかかったとしても、それでも３２ＫＢ／秒の速度は得られるわけですから、それなら今回のそもそもの目的としては十分な速度だと思います。
皆様方への説明は、これから先も、当分はこのテーマ（ＵＳＢ、ＨＩＤ）でいくことになりそうですけれど、私の作業としては、そろそろといいますか、やっとといいますか、ＣＰＵボードやＴＫ８０ボードの設計作業にかかれそうな段階にまでこぎつけたように思います（はやくボードの設計にかからないと、そのうち寿命がつきてしまうかも…）。

●ＨＩＤサンプルプログラム

さてそういうことでありまして、前回までの説明で、とりあえずＨＩＤデバイス（ＰＩＣ１８Ｆ４５５０）に対してデータの送信と受信のテストができたところまでお話をしました。
でもすんなりとそこまでできたわけではありませんでした。
そもそも送信どころか、最初はＣ＋＋で書いたソースプログラムがどうやってもコンパイルエラーになってしまい、そのエラーの原因がわからず四苦八苦しました。
やっとのことでＷｒｉｔｅＦｉｌｅはうまくいったのですが、そうしたら今度はＲｅａｄＦｉｌｅがエラーになってしまって、なかなかクリアすることができませんでした。
そういったあたりのところも順をおって説明していきたいと思います。

本当は、ＰＩＣの側のプログラム作業についての説明からとりかかるのがそもそもの順序なのですけれど。
あ。まだ、ＵＳＢの信号だとか、パケットやトランザクションなどについても、中途半端な説明で終わってしまっていますから、それについても整理しなければなりません。

ですけれど、せっかく、ようやくにして、Ｃ＋＋プログラムで送受信に成功したところでもありますから、順序は逆になりますけれど、まずは送受信のテストに使ったパソコン側のサンプルプログラムについての説明からとりかかることにしたいと思います（いろいろ説明をすすめていきますうちに、やがてまた、ＵＳＢ信号の詳細、などについてもさらに詳しく説明をする機会がでてくることと思います）。

ＰＩＣ１８Ｆ４５５０のプログラムはＰＩＣアセンブラで書きましたが、パソコン側のプログラムはＢｏｒｌａｎｄ　Ｃ＋＋で書きました。

なんですか最近はＶＣ＋＋とかＶＢとかがハバを利かせているようですけれど、私はどうも好きになれないんですよねえ。
で、ＨＩＤの参考にしようとして、あちこちのサイトをさまよったのですけれど、なかなか「純正の」Ｃ＋＋ソースには出会えなくて、結構苦労いたしました。

これが苦労の結果出来上がったＨＩＤサンプルプログラムです。

//HID sample
//
//10/1/18 10/1/19 1/20 1/29
//2/6
//from hidtest1_8_b
//
#include <windows.h>
#include <setupapi.h>
#include "hidsdi2.h"
#include <iostream.h>
#pragma comment(lib, "hid.lib")

void main( void )
{
        cout << hex;
        GUID hidGuid;
        HDEVINFO devinf;
        SP_DEVICE_INTERFACE_DATA spid;
        SP_DEVICE_INTERFACE_DETAIL_DATA* fc_data=NULL;
//
        HidD_GetHidGuid(&hidGuid);
        devinf = SetupDiGetClassDevs(&hidGuid, NULL, 0, DIGCF_PRESENT | DIGCF_DEVICEINTERFACE);     
        spid.cbSize = sizeof(spid);
        cout <<"devinf="<<devinf<<endl;
//
        for( int index = 0; ; index++ )
  {
        if(!SetupDiEnumDeviceInterfaces(devinf, NULL, &hidGuid, index, &spid))
                {
                cout<<"end"<<endl;
                break;
                }
        cout<<"index="<<index<<endl;
//
        unsigned long size;
        SetupDiGetDeviceInterfaceDetail( devinf, &spid, NULL, 0, &size, 0 );
        PSP_INTERFACE_DEVICE_DETAIL_DATA dev_det = PSP_INTERFACE_DEVICE_DETAIL_DATA( new char[size] );
        dev_det->cbSize=sizeof(SP_INTERFACE_DEVICE_DETAIL_DATA);
        SetupDiGetDeviceInterfaceDetail( devinf, &spid, dev_det, size, &size, 0 );
        cout << dev_det->DevicePath << endl;
//

        HANDLE handle = CreateFile( dev_det->DevicePath, GENERIC_READ|GENERIC_WRITE, FILE_SHARE_READ|FILE_SHARE_WRITE, NULL, OPEN_EXISTING, 0, NULL );
//
        HIDD_ATTRIBUTES attr;
        HidD_GetAttributes( handle, &attr ) ;
        cout<<"VenderID: " <<attr.VendorID <<endl;
        cout<<"ProductID: " <<attr.ProductID<<endl;
        cout<<endl;
//
        CloseHandle(handle);
   }
}

このプログラムは、ｅｍａ　ｌｏｇ（http://emaame.com/20061227.html）様のサイトにありましたソースリストをもとに作成させていただきました。ｅｍａ様には感謝申し上げます。

●まずはＨＩＤデバイスを検出します

上のリストには、まだ送信、受信部分はありません。
そこまで含めると、プログラムを理解するのが難しくなりますから、とりあえずは省いてあります。
では、このプログラムは何をするのか、といいますと、これでＨＩＤデバイスをまず検出するのです。

あ。その説明にとりかかる前に。
実は、このソースプログラムはこのままではコンパイルできません。
最初のヘッダーファイルのインクルードのところの、
#include "hidsdi2.h"
でエラーになってしまいます。
なぜならhidsdi.hはありますけれど、hidsdi2.hは私が細工をして作ったヘッダーファイルなので、もともと用意されているヘッダーファイルではないからです。

●コンパイルをクリアするまでがひと苦労です

ＷＥＢ上で紹介されているＨＩＤプログラムなるものなのですが、まずはここのところでつまづいてしまいました。
その、#include "hidsdi2.h"についてですけれど、ここを普通に、
#include <hidsdi.h>
としておいて、コンパイラにかけると、わけのわからないエラーメッセージに遭遇してしまうことになります。
こんなことになってしまいます。

コンパイルはできるのですけれど、そのあとのリンクでエラーになってしまいます。
’外部シンボル’ｓｔｄｃａｌｌ　ＨｉｄＤ＿ＧｅｔＨｉｄＧｕｉｄ（＿ＧＵＩＤ　＊）’が未解決
って、それって一体全体なんだっていうの？
いきなり「未解決」といわれたって、それだけでは全くわけがわからないじゃないのさあ。

うう。
ＨｉｄＤ＿ＧｅｔＨｉｄＧｕｉｄとＨｉｄＤ＿ＧｅｔＡｔｔｒｉｂｕｔｅｓが組み込めない？？？
Ｂｏｒｌａｎｄ　Ｃ＋＋コンパイラでは、この関数は使えない、ということなのか？？？

これにはほんと困りました（だから、Ｃは嫌いなの！）。

あ。時間がなくなってしまいました。
この続きは、また次回にいたします。
２０１０．２．７ｕｐｌｏａｄ
２０１０．２．８　Ｃ＋＋ソースの一部を変更

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