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Handbuch – SSP 1.5.0 GLYN GUI-KIT-S70 – Handbuch

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Das GLYN-GUI-KIT-S70 Handbuch

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Autoren: Alexander Pokorny, Tobias Spiess / Auflage: 1.0 - Stand 22.10.2018


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1 Inhaltsverzeichnis

1 Inhaltsverzeichnis..................................................................................................................... 2

2 Einführung ................................................................................................................................ 4

3 Was steckt hinter dem Renesas Synergy Ansatz ..................................................................... 5

4 Synergy Software Package: ...................................................................................................... 5

4.1 ThreadX .................................................................................................................................... 5

4.2 FileX .......................................................................................................................................... 5

4.3 GUIX ......................................................................................................................................... 6

4.4 GUIX Studio .............................................................................................................................. 6

4.5 USBX ......................................................................................................................................... 7

4.6 NetX / NetX Duo ....................................................................................................................... 8

4.7 NetX Secure™ ........................................................................................................................... 8

5 Was befindet sich auf dem GLYN-GUI-KIT-S70 ...................................................................... 10

5.1 MCU ....................................................................................................................................... 10

5.2 Spannungsversorgung ............................................................................................................ 11

5.3 Display .................................................................................................................................... 12

5.3.1 Capacitive Touch Panel .......................................................................................................... 12

5.3.2 Backlight ................................................................................................................................. 12

5.4 SDRAM ................................................................................................................................... 13

5.5 QSPI Flash ............................................................................................................................... 14

5.6 Ethernet ................................................................................................................................. 14

5.7 USB ......................................................................................................................................... 15

5.7.1 USB Host ................................................................................................................................ 15

5.7.2 USB Funktion .......................................................................................................................... 15

5.8 CAN 2.0 B ............................................................................................................................... 15

5.9 RS232 und RS485 ................................................................................................................... 16

5.10 Micro SD Card ........................................................................................................................ 16

5.11 BLE .......................................................................................................................................... 16

5.12 PMOD ..................................................................................................................................... 17

5.13 Debugger-Interface ................................................................................................................ 18

6 Software Download und Installation ..................................................................................... 19

6.1 E2Studio ................................................................................................................................. 19


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6.2 IAR Workbench ...................................................................................................................... 19

6.3 Synergy™ Standalone Configurator (SSC) .............................................................................. 19

6.4 TraceX® .................................................................................................................................. 20

6.5 GUIX Studio ............................................................................................................................ 20

7 Das erste Projekt – eine LED Blinkt! ....................................................................................... 21

7.1 E2Studio Projekt: LED blinkt! ................................................................................................. 21

7.2 E2Studio Projekt: LED blinkt mit HAL GPT ............................................................................. 27

7.3 TraceX .................................................................................................................................... 30

8 Anhang ................................................................................................................................... 32

8.1 Weblinks: ............................................................................................................................... 32


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2 Einführung

Seit den 1990 Jahren hat sich viel in der Welt der Halbleiter getan. Neue Technologien sorgten für immer mehr Performance auf immer kleineren DIE-Flächen. Die verschieden Hersteller versuchen sich Tag für Tag mit immer neuen Features gegenseitig den Rang abzulaufen. Ein Spiegel unserer Zeit ist es auch, dass Firmen sich zusammenschließen um Ressourcen zu bündeln und gleichzeitig werden andere wichtige Firmenbereiche wieder in andere Firmen ausgelagert oder abgespalten.

Resultierend aus dieser Veränderung ändern sich die Produktlebenszyklen von mehreren Jahren oder Jahrzehnten eher auf Monate. Das Nachsehen haben in den meisten Fällen hier die Entwickler, die nun gefordert sind in immer kürzeren Zeiten immer größere Projektrealisierungen durchzuführen. Hatte vor 10 Jahren eine MCU noch ein Datenblatt von 300 bis 500 Seiten in denen die Register beschrieben wurden, sind heute mehrere Tausend Seiten keine Seltenheit mehr. Hinzu kommen neue Schnittstellen wie USB, Ethernet, Bluetooth Low Energy (BLE) die ebenfalls komplexe Stacks benötigen. Ein weiterer Trend der für den Bereich IoT unerlässlich ist, sind die Security Module zum kodieren und dekodieren von Daten. Auch diese werden immer komplexer was die Arbeit der Entwickler auch nicht gerade vereinfacht.

Um all diese Hard- und Software-Module unter einen Hut zu bekommen ist ebenfalls der Einsatz eines Betriebssystems unerlässlich. Das bedeutet aber leider auch, dass sich der Kunde mit immer mehr Bereichen außerhalb seiner Kernkompetenz beschäftigen muss. Er muss sich Wissen über Technologien aneignen, die mit seiner eigentlichen Kernkompetenz nichts viel gemeinsam haben.

Im Jahr 2013 entschloss sich Renesas nun den Kunden den Einstig in die „moderne“ Welt deutlich zu vereinfachen, die Renesas Synergy Plattform war geboren.

Wir von GLYN haben in den letzten Jahren einen ähnlichen Trend festgestellt. Viele Kunden haben nicht mehr die Ressourcen, in Form von Personal und Zeit, um sich diesen Problemen selbst zu stellen. Vielmehr sucht man nach Lösungen fertige bzw. fast Fertige Produkte in eigene Applikationen zu integrieren und diese dann nur noch mit dem „eigenen KNOW-HOW“ zu erweitern.

Diese Ansätze können viel Zeit sparen, was sich nicht zuletzt in einem Wettbewerbsvorteil gegenüber der Kongruenz auszahlen kann. Genau an diesem Punkt setzt das GLYN-GUI-KIT-S70 an. GLYN bietet hiermit ein fertiges Hardware-Module. Das Maß an Freiheitsgraden bietet ausreichend Entwicklungsraum für eigene Applikationen.


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3 Was steckt hinter dem Renesas Synergy Ansatz

Mit Renesas Synergy hat Renesas die Lücke zwischen Hard- uns Software geschlossen. Denn in der heutigen Zeit geht es oft nicht mehr um die Hardware, die als „BlackBox“ angesehen wird. Vielmehr liegt der Fokus auf dem Zeitgewinn bei der Realisierung des nächsten Projektes. Genau darauf hin zielt der Synergy Ansatz. Heute üblich ist die Verwendung eines MCU Herstellers, eins Software Herstellers für das Betriebssystem und beliebig vieler Hersteller von Stacks und Debugger Hardware. Sollten bei der Entwicklung dann Fragen und Problem entstehen wird der Kunde gern von A nach B geschickt. Es liegt in der Natur des Menschen das jeder in der Kette gern das Problem zum anderen verschiebt. Bei Synergy hingegen bekommt der Kunde Hard- und Software aus einer Hand und zwar von Renesas. Somit hat der Kunden nur einen Ansprechparten für alle aufkommenden Fragen.

Um den Erfolg eines solchen Ansatzes zu garantieren ist es erforderlich, dass auch die meisten Bedürfnisse der Applikation softwaretechnisch abgedeckt werden. Renesas garantiert dies durch die Partnerschaft zur Softwarehersteller Express Logic, die mit der Bereitstellung der Software beauftragt sind. Express Logic liefert für Synergy somit die folgenden Software Komponenten:

4 Synergy Software Package:

Um sicherzustellen, dass jeder Kunde die richtige bzw. aktuelle Kombination aus Software und Hardware im Einsatz hat fasst Renesas die komplette Synergy Software in einem Paket zusammen, dem Synergy Software Package.

4.1 ThreadX

ThreadX ist ein real-time fähiger RTOS Kernel der heute bereits milliardenfach eingesetzt wird. Je nach Applikation hat der RTOS Kernel eine Größe zwischen 2 und 15 kByte, was ihn sehr attraktiv für MCUs (z.B. Synergy S1) mit wenig on Chip Flash macht.

Ein weiterer Vorteil ist die Safety-Zertifizierung nach IEC61508 und IEC62304 durch den TÜV Saar. Für viele Kunden ist die Norm - „Funktionale Sicherheit sicherheitsbezogener elektrischer / elektronischer / programmierbarer elektronischer Systeme.“ – ein notwendiger wichtiger Punkt für die Auswahl eines RTOS.

4.2 FileX

FileX ist ein File-System mit dem die unterschiedlichsten Speicher Systeme Unterstützt werden. So ist die Verwaltung von RAM / Flash also auch physikalischen Devices wie USB


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Sticks der SPI Flashes möglich. Es unterstützt 12-, 16,-32-bit Speichertables (FAT) als auch (exFAT). Die moderne Struktur dieses Stacks ermöglicht sowohl lange Dateinamen als auch den „Multi-Partitionen-Support.“

Durch seine minimale Größe von 6KBytes ist es natürlich auch extrem wirtschaftlich programmiert.

4.3 GUIX

GUIX ist eine Grafische Interface Lösung die von Express Logic speziell für den Embedded und IoT Bereich mit hohen Echtzeit Anforderungen entwickelt wurde. Ein kleiner Auszug der GUIX Funktionen beinhaltet:

- Monochrom bis 32-Bit Echtfarben mit Alpha-Grafikformaten

- Hardware-Beschleuniger-Unterstützung - Bitmap-Komprimierung - Alpha-Mischung - Dithering Unterstützung - Anti-Aliasing - Skinning und Themen - Canvas blending - Mehrsprachige Unterstützung und UTF-8-Kodierung - Optimiertes Clipping, Zeichnen und Eventhandling - Fensterverwaltung inklusive Viewports und Z-

Ordnungspflege - Unterstützung für Übergänge, Sprites und Animationen - Benutzerdefinierte Widget-Unterstützung - Laufzeit JPEG- und PNG-Decoder

4.4 GUIX Studio

Unterstützung bei der Erstellung bietet hier den Desktop-Design-Tool GUIX Studio. So ist es schnell und effizient möglich Industrielle Designs in einen ausführbaren Code umzusetzen. Der Anwender erhält somit einen direkt funktionsfähige und auf Synergy (S5 / S7) lauffähige Realisierung seines Designs.


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So kann man mit dem GUIX sehr schnell solche Beispiel Applikationen erstellen:

4.5 USBX

USBX ist ein kompletter USB-Host und Device Stack.

Er unterstützt Low-Speed (1,5MBd), Full-Speed (12 MBd) und High-Speed (480 MBd) und stellt so für Synergy den Kontakt zu aktuellen USB Geräten sicher.

USBX™ umfasst ein reichhaltiges Angebot an verschieden Frameworks und USB Klassen wie CDC, HID, UVC und Storage Klassen. Ebenso bietet der USBX™ die Unterstützung für kaskadieren HUB Support.


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4.6 NetX / NetX Duo

NetX™ (IPv4) und NetX Duo™ (IPv4 / IPv6) bieten als leistungsfähige Grundlage zwei Implementierungen von den TCP/IP Standards. Diese können wahlweise ausgewählt werden und sind vollständig in TreadX® integriert. Ebenso ist die Unterstützung für „zero-copy“ Kommunikation mit integriert. Dieses System ermöglich die Anzahl unnötige Prozessor Cycles während dem verschieben zwischen Applikations-Pufferspeichern zu eliminieren.

Durch den Einsatz der Piconet™ Architektur wird die physikalische Stack Größe auf ein Minimum reduziert. Denn nur die von der Applikation verwendeten Teile der Stacks werden auch mit kompiliert.

Eine Auswahl der unterstützen Stacks sehen sie hier: -ARP / RARP -DHCP -DNS -FTP -TFTP -HTTP -ICMP -IGMP -MQTT -NAT -POP3 -PPP -SMTP -SNMP -Telnet -UDP

4.7 NetX Secure™ Bei Synergy werden in der Cryptography and Security Library verschieden Sicherheitsfunktionen zusammengefasst. Das von Express Logic unter dem Namen NetX Secure™ bekannt ist. Es ist eine Sammlung Sicherheitsfunktionen auf Makro Ebene, Root-of-Trust und der Fähigkeit vertrauenswürdige Quellen und Code zuerkennen. Seit dem SSP 1.4.1 ist somit die Unterstützung von z.B. TLS (1.0, 1.1 und 1.2) auf der Synergy Hardware Crypto Einheit unterstützt. Zu den Verschlüsselungsarten gehören: AES 128/192/256, SHA1, SHA224/256, DES, 3DES, ARC4, DSA 1024/2048, HRK, RSA

Die hier aufgeführten Inhalte sind nur ein Auszug aus dem SSP Portfolio. Eine noch detailliertere Übersicht über die im SSP enthaltenen Funktionen / Komponenten finden sie auf der Renesas Webseite unter: http://www.renesas.eu/synergy.

http://www.renesas.eu/synergy


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Zusätzlich zu denen von Express Logic kommenden Systemkomponenten, liefert Renesas für die Synergy Familie eine Reihe von nützlichen Unterstützungen die den Einstieg in die Synergy Welt vereinfachen sollen.

Als erstes wäre dort das BSP (das Board Support Package) zu erwähnen. Renesas stellt für jedes Kit ein solches Paket bereit. Das BSP nimmt dem Anwender die physikalische Pin-Konfiguration ab. Für das GLYN-GUI-KIT-S70 wurde ebenfalls ein solches BSP erstellt.

Die nächste Ebene wird von den Hardware-Abstraction-Layer-Treibern gebildet. Die HAL-Treiber bilden die Schicht zwischen Hard und Software und ermöglichen das Hardware unabhängige schreiben von Anwendungscode. Im SSP von Renesas sind die passenden HAL Treiber natürlich auch enthalten. Alternativ kann der Anwender sich auch seine eigenen HAL Treiber Module erstellen und diese verwenden.

Die nächste Ebene wird von der Gruppe der Application Frameworks gebildet. Hier werden verschieden HAL Treiber zusammengefasst um ein höheres Funktion abzubilden. Ein Beispiel hierfür ist das Audio Playback Framework. In diesem Framework kommen Digital/Analog (DA) Wandler zur Modulation, ebenso wie Timer zur Erzeugung der Frequenzen zum Einsatz. Darüber hinaus ist auch der File System Support mit inkludiert um das Audio-File lesen zu können. Dies ist nur ein Beispiel aus dem Zahlreichen Pool an Frameworks die im SSP von Renesas verfügbar sind.


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5 Was befindet sich auf dem GLYN-GUI-KIT-S70

5.1 MCU

Auf dem PCB kommt eine Renesas Synergy S7 MCU im 176 Pin LQFP Package zum Einsatz. Diese MCU verfügt über einen Arm® Cortex®-M4 core der mit 240 MHz arbeitet. On-Chip sind 4 MB Flash und 640 KB SRAM verfügbar und sorgen für einen ausreichend großen Applikationsspielraum. Ein weiteres interessantes Feature ist der zusätzlich Grafik LCD Controller mit inkludierter 2D Drawing Engine und Hardware JPEG Decoder.


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5.2 Spannungsversorgung

Die Bedeutung der Spannungsversorgung erfährt in der heutigen - EMV belastetsten – Zeit einen immer höheren Stellenwert. Oft sind es Kleinigkeiten im Bereich der Spannungsversorgung die für größere Störungen im ganzen System sorgen.

Aus diesem Grund haben wir uns bei dem Display Modul explizit auf eine geteilte Lösung verständigt. So ist der Input auf eine Spannung bis maximal +15 DC Volt ausgelegt. Als Verpolungsschutz dient ein Toshiba TPCC8106. Der durch eine zusätzliche TVS Diode unterstützt wird.

Die so bereitgestellte Eingangsspannung kann nun zur weiteren Verarbeitung genutzt werden. Das GLYN-GUI-KIT-S70 hat intern einen 3,3 Volt- und einen 5,0 Volt Kreis. Je nach Ausstattung und Einsatzgebiet können in beiden Kreisen Ströme bis zu 4 Ampere auftreten. Die Spannungen werden von zwei einstellbaren Renesas (ehemalig: Intersil) ISL85005 Buck Regulatoren zur Verfügung gestellt, diese können je bis zu 5 Ampere bereitstellen. Exemplarisch ist hier der 3,3 Volt Kreis abgebildet:


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5.3 Display

Grundlage des GLYN GLYN-GUI-KIT-S70 ist ein 7 Zoll EDT mit einer Auflösung von 800 x 480 Pixeln. Das Display verfügt über ein digitales 24-Bit RGB Interface. Auf diesem Board wird das Display aber nur mit einem 16-Bit RGB Interface angesteuert. Diese Restriktion geht einher mit der beschränkten Anzahl an freien Pins auf der eingesetzten 176 Pin MCU einher.

Das EDT Display kann in einem Temperaturbereich von -20°C bis +70°C betrieben werden. Weitere Informationen zu dem Display finden sie im Datenblatt des Displays bei EDT auf der Homepage unter der Bezeichnung: „GETM0700G0EDH6“.

5.3.1 Capacitive Touch Panel

Auf dem Modul ist standardmäßig ein kapazitives Touch Panel verbaut (auf dem GETM0700G0EDH6). Die Touch-Auswertung von bis zu 5 Fingern erfolgt über einen auf dem Display verbauten Hycon HY4614 Controller. Dieser stellt die Werte von den 28 x 16 Sensoren als I2C Slave mit bis zu 400kHz bereit und ermöglicht eine direkte Weiterverarbeitung am Synergy S7.

5.3.2 Backlight

Der Backlight-Kreis des GETM0700G0EDH6 kann wahlweise über einen DA Wandler oder ein PWM Signal der Synergy MCU angesteuert werden. Diese Flexibilität ermöglicht es die Hardware nach aktuellen Bedürfnissen bzw. Anforderungen zu konfigurieren. Hierzu kann mit dem Jumper „SJ1“ der gewünschte Modus ausgewählt werden.(Standard Setting ist der DA-Wandler-Ausgang).

Bei den aktuellen Einstellungen wird aus der Eingangsspannung von 5 Volt eine Ausgangsspannung für das Backlight von 9.6 Volt bei einer Frequenz von 81kHz erzeugt. In diesem Bereich kann das Backlight mit einer effizienten Ansteuerung angesteuert werden.


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5.4 SDRAM

Für die Darstellung auf dem 800 x 480 Pixel Display bei einer Auflösung von 24-Bit benötigt man 1.152.000 Byte als Framebuffer. Aus diesem Grund ist bei einem Display dieser Größe zwingend ein externes SDRAM nötig.

Das auf dem GLYN-GUI-KIT-S70 verbaute ISSI SDRAM mit der Bezeichnung IS42S16160J hat eine Größe von 256 Mb und ist als 4M x 16 x 4 Banks organisiert.

Mit einer maximalen Frequenz von bis zu 166 MHz bietet es genügend Reserven im Bezug auf Platz und Geschwindigkeit.


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5.5 QSPI Flash

Das eingesetzte QSPI Flash ist ebenfalls von ISSI und ist unter dem IS25LP256D im Lieferprogramm zu finden. Hier handelt es sich um ein 256Mbit (32MByte) großes Flash, das per QSPI als externer nicht flüchtiger Speicher an die Synergy angebunden ist. Das 8-Pin WSON Package mit seinen 8x6 mm ist Platzsparend auf dem PCB untergebracht. So wird selbst für aufwendige Grafiklösungen genügend Speicher zur Verfügung gestellt. Im Fast Read Quad IO Mode kann von dem Flash mit bis zu 166 MHz gelesen werden was die Latenz für interne Anwendungen auf ein Minimum begrenzt.

5.6 Ethernet

Heute gilt Ethernet als eine den Schlüsselschnittstellen zur Anbindung an die IoT Welt.

Auf dem GLYN-GUI-KIT-S70 ist Ethernet ebenfalls von entscheidender Bedeutung. Die Schnittstelle ist als 10Base-T/100Base-TX nach IEEE 802.3 realisiert. Die 10/100Mbps RMII MAC des Synergy S7 ist mit einer Micrel KSZ8081RNA PHY verbunden. Die PHY benötigt selbst ein externes 25 MHz Quarz, um die für das RMII Interface nötigen 50 MHz zu Verfügung zu stellen.

Auf der anderen Seite der PHY findet man den magnetischen Übertrager der Firma Würth (Type 749010310). Dieses Modell zeichnet sich durch seine Größe und die metallische Schirmung aus und bildet so die Verbindung zu der typischen RJ45 Buchse.


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5.7 USB

Die USB Schnittstelle ist ebenso wie Ethernet auf einem modernen Design nicht mehr wegzudenken. Möchte man vor Ort Zugriff mit einer Tastatur (HID) oder auf Daten auf einem USB Stick (MSD) erhalten wollen, ist USB das Mittel der Wahl. Die verbaute MCU der Renesas Synergy S7 Familie unterstützt von Haus aus mit je einem Modul USB FullSpeed (12 Mbit/sec) und HighSpeed (480 Mbit/Sec).

5.7.1 USB Host Die USB A Buchse zum Kontaktieren mit z.B. einem USB Stick wurde auf die USB HS Schnittstelle gelegt. Somit ist es möglich einen USB Stick mit bis zu 480 Mbit zu beschreiben. Um die Spannungsversorgung an der USB Buchse sicher zu stellen ist auf dem Board ein MIC2025 verbaut. Dieser Chip stellt bei 5 Volt einen Strom von 500mA zur Verfügung.

5.7.2 USB Funktion

Die Mini USB Buchse (optional Micro USB senkrecht) ermöglicht die Verbindung mit einem PC um die Funktionalität als Communication Device Class (CDC) nutzen zu können. So kann z.B. eine Schnittstelle zum Parametrisieren über ein Hyperteminal aufgebaut werden.

5.8 CAN 2.0 B

Die CAN –Schnittstelle stellt heute ein zentrales Kommunikationselement in vielen Industrie Applikationen dar. Durch seine Robustheit und den einfachen Aufbau, ermöglicht CAN mit geringen Datenmengen die Kommunikationen über lange Strecken. Das auf dem Synergy verbaute Module nach dem Standard CAN 2.0B kann mit bis zu 400 kHz betrieben werden.


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5.9 RS232 und RS485

RS232 und RS485 sind mit einem Transceiver realisiert. Der Renesas (ehemalig Intersil) ISL3333 Dual Protokoll Transceiver ermöglicht dies. Mit seinen auf ±15 KV (HBM) ESD geschützten Pins ist er ein zuverlässiger Partner. Im „Fast Mode“ unterstützt er bis zu 20 Mbps bei RS485 und 400kbps bei RS232. Durch seine vollständige Parametrierbarkeit kann ein ISL3333 je nach Bedarf jedes Interface mit verschieden Protokollen fahren.

Auf dem GLYN-GUI-KIT-S70 stellt der ISL3333 je eine RS232 und eine RS485 Schnittstelle zur Verfügung. So ist dieses Modul für die meisten Applikationen gewappnet.

5.10 Micro SD Card

Optional besteht die Möglichkeit den Speicher des GLYN-GUI-KIT-S70 mit einer Micro-SD-Karte zu erweitern. Das Synergy Software Package bringt dafür alle notwendigen Treiber inklusive File System mit. So kann auf einfache Weise die Micro SD Karte zum Laden von Bildern oder zum Speichern als Datenlogger verwendet werden. Der Kartenhalter ist an das SDHI-Interface des Synergy S5 angeschlossen. Dies sorgt für maximale Leistung im Gegensatz zu dem sonst oft eingesetzten SPI-Mode. Natürlich sind alle Notwendigen Lizenzen für den SDHI–Mode im SSP enthalten.

5.11 BLE

Optional kann das GLYN-GUI-KIT-S70 mit einer BLE Funktionalität erweitert werden. Zu diesem Zweck kann aus mehreren Cypress PRoC BLE Modulen gewählt werden. Die Bereits nach FCC, CE Mic, KC und IC Zertifizierten Module werden per TTL UART direkt angesprochen und sind bereits vorprogrammiert.

Es stehen folgend Module zur Auswahl:

BLE Version 4.1 4.2

Bestellnummer CYBLE-022001-00 CYBLE-022005-00 CYBLE-222014-01

Abmessungen (mm) 10 x 10 x 1,8

ARM Core Cortex M0, 48 MHz

Flash / SRAM 128/16 256/32

Tx/Rx Strom (mA) 15,6/16,4


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5.12 PMOD

Die Firma DIGILENT® kam vor ein paar Jahren auf die Idee einen Standard für Peripherie Module zu entwickeln bzw. zu definieren. Mit diesem offenen Standard sollte es möglich sein 3 Definierten Pinouts (1x6, 2x4 und 2x6 Pins) mehrere Schnittstellen und Funktionen abzudecken. Auf dem GLYN-GUI-KIT-S70 ist ein PMOD Connector vom Type 2A (expanded SPI) verbaut. Auf diesem Connector liegen sowohl die SPI Schnittstelle also auch I/O Ports. Die für die meisten Zusatzmodule verwendet werden können.


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5.13 Debugger-Interface

Alle modernen Synergy MCUs können über ein JTAG (5-Pin) bzw. SWD (2-Pin) Interface angesprochen werden. Über diesen Weg erfolgt sowohl die Programmierung als auch das Debuggen.

Auf diesem Modul ist das JTAG Interface als Debug-Schnittstelle gewählt worden. So wird auch bei einer großen Softwareauslastung ein zügiger Download von Projekten möglich. Das Schreiben des internen 4 MB Synergy Flashs ebenso wie der Download auf das extern angeschlossene QSPI Speicher sollten so in angemessener Zeit erfolgen.

Auf dem Module befindet sich ein typischer 9-pin 0.05“ JTAG-Cortex M Connector.

Auf diesen 9-Piner (ein Pin ist unbelegt) passt der aus der Armwelt und von anderen Renesas MCUs bekannte J-LINK von Segger.

Weiter Informationen zum J-Link Debugger finden sie auf der Seite von Segger unter: https://www.segger.com/products/debug-probes/j-link/

https://www.segger.com/products/debug-probes/j-link/

https://www.segger.com/products/debug-probes/j-link/


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6 Software Download und Installation

Auf der Renesas Homepage unter der Rubrik Synergy finden sie sämtliche für die Synergy MCU Familie benötigten Programme. Nachdem sie sich registriert bzw. angemeldet haben.

Da es sich bei der Synergy IoT Plattform um ein vorzertifiziertes System handelt, findet man alle nötigen und auf einander abgestimmten Downloads im Bereich Synergy. Die hier angebotenen Versionen unterscheiden sich meist durch eine kleinere bzw. ältere Versionsnummer als sonst verfügbar.

Die Software finden sie hier: https://www.renesas.com/eu/en/products/synergy/software/tools.html

6.1 E2Studio

Grundlage für jedes Synergy Projekt bildet das E2Studio. Für Synergy steht aktuell die Version 6.2.1.R20180629 vom 19. Juli 2018 zur Verfügung. Außerhalb von Synergy befinden wir uns bereits bei einer E2Studio Version 7.xx. Die Integrated Solution Development Environment (ISDE) genannte Entwicklungsumgebung auf Eclipse Basis verwendet standardmäßig einen GCC Compiler.

6.2 IAR Workbench

Alternativ zum E2Studio kann auch die weit verbreitete IAR Workbench inkl. Compiler verwendet werden. Die Firma Renesas hat hier einen Vertrag mit der Firma IAR geschlossen. Somit steht jedem Synergy Nutzer auch die Toolkette von IAR kostenlos zur Verfügung. Der Kunde muss nur berücksichtigen, dass die Synergy Version nur bei Renesas heruntergeladen werden kann und das IAR keinen Support leistet. Sämtliche Fragen werden über den Renesas eigenen Support abgewickelt.

6.3 Synergy™ Standalone Configurator (SSC)

Wenn die IAR Workbench zum Einsatz kommt kann das externe Tool, der SSC verwendet werden. In Ihm werden die einzelnen Module der Synergy Software Pakete zusammengesetzt. Als Output erhält man dann ein von der IAR Workbench lesbares Projekt. Somit ist die Verwendung zwischen E2Studio und IAR Workbench + SSC gleichwertig anzusehen.

https://www.renesas.com/eu/en/products/synergy/software/tools.html


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6.4 TraceX®

TraceX® kann ebenso wie das E2Studio direkt unter dem oben angegebenen Link heruntergeladen werden. Auch hier ist zu beachten, dass die auf der Renesas Synergy Seite bereitgestellte Version sich grundlegend von der bei Express Logic angebotenen Version unterscheidet. Fragen aus dem Bereich Support sind auch ausschließlich an Renesas zu richten.

Wichtig: Um das Tool installieren zu können muss der Anwender am PC mit Administrator Rechten ausgestattet sein.

6.5 GUIX Studio

Das GUIX ™ Studio ist als eigenständiges Tool zur Erstellung von sämtlichen Displayinhalten notwendig. Das Studio kann auch wieder unter dem oben angegebenen Link heruntergeladen werden. Auch hier gilt, dass sich die Version von der Renesas Seite und der Express Logic Seite unterscheiden.


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7 Das erste Projekt – eine LED Blinkt!

7.1 E2Studio Projekt: LED blinkt!

Erstellen Sie ein neues Synergy Projekt in e²studio für das GLYN-GUI-KIT-S70 Board unter Verwendung des von GLYN bereitgestellten BSPs zum GLYN-GUI-KIT-S70.

Device Selection SSP Version 1.5.0

Board Glyn_gui_kit_s70

Device R7FS7G27H3A01CFC

Select Tools Toolchain GCC ARM Embedded

Toolchain Version 4.9.3.20150529

Debugger J-Link ARM

Die benötigten Dateien für das Projekt werden im Hintergrund erzeugt und e²studio fordert Sie auf in die „Synergy Configuration“ Ansicht zu wechseln. Der Synergy Konfigurator ist eine eigenständige Ansicht im e²studio mit unterschiedlichen Untermenüs.

Summary: Unter Summary werden alle Informationen über ihr Projekt zusammengefasst. Bei Fragen können Sie hier auch direkt Kontakt mit GLYN oder dem Renesas Live Chat Team über den Support Button aufnehmen.


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Clocks: Unter Clocks können die internen Clocks per drop down Menü eingestellt werden.

Sollten bei der Konfiguration der Clocks Probleme auftreten, oder ein Clock zu niedrig/hoch sein wird der betroffene Clock rot markiert.


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Pins: Im Pin Menü können die einzelnen Pins mit Hilfe der grafischen Oberfläche konfiguriert werden. Sie können den Pins Symbolische Namen geben, und Peripheriefunktionen zuweisen. Für diesen Workshop müssen in diesem Menüpunkt keine Änderungen vorgenommen werden.

Thread: Im Thread Menü können die unterschiedlichen Komponenten, die in dem späteren Projekt verwendet werden sollen ausgewählt und über das Untermenü Property konfiguriert werden.


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Messaging: Wenn Sie unter Threads ein Messaging Framework Modul verwenden, können unter dem Tab „Messaging“ eigene Events und Eventklassen erstellt werden.

Components: Das Components Fenster zeigt die im SSP enthaltenen Komponenten, und alle aktuell ausgewählten Komponenten. Sie sollten versuchen die benötigten Komponenten ausschließlich über das Threadmenü in ihr Projekt einzubinden, weil eine Konfiguration der Komponenten nur dort möglich ist.

Das Fenster „Project Explorer“ zeigt die generelle Ordnerstruktur ihres Projekts. Ordner mit dem Namen „Synergy“ wurden automatisch durch den Projektgenerator erzeugt und sollten nicht durch den Benutzer verändert werden. Jede Änderung in diesen Dateien wird nach einem erneuten drücken der Taste „Generate Project Content“ überschrieben. Die Dateien für den Benutzercode befinden sich in dem Ordner „src“ und sind mit dem Namen „entry“ speziell gekennzeichnet. Wenn Sie zusätzliche C-Files benötigen, können diese in den Ordner „src“ eingefügt werden.

Die Konfigurationsdateien aller verwendeten Komponenten befinden sich in dem Ordner „synerg_cfg“. Die Einstellungen können über die Synergy Configuration Ansicht verändert werden. Im „synergy“ Ordner ist der durch das SSP erzeugte Source- Code für die verwendeten Komponenten enthalten.

Der Ordner „src“ beinhaltet durch den Benutzer veränderbaren Code.

Usercode sollte ausschließlich in „entry“ Dateien eingegeben werden.

Aller Ordner mit „Synergy“ im Namen, beinhalten automatisch generierten Code und sollten nicht verändert werden!


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LED mit Synergy API blinken lassen

Zuerst müssen die Informationen über die Anzahl der auf dem Board verbauten LEDs ausgelesen werden.

/* Storage for LED pins */

bsp_leds_t Leds;

/* Populate the LEDs structure array */

R_BSP_LedsGet(&Leds);

Nun kann der Zustand der IO-Pins an die die LEDs angeschlossen sind über die API- Funktionen geändert werden.

g_ioport.p_api->pinWrite(Leds.p_leds[BSP_LED_LED1], IOPORT_LEVEL_HIGH);

g_ioport.p_api->pinWrite(Leds.p_leds[BSP_LED_LED3], IOPORT_LEVEL_LOW);

Anschließend kann der Softwaredelay verwendet werden um die LEDs in einer while(1)

i

Standardmäßig ist in einem Projekten der I/O Port Treiber, r_ioport, enthalten. Auf diesen Treiber kann über API Funktionen zugegriffen werden, die in der Datei „src/synergy_gen/hal_data.c“ genauer definiert sind.

const ioport_instance_t g_ioport = { .p_api = &g_ioport_on_ioport, .p_cfg = NULL };

const ioport_api_t g_ioport_on_ioport =

{

.init = R_IOPORT_Init,

.pinCfg = R_IOPORT_PinCfg,

.pinDirectionSet = R_IOPORT_PinDirectionSet,

.pinEventInputRead = R_IOPORT_PinEventInputRead,

.pinEventOutputWrite = R_IOPORT_PinEventOutputWrite,

.pinEthernetModeCfg = R_IOPORT_EthernetModeCfg,

.pinRead = R_IOPORT_PinRead,

.pinWrite = R_IOPORT_PinWrite,

.portDirectionSet = R_IOPORT_PortDirectionSet,

.portEventInputRead = R_IOPORT_PortEventInputRead,

.portEventOutputWrite = R_IOPORT_PortEventOutputWrite,

.portRead = R_IOPORT_PortRead,

.portWrite = R_IOPORT_PortWrite,

.versionGet = R_IOPORT_VersionGet,

};

Im Benutzercode kann die Funktion R_IOPORT_PinWrite( ) durch folgende Programmzeile aufgerufen werden.

g_ioport.p_api->pinWrite(IOPORT_PORT_06_PIN_00, IOPORT_LEVEL_HIGH);

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Wechseln Sie zu Threads und erstellen Sie einen neuen Thread „LED Thread“

Thread Symbol led_thread

Name LED Thread

Stack Size (bytes) 1024

Priority 1

Auto Start Enabled

Time slicing interval (ticks) 1

Generieren Sie die Grundeinstellungen für das Synergy Projekt mit dem Button „Generate Project Content“.

Wechseln Sie in die C/C++ Ansicht

Ergänzen Sie den nachfolgenden Programmcode in der Datei „led_thread_entry.c #include "led_thread.h" void led_thread_entry(void) { /* Storage for LED pins */ bsp_leds_t Leds; /* Populate the LEDs structure array */ R_BSP_LedsGet(&Leds); while(1) { //Write specified level to a pin g_ioport.p_api->pinWrite(Leds.p_leds[BSP_LED_LED1], //Pin to be written to IOPORT_LEVEL_HIGH); //State to be written to the pin R_BSP_SoftwareDelay(1, //Delay BSP_DELAY_UNITS_SECONDS); //Delay Unit //Write specified level to a pin g_ioport.p_api->pinWrite(Leds.p_leds[BSP_LED_LED1], //Pin to be written to IOPORT_LEVEL_LOW); //State to be written to the pin R_BSP_SoftwareDelay(1, //Delay BSP_DELAY_UNITS_SECONDS); //Delay Unit } }

Nachdem Sie den Programmcode ergänzt haben klicken Sie auf den build button.

Wenn das Programm erzeugt werden kann, erhalten Sie eine Meldung in der Console:


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Die erzeugte Datei „Projektname.elf“ kann nun auf das Board übertragen werden. Klicken Sie auf den

Pfeil neben dem Debug Button. Und wählen Sie den Menüpunkt „Debug Configurations…“

Suchen Sie unter dem Unterpunkt „Renesas GDB Hardware Debug“ ihr Projekt. Anschließend klicken Sie auf den Button „Debug“

Das Programm wird auf das Board übertragen und e²studio fragt ob in die Debug Ansicht gewechselt werden soll. Bestätigen Sie diese Frage mit „Yes“.

Der Programmcounter steht nun am Programmstart Reset_Handler(). Nachdem Sie auf den

„Resume“ Button klicken startet ihr Programm.

7.2 E2Studio Projekt: LED blinkt mit HAL GPT

Der GPT (General Purpose Timer) eignet sich perfekt um periodische Aufgaben zu realisieren, aus diesem Grund wird er in dem folgenden Beispiel für das Blinken der LED verwendet.

Wechseln Sie in die „Synergy Configuration“ Ansicht und öffnen Sie die Datei configuration.xml. Die nachfolgenden Einstellungen werden im „Threads“ Tab vorgenommen.

Fügen Sie den benötigten Timer Treiber in ihren zuvor erstellten LED Thread ein. Wählen Sie zunächst den LED Thread aus und anschließend den Treiber.

New Stack-> Driver -> Timers -> Timer Driver on r_gpt

LED 1 beginnt zu blinken.

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Wählen Sie den Timer Treiber aus, damit das Konfigurationsmenü angezeigt wird.

Setzen Sie in den Timer Einstellungen (Properties) die „Period Value“ auf 1 und die „Period Unit“ auf Seconds. Da der Timer eine Callback Funktion verwendet, muss ein Name für diese Funktion vergeben werden. In diesem Beispiel ist der Name „user_gpt_callback“. Aktivieren Sie den Interrupt und wählen Sie die Priorität 8.

Timer Treiber Konfiguration:

Common Parameter Checking Default (BSP)

Module Name g_timer0

Channel 0

Mode Periodic

Period Value 1

Period Unit Seconds

Duty Cycle Value 50

Duty Cicle Unit Unit Raw Counts

Auto Start True

GTIOCA Output Enable False

GTIOCA Stop Level Pin Level Low

GTIOCB Output Enable False

GTIOCB Stop Level Pin Level Low

Callback user_gpt_callback

Interrupt Priority Priority 8

Damit der neue Programmcode erstellt wird, klicken Sie auf „Generate Project Content“


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Öffnen Sie die Datei src/synergy_gen/led_thread.h. Diese Datei wurde mit dem Prototyp der GPT Callback Funktion ergänzt:

void user_gpt_callback(timer_callback_args_t * p_args);

Ergänzen Sie den benötigten Programmcode in der Datei led_thread_entry.c /* HAL- only entry function */ #include "led_thread.h" #include "stdbool.h" volatile bool g_timer_flag = false; //Generated Timer Callback function void user_gpt_callback(timer_callback_args_t * p_args) { SSP_PARAMETER_NOT_USED (p_args); g_timer_flag = true; } void led_thread_entry(void) { ssp_err_t err = SSP_SUCCESS; /* Storage for LED pins */ bsp_leds_t Leds; /* Populate the LEDs structure array */ R_BSP_LedsGet(&Leds); //Powers on GPT, handles required initialization err = g_timer0.p_api->open(g_timer0.p_ctrl, //Generated Timer0 Control Block g_timer0.p_cfg); //Generated Timer0 Configuration Block if (SSP_SUCCESS != err) { __BKPT(); //Stop here if Timer0 can't be opened } while(1) { //Write specified level to a pin g_ioport.p_api->pinWrite(Leds.p_leds[BSP_LED_LED1], //Pin to be written to IOPORT_LEVEL_HIGH); //State to be written to the pin while (false == g_timer_flag); //Wait for g_timer_flag g_timer_flag = false; //Reset Timer flag //Write specified level to a pin g_ioport.p_api->pinWrite(Leds.p_leds[BSP_LED_LED1], //Pin to be written to IOPORT_LEVEL_LOW); //State to be written to the pin while(false == g_timer_flag); //Wait for g_timer_flag g_timer_flag = false; //Reset Timer flag } }

Der Programmcode ist nun vollständig. Klicken Sie auf den Build Button. Anschließend können sie den erzeugten Code mit einem Klick auf das „Debug“ Symbol auf Board übertragen und mit „Resume“ starten.

In der Datei src/synergy_gen/led_thread.c ist die Instanz Struktur definiert, die beim Zugriff auf das Timer Modul verwendet wird.

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7.3 TraceX Installieren Sie mit Administrator Rechten TraceX auf ihrem PC. Geben Sie im e2Studio den Installationspfad von TraceX an. Window> Preferences> C/C++> Renesas> TraceX

Wechseln Sie in die „Synergy Configuration“ Ansicht und öffnen Sie die Datei configuration.xml. Die nachfolgenden Einstellungen werden im „Threads“ Tab unter „HAL/Common“ vorgenommen. Ergänzen Sie den ThreadX Source Code NEW> X-Ware> ThreadX> ThreadX Source

Aktivieren Sie Event Trace und deaktivieren Sie die Linker Warnung.

Common Event Trace Enabled

Trace Buffer Name g_tx_trace_buffer

Trace Buffer Size 65536

Trace Buffer Number of Registers

30

Module ThreadX Source Show linkage warning Disabled

Ergänzen Sie im g_sf_comms0 Framework des LED Thread den Source Code für USBX. Add USBX Source> New> USBX Source. Damit der neue Programmcode erstellt wird, klicken Sie auf „Generate Project Content“

Der Programmcode ist nun vollständig. Klicken Sie auf den Build Button. Anschließend können sie den erzeugten Code mit einem Klick auf das „Debug“ Symbol auf Board übertragen und mit „Resume“ starten.


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Lassen Sie ihr Programm einen Moment laufen und klicken Sie dann auf „Suspend“ Lesen Sie über TraceX den Trace Buffer aus. Run> TraceX> Launch TraceX Debugging… Bestätigen Sie die Meldung mit OK.

TraceX öffnet sich und Sie sehen die ausgelösten Events.


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8 Anhang

8.1 Weblinks:

- GLYN Webseite zu dem Board: www.glyn.de/GUIKITS70 Hier finden sie weiter Information zu dem GLYN-GUI-KIT-S70

- Renesas Synergy Webseite: www.renesas.eu/synergy Alle wichtigen Informationen zur Renesas Synergy Familie und verfügbarer Stacks finden sie auf den verschiedenen Unterseiten.

- Express Logic: www.rtos.com Zusätzliche Informationen zu Express Logic (RTOS und Stacks) sind hier ausführlich beschrieben.

- Digilent (Pmod): www.digilentinc.com Digilent hat mit dem Pmod quasi Standard eine Vielzahl von Modulen entwickelt. Unter der Rubrik Dokumentation können die Spezifikationen zu Pmod heruntergeladen werden.

- GLYN Webseite zum Display: https://www.glyn.de/Produkte/Displays Alle Informationen zu unseren Displays auf einen Blick.

- Emerging Display Technologies Corp. (EDT): www.edtc.com Als Erweiterung zu den auf der GLYN Seite bereitgestellten Display Informationen finden sie hier die EDT Herstellerseite.

http://www.glyn.de/GUIKITS70

http://www.renesas.eu/synergy

http://www.rtos.com/

http://www.digilentinc.com/

https://www.glyn.de/Produkte/Displays

http://www.edtc.com/

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