このソフトウェア開発キットは、主に新世代のAVRファミリ (Microchipブランド統合以降で発表されたもの) について、Arduino IDEでの開発を支援するために構成されている。 AVR-GCC/AVR-LIBC を用いて書かれた C/C++/アセンブラ プログラムを avrdude を用いて対象MCUにアップロードするまでの作業フローを提供する。
- Arduino互換APIは提供されない。
- ごく限られた互換性は配慮されており Blinkスケッチ(標準Lチカ)はそのままビルドできる。
- 原則として割込や計数器/計時器周辺機能を専有せず、利用者が自由に使える。
- 協調的マルチタスク 支援ライブラリは RTC周辺機能を必要とする。
(任意選択:明示的インクルードで有効化)
- 協調的マルチタスク 支援ライブラリは RTC周辺機能を必要とする。
- 超低消費電力超低速駆動対応。
- 32768Hzの超低消費電力動作を支援。
- 安価なプログラムライタ(書込器)の利用を想定。
- 高度なデバッグトレース機能は提供されない。シリアルコンソールだけが使える想定。
- makeコマンドによる高度なビルド進行は提供されない。
- Arduino IDE自体が makeコマンドに対応していない。
- Arduino IDEによる自動ビルド進行は提供される。
- 大規模開発には不向き。
- むしろMakefileを書かなくて良いから割り切れて簡単。
- 単機能テスト、スクラッチビルド、先行検証、各種実験に好適。
- 改良されたブートローダーの提供。(reduceAVR以外)
- スケッチプログラムと同時に EEPROM 領域を定数初期化/アップロード可能。
- フラッシュメモリ領域の自己消去/書換機能を支援。
- 余っている領域を大容量不揮発メモリストレージとして活用可能。
- 新規構築・再構築が簡単。
- セットアップは数分で済む。公式IDEのように何GBも大量ダウンロードすることはない。
- セミナー講習等での一斉大量導入に向く。
現在この SDK は複数の異なる対象アーキテクチャ向けにリポジトリを分けて提供される。
- MultiX Zinnia Product SDK [megaAVR]
- megaAVR-0 と tinyAVR-0/1/2 系統。(Atmelブランド世代)
- MultiX Zinnia Product SDK [modernAVR] <--
- (Microchipブランド世代)
- AVR DA 系統
- AVR32DA28 AVR64DA28 AVR128DA28
- AVR32DA32 AVR64DA32 AVR128DA32
- AVR32DA48 AVR64DA48 AVR128DA48
- AVR32DA64 AVR64DA64 AVR128DA64
- AVR DB 系統
- AVR32DB28 AVR64DB28 AVR128DB28
- AVR32DB32 AVR64DB32 AVR128DB32
- AVR32DB48 AVR64DB48 AVR128DB48
- AVR32DB64 AVR64DB64 AVR128DB64
- AVR DD 系統
- AVR16DD14 AVR32DD14 AVR64DD14
- AVR16DD20 AVR32DD20 AVR64DD20
- AVR16DD28 AVR32DD28 AVR64DD28
- AVR16DD32 AVR32DD32 AVR64DD32
- AVR DU 系統
- AVR16DD14 AVR32DD14
- AVR16DD20 AVR32DD20
- AVR16DD28 AVR32DD28 AVR64DD28
- AVR16DD32 AVR32DD32 AVR64DD32
- AVR EA 系統
- AVR16EA28 AVR32EA28 AVR64EA28
- AVR16EA32 AVR32EA32 AVR64EA32
- AVR16EA48 AVR32EA48 AVR64EA48
- AVR EB 系統
- AVR16EB14 AVR32EB14
- AVR16EB20 AVR32EB20
- AVR16EB28 AVR32EB28
- AVR16EB32 AVR32EB32
- MultiX Zinnia Product SDK [reduceAVR]
- 旧世代AVRのうち TPI方式に対応した系統。(Atmelブランド世代)
この分割は NVM書換プロトコルおよび/すなわちブートローダーの相互共有性による。
共通基盤の AVR-GCC/AVR-LIBC toolchain は既知の AVR 8bit 系全種に対応している。
- Windows (32bit/64bit)
- macOS (64bit)
- Linux (主にintel系64bit)
完成品として販売されている製品以外の、工場出荷状態ではブートローダーが書き込まれていないため何らかの書込器準備は必要。
- UPDI4AVR -- このSDKでもメンテナンスされている。JTAG2UPDI上位互換。
- HV書込 とUSB-USARTパススルーに対応可。(要外部回路)
- ゼロからこれを自作する場合は 卵と鶏 の関係になるため注意。
- SerialUPDI -- 一般のUSB-UARTと簡易な回路による高速書込環境。
- 準備にはいくらかの部品と配線準備が必要だが難易度は低い。HV書込は望めない。
- 対象MCUの UART通信とは回路が排他で外部切替が必要。(自動切替は要外付制御回路)
- avrdude 7.2 では AVR_DU/EA/EB には非対応。(AVR_EA/EB は 7.3以降、AVR_DU は 7.4以降で対応予定)
- PICkit4 -- 公式のプログラム書込装置兼 デバッグトレース 装置。
- 使用開始前に MPLAB X によるFWアップデートが要求される。購入状態での対応範囲不明。
- フルスペックの公式開発環境が別途必須なのでエンドユーザーのPC環境によっては難がある。
Arduino IDEの動作スペックより数倍大きなディスク空容量やハードウェア性能とIDE操作習熟が必要。
- JTAG2UPDI(Clone)
- Arduino UNO やその派生バリアント製品を無改造で UPDI対応プログラムライターに転換するファームウェア。
- リンク先の "Clone" バリアントは、AVR_DA/DB/DDと、AVR_DU/EA/EB に暫定対応する。(UPDI4AVR からのバックポート)
- プログラムライタ内蔵完成市販品 -- これらはブートローダー書込不要。(あるいは対応不可)
- Microchip Curiosity Nano Series の一部 -- AVR DA/DB + nEDBG
- Arduino IDE の「環境設定」「追加のボードマネージャーのURL」に以下のリンクを追加
- 「ボードマネージャー」ダイアログパネルを開き、検索欄に "multix" と入力
- 目的のアーキテクチャを選択して「インストール」
megaAVR
modernAVR
reduceAVR
- 上記リンクは更新がある程度まとまってから差し替えられるため、公開リポジトリより古い場合がある。 なる早で Arduino IDE に更新を取り込みたい場合は、下記リンクを使用されたい。
SDK種別と対象ブートローダー使用の有無をここで選ぶ。
- MultiX Zinnia Product SDK [megaAVR]
- MultiX Zinnia Product SDK [modernAVR] <--
- AVR DB with Bootloader
- AVR DA with Bootloader
- AVR DD with Bootloader
- AVR DU with Bootloader
- AVR EA with Bootloader
- AVR EB with Bootloader
- (separator) 以上28ピン以上製品専用、以下14ピン製品専用
- AVR DD 14pin with Bootloader
- AVR EB 14pin with Bootloader
- (separator) 以下ブートローダーなし
- AVR DB w/o Bootloader
- AVR DA w/o Bootloader
- AVR DD w/o Bootloader
- AVR DU w/o Bootloader
- AVR EA w/o Bootloader
- AVR EB w/o Bootloader
- MultiX Zinnia Product SDK [reduceAVR]
Arduino IDE でこのSDKを選択すると、 サブメニューでは以下のオプションが選択可能となる;
FUSE設定の変更は 書換器使用時に反映。ブートローダー書込時は変更不能。
- Variant -- 具体的な製品型番を選択。(必須)
- 外囲器ピン数+型番+フラッシュメモリ量+SRAM量別になっている。
- Clock(Dx) -- AVR_DA/DB/DD/DU用の主装置動作基準周波数選択(F_CPUマクロ初期値) -- 既定値は定格内最高速度
- F_CPUマクロを参照しないプログラムでは効果なし
- FUSE無関係に常時どれでも変更可能
- 高周波内蔵発振器による 24MHz〜1MHz
- 高周波内蔵発振器のオーバークロック 32MHz、28MHz(AVR_DA/DB/DDでは定格外、AVR_DUでは定格内)
- 超低消費電力発振器による 32.768kHz (OSC-ULP)
- Clock(Ex) -- AVR_Ex専用の主装置動作基準周波数選択(F_CPUマクロ初期値) -- 既定値は定格内最高速度
- F_CPUマクロを参照しないプログラムでは効果なし
- 20MHz系列と16Mhz系列は FUSE書込依存で排他選択
- 高周波内蔵発振器による 20MHz/10MHz/5MHz -- 20MHz系列用
- 高周波内蔵発振器による 16MHz/8MHz/4MHz/1MHz -- 16MHz系列用
- 高周波内蔵発振器による 2MHz -- FUSE設定非依存
- 超低消費電力発振器による 32.768kHz (OSC-ULP) -- FUSE設定非依存
- BOD Mode -- Brown Out Detect(FUSE設定)
- BOD Disabled -- 無効 -- 既定値
- BOD Enabled -- 有効
- BOD Sampled -- 各個別データシート参照のこと
- BOD Enabled hold wakeup -- 各個別データシート参照のこと
- BOD Level -- BOD監視電圧レベル(FUSE設定)
- 1.90V or 1.75V -- 既定値
- 2.45V or 1.90V
- 2.70V or 2.60V
- 2.85V or 4.30V
- FUSE PF6 -- AVR_DA/DB/DD/DU/EA/EB のリセット端子用途変更(FUSE設定)
- PF6 pin=Reset -- 既定値
- PF6 pin=GPIO -- 各個別データシート参照のこと
- FUSE UPDI -- AVR_DD/DU/EA/EBの UPDIピン用途変更(FUSE設定)
- 原則、既定値からの変更禁止(復元にはHV対応書換器が必須)
- 各個別データシート参照のこと
- EEPROM -- EEPROM保護フラグ(FUSE設定)
- Save guard "Retained" -- チップ消去時保護
- Save guard "Erase" -- チップ消去時一括初期化
- Upload ".eep" file -- ブートローダー/書込器でのEEPROMファイル書換有効
- BOOTROW -- BOOTROWの扱い:DU/EBシリーズのみ
- Save guard "Erase" -- チップ消去時一括初期化(既定値)
- Save guard "Retained" -- 何もしない
- Upload ".brow" file -- ブートローダー/書込器でのBOOTROWファイル書換有効
- USERROW -- USERROWの扱い
- Save guard "Retained" -- 何もしない
- Upload ".urow" file -- ブートローダー/書込器でのUSEROWファイル書換有効
- FUSE define -- FUSE全体の扱い:書込器モードのみ
- Specify in the MENU -- メニュー設定に従う
- Upload ".fuse" file (DANGER) -- FUSEファイルでの書換有効:危険な操作
- Build Option -- DEBUGマクロ有無(任意選択)
- Build Release -- 既定値(NDEBUG設定)
- Build DEBUG=1
- Build DEBUG=2
- Build API -- API拡張(任意選択)
- Macro API Enable -- 既定値
- Macro API Disable -- 無効
- Arduino互換APIの導入は要外部支援(本SDKサポート外)
- Standard Library All Disable
- フルアセンブラ記述/純粋C言語環境(LIBC無効)
- Build "printf" -- LIBC printf拡張(任意選択)
- default -- 浮動小数点フォーマット出力不可
- Float Support -- 浮動小数点フォーマット出力対応
- Console and LED -- (任意選択:w/o Bootloader 選択時に表示)
- 選択肢は系統選択に依存
- Console -- コンソール既定速度(CONSOLE_BAUDマクロ初期値)任意選択
- CONSOLE_BAUDマクロを参照しないスケッチプログラムには効果なし
- 9600 bps -- 標準
- 38400 bps
- 57600 bps
- 115200 bps
- 230400 bps
- 1000000 bps
- 2400 bps -- OSC-LUP対応
- Bootloader -- ブートローダー選択
- 選択肢は系統選択に依存
- w/o Bootloader 選択時は変更不可
- シリアルポート選択
- 環境依存
- 書込装置選択
- UPDI4AVR over UART (Standard)
- UPDI4AVR over UART (HV Enable) -- HV書込対応
- SerialUPDI over UART -- avrdude 7.2 では AVR_DU/EA/DB は対応不可
- PICkit4 over USB (UPDI) -- ファームウェア更新が必要
- Curiosity Nano (nEDBG: ATSAMD21E18)
- JTAG2UPDI over UART (NVMCTRL v2 Remodeling) -- リンク先の "Clone" バリアントは AVR_DD/DU/EA/EB も対応
- dryrun (Emulates programming without a programmer) -- 実際には何もしないダミーの書込器で、各種設定の論理的妥当性を検証するのに使用する
FUSE UPDI -> UPDI (default) 選択以外に書換えた場合の復元は HV対応書込器が必須。
FUSE EEPROM -> "Erase" and "Replace" 選択は、対応するブートローダーか書込器使用時のみ可。
Build API -> Standard Library All Disable 選択は、一切の既定コンパイル前提を除去する。
ボードメニューでブートローダー有を選んだ場合はこのモードが標準。 書込器は不要。MCUの UART経由でスケッチを書き込む。 FUSEを書き換えることは出来ない。 Arduino IDE のシリアルコンソールを閉じる必要はない。
以下のサブメニュー設定は必須;
- Bootloader
- シリアルポート選択
EEPROM対応ブートローダーを使用しているならば以下の選択も可能。
- EEPROM -> Upload ".eep" file
- BOOTROW -> Upload ".brow" file(DU/EBシリーズのみ)
- USERROW -> Upload ".urow" file
tinyAVR/megaAVR系統では Clock 選択と現在の真のFUSE設定が一致していないと UARTが正しく動作しない。 FUSE現在値が不明な場合は 2MHz を選択するとよい。
ボードメニューでブートローダー有を選んでおり、かつ書込器も併用している場合に有効。 FUSEも同時に更新される。 Arduino IDE のシリアルコンソールを閉じる必要はない。 スケッチとブートローダー導入を一括で行える。
以下のサブメニュー設定が必須;
- Bootloader
- シリアルポート選択(over UART 書込器の場合)
- 書込装置選択
- すべてのFUSE関連
EEPROM対応書込器を使用しているなら以下も選択可能。
- EEPROM -> Upload ".eep" file
- BOOTROW -> Upload ".brow" file(DU/EBシリーズのみ)
- USERROW -> Upload ".urow" file
tinyAVR/megaAVR系統では任意の Clock 選択が有効となる。
ボードメニューでブートローダー無を選んだ場合はこのモード。 FUSEも同時に更新される。 Arduino IDE のシリアルコンソールを閉じる必要はない。
以下のサブメニュー設定が必須;
- シリアルポート選択(over UART 書込器の場合)
- 書込装置選択
- すべてのFUSE関連
EEPROM対応書込器を使用しているなら以下も選択可能。
- EEPROM -> Upload ".eep" file
- BOOTROW -> Upload ".brow" file(DU/EBシリーズのみ)
- USERROW -> Upload ".urow" file
- FUSE define -> Upload ".fuse" file (DANGER)
tinyAVR/megaAVR系統では任意の Clock 選択が有効となる。
IDEメニューで選択
ボードメニューでブートローダー有を選んでおり、かつ書込器も併用している場合に有効。 FUSEも同時に更新される。 Arduino IDE のシリアルコンソールは 閉じていなければならない。 ブートローダー無の設定でこれを行うとチップ消去が為される。
以下のサブメニュー設定が必須;
- Bootloader
- シリアルポート選択(over UART 書込器の場合)
- 書込装置選択
- すべてのFUSE関連
tinyAVR / megaAVR系統では任意の Clock 選択が有効となる。 FUSE変更以後は 20MHz / 16MHz 各系統内の選択のみが FUSE変更なしで可能となる。
(書込み可能な場合の)スケッチフォルダに、 スケッチがビルドされた HEX ファイル、 ブートローダーも一体に結合された HEX ファイル、 逆アセンブルコードリスト、 EEPROM 初期化用 HEX ファイル BOOTROW 初期化用 HEX ファイル USERROW 初期化用 HEX ファイル FUSE 初期化用 HEX ファイル(スケッチ内で設定内容を記述した場合) が出力される。
スケッチがビルドエラーになる場合は何も出力されない。
スケッチが SDKサンプル直接の場合は(パスが書込禁止なので)出力されない。
STK500 version 1 プロトコルに基づく Arduino互換ブートローダーを同梱している。 代表的な UART と LED の組み合わせについてはビルド済のバイナリが用意されている。
ブートローダーバイナリのリビルドは、makeコマンド(OS依存)が別途用意できれば本 SDKのみで行える。
0.2.9から独自のファームウェアコードに変更された。
AVR_DU 系統用に 24/01現在用意されているブートローダーは、シリアルポート接続用(実験的実装)である。 USB-CDC接続用ブートローダーはまだ準備されていない。 DFU(FLIP接続)仕様のファームウェアは Microchip社から提供される はず である。
以下に上げる完成販売品は本来、それぞれ既定の開発環境があり この SDK が本来対応すべき範疇のものではないが、 搭載された MCU は対応範囲内なので 以下のようにすれば使用可能である。
この製品使用時のメニュー選択は次のようにしなければならない;
- ボードメニュー -> MultiX Zinnia SDK [modernAVR] -> AVR DB w/o Bootloader 必須
- Variant -> 48pin AVR128DB48 (128KiB+16KiB) 必須
- Console and LED -> UART3 TX:PB0 RX:PB1 LED=PB3 (AVR128DB48 Curiosity Nano) 必須
- 書込装置選択 -> Curiosity Nano (nEDBG: ATSAMD21E18) 必須
その他の同種製品も同様に、適切なオプションの手動選択が必要。
標準インストールの AVRDUDE
は、以下のリリースから https://downloads.arduino.cc/tools/
を通じて組み込まれている。現行最新リリースは7.2
である。
-
AVR_EA/EB 系統の正式サポートには avrdude 7.3 以降のリリースが必要
- ただし AVR_EB の BOOTROW 書き込みには書込器側ファームウェア対応の制約がある。
-
AVR_DU 系統の正式サポートには avrdude 7.4 以降のリリースが必要(計画)
23/12現在、avrdude 7.2 内蔵の SerialUPDI は、AVR_DU/EA/EB 系統を正しく操作することができない。暫定的に AVR_DU/EB/EA 系統の不揮発メモリを読み書きできるプログラムライターは、UPDI4AVR、JTAG2UPDI(Clone)、Curiosity Nano 製品 と PICkit4/5 (要 Firmware アップグレード)だけである。 本SDKに付属の avrdude.conf.UPDI4AVR は UPDI4AVR および JTAG2UPDI(Clone) でのみ正しく動作する記述であることに注意されたい。
- FUSE_SYSCFG0.CRCSRC を既定値の NOCRC 値以外に変更してはならない。初期ロット(B1)は回路の不具合により正常な動作をしない。この不具合は二次生産ロット(B2)以降で解消されている。
- 初期ロット(A0)は、LOCK.KEY または FUSE.PDICFG を既定値以外に変更すると、以後の UPDI NVMPROG 制御再獲得が(HV制御と無関係に)全面的に困難または不可能となる。これは公開データシートの記述と異なる挙動である。
- FUSE_SYSCFG0.CRCSRC を既定値の NOCRC 以外に変更してはならない。初期ロット(A0)は回路の不具合により正常な動作をしない。
- HV制御の推奨投入電圧が 7.5V に変更(低下)した。RESET/PF6 パッドの絶対定格は 8.5V なので、AVR_DD 用に設計された HV制御回路では電圧が高すぎる恐れがある。
- 24/04時点では、14/20ピンおよび 32MiB以下のバリアントは発売予告段階である。AVR-LIBCも対応していない。
- 24/04時点では DFUブートローダーが公開されておらず、プリインストールもされていない。専用の VID:PID割り付けも実施されていない。
- AVR64DU28/32 の 初期ロット(A3)は、CPU主クロックを 20MHz以下にしないと動作が保証されないエラッタがある。
- 0.2.14から発売予告済全種と、USB周辺機能の基本的対応が追加された。
-
0.2.14 (24/06/27)
- 各ファイルの MITライセンスリンク対応
- libraries から、TPI4AVR, UPDI4AVR submodule を除去(非標準化)
- AVR-DU系列専用 USB周辺機能に暫定対応
<SerialUSB.h>
基本的な USB-SERIAL通信クラス<USB/USB_CDC.h>
上記の下位実装(USB-CDC)
- EEPROM(.eep)、BOOTROW(.brow)、USERROW(.urow)、FUSE(.fuse) ファイルメニューを追加
-
0.2.13 (24/05/12)
7.3.0-avr8-gnu-toolchain-240510
に更新。- AVR16DU14/20/28/32、AVR32DU14/20/28/32 対応を追加。
-
0.2.12 (24/04/29)
- 動作確認済に AVR64DU28 を追加。
boot_dx/ex
を 3.72 に更新。
-
0.2.11 (24/04/13)
platform.txt
のタイプミス修正。
-
0.2.10 (24/01/11)
7.3.0-avr8-gnu-toolchain-231214
に更新。- AVR64DU28/32 に暫定対応。
- 動作確認済に AVR64EA32、 AVR64EA48、 AVR16EB32 を追加。
- Core Modules の
<api/UarfUART.h>
を微修正。AVR_EVSYS=201
修正。 - Core Libraries の修正/追加と応用記述の追加。
<ReadUART.h>
<UrowNVM.h>
<FlashNVM.h>
(BOOTROW 対応を追加)
- Bootloader を FWV=3.71 に更新。
-
0.2.9 (23/12/11)
- megaVAR/modernAVRについて、同梱ブートローダー全体を独自のArduino上位互換動作コードに変更。(
Optiboot
由来ソースコードを除去) - 同、CRCSCAN機能用CRC16/32検査値付与。
<api/btools.h>
にcrc16_ccitt_false
関数を追加。
- megaVAR/modernAVRについて、同梱ブートローダー全体を独自のArduino上位互換動作コードに変更。(
-
0.2.8 (23/11/24)
7.3.0-avr8-gnu-toolchain-231113
に更新。
-
0.2.7 (23/10/18)
- AVR16EBxx に実験的対応
- bootloader の正常動作は未確認
dryrun
を書込器選択に追加。avrdude.conf
参照ルールの変更。arduino
/UPDI4VAR
/TPI4AVR
/dryrun
を書込器に指定した場合のみ、ローカルの特別な設定ファイルを参照する。それ以外は規定の(tools/avrdude/etc内の)avrdude.conf
を参照する。- この変更により、AVR_EA系統のようにまだ他の書込器で未対応/未検証のパーツ設定が分離された。
- AVR16EBxx に実験的対応
-
0.2.6 (23/10/16)
7.2-arduino.1
に更新。- この版でも
serialupdi
は現状、AVR_EAを正しく操作できない。
- この版でも
7.3.0-avr8-gnu-toolchain-231004
に更新。Atmel.ATautomotive_DFP.2.0.214.atpack (2022-03-03)
追加。ATtiny416auto
対応。Atmel.AVR-Ex_DFP.2.7.184 (2023-10-02)
対応。
-
0.2.5 (23/10/09)
- avrdude.conf.updi 記述を avrdude 7.1 準拠に改正
-
0.2.4 (23/09/09)
7.3.0-avr8-gnu-toolchain-230831
に更新。programmers.txt
を改正。SerialUPDI
の-xrtsdtr=High
オプションを有効化。
-
0.2.3 (23/07/09)
7.3.0-avr8-gnu-toolchain-230628
に更新。<avr/eeprom.h>
がAVR_EA
でも正常動作するよう改善。
-
0.2.2 (23/05/23)
7.1-arduino.1
に更新。
-
0.2.1 (23/05/08)
7.3.0-avr8-gnu-toolchain-230418
に更新。- 注意 : この版では未だ
<avr/eeprom.h>
がAVR_EA
では正常動作しない。
- 注意 : この版では未だ
- AVR16EAxx、AVR32EAxx をバリアント選択に追加。
- 添付 avrdude.conf での
UPDI4AVR
規定速度を460800
に制限。- 古いCH3xx用ドライバにて速度上限があるため。(現行最新では改善されている)
-
0.2.0 (23/04/08)
modernAVR
でAVR_EA
対応。- 現時点の
AVR-LIBC
でビルド可能な AVR64EA28/32/48 をバリアント選択に追加。 - AVR64EA32 を動作検証済表に追加。
- 専用ブートローダー
optiboot_ex1
を追加。 <api/FlashNVM.h>
にAVR_EA
対応を追加。- 注意 : 現時点の
AVR-LIBC
では<avr/eeprom.h>
がAVR_EA
で正常動作しない。
- 現時点の
各構成要素はそれぞれ異なる配布ライセンスに属する。条件はそれぞれの規約に従う。
- BSD License
- avr-libc
- GNU General Public License v2.0
- avr-gcc
- avrdude
- MIT License
- other original document and code
Twitter: @askn37
BlueSky Social: @multix.jp
GitHub: https://github.com/askn37/
Product: https://askn37.github.io/
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