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MPLAB® Harmony

MPLAB® Harmony 統合ソフトウェア フレームワーク組み込みソフトウェア開発への新しいアプローチ

MPLAB Harmony Configurator – 新しいPIC32 MCU設計に対応した簡単な設定

概要MPLAB Harmonyは、PIC32マイクロコントローラ向けの柔軟で包括的なファームウェア統合開発環境です。相互動作可能なRTOS対応ライブラリの開発を可能にします。また、迅速かつ広範なサポートによりサードパーティ製ソフトウェアを統合できます。MPLAB Harmonyはモジュール ライブラリ、ドライバ、システムサービスを多数用意しており、これらを使うと簡単にアプリケーション開発が行えます。このコード開発フレームワークにより再利用 性 が 向 上 し、 開 発 期 間 が 短 縮 し ま す。MPLAB Harmony Configurator (MHC)プラグインを使うと、ミドルウェア、システムサービス、周辺モジュール等全てのMPLAB Harmonyコンポーネントをグラフィカルな方法で簡単に選択、構成できます。

利点■ 開発期間の短縮■ コードの相互動作性が向上■ サポートの一元化■ MPLAB Harmony Configurator (MHC)による迅速な開発■ 32ビットのスケーラビリティが向上■ サードパーティ製ソフトウェア統合の強化

MPLAB Harmony Configurator (MHC)MPLAB Harmony Configuratorプラグインは、MPLAB X統合開発環境(IDE)とシームレスに統合し、PIC32マイクロコントローラを使った設計を容易にします。PIC32 MCUがグラフィカルに表示され、レジスタまたはコンフィグレーション ビットの面倒な設定を個々に行う事なく、アプリケーションに必要なソフトウェア モジュールを構成できます。

MHCの特長■ グラフィカルなClock Configurator■ グラフィカルなPin Manager■ MPLAB Harmony Graphics Composer■ PIC32 MCUをグラフィカル表示■ TCP/IP、USB、グラフィック、Bluetooth®等のミドルウェアを、

ソースコードを書かずに容易に構成■ サードパーティのRTOSまたはライブラリを、マウスでクリッ

クするだけでアプリケーションにシームレスに統合可能■ 選択したライブラリに関する適切な情報をすぐに提供する動的

なヘルプ ウィンドウ

Pin Manager

グラフィカルなClock ConfiguratorMPLAB® Harmony Graphics Composer

2 MPLAB® Harmony統合ソフトウェア フレームワーク

MPLAB® Harmony

アプリケーション層■ 要求される挙動全体を実装■ 抽象化されたハードウェア アクセス■ PIC32デバイス間で容易に移植が可能

共通のシステムサービス■ 共通機能を提供する事で重複と競合を回避■ モジュール間の複雑な相互動作と相互依存を解消■ OSALによりOSの互換性とインターフェイスを提供■ 共有リソースを管理■ ローレベルのコンフィグレーションとボードサポート パッケー

ジをサポート

周辺モジュール ライブラリ(PLIB)層■ PIC32デバイス間のスケーラビリティを実現する機能インター

フェイスを提供 ■ デバイス固有の機能を実装

MPLAB Harmonyで利用可能なPIC32ソフトウェア開発ツール

アプリケーションOSAL (Operating

System Abstraction

Layer)

ミドルウェア/ ソフトウェア ライブラリ デバイスドライバ 開発ソフトウェア サードパーティ製

ソフトウェア

■ Bluetooth®オーディオおよびSPP

■ CANアプリケーション

■ グラフィック アプリケーション

■ TCP/IPアプリケーションとユーティリティ

■ USBアプリケーション

■ 暗号化

■ OSALインターフェイス(BasicまたはNone)

■ ThreadX■ embOS■ FreeRTOS■ OpenRTOS■ Micrium µC/

OS-II■ Micrium µC/

OS-III

■ グラフィック■ TCP/IP■ USB■ 暗号化ライブラリ■ ファイルシステム■ システムサービス■ Bluetooth■ DSP/数値演算■ ブートローダ■ 周辺モジュール

ライブラリ(PLIB)

■ ADC■ オーディオ コーデック■ Ethernet MAC■ Ethernet PHYインターフェイス■ コントローラレス グラフィック■ Epson LCDコントローラ■ 不揮発性メモリ■ SPI、UART、CAN2.0B、

ハイスピードUSB■ タイマ■ パラレル マスタポート

■ MPLAB® X IDE■ MPLAB XC32++■ MPLAB Harmony

Configurator (MHC)プラグイン

■ MPLAB Harmony Graphics Composer (MHGC)

■ ボードサポート パッケージ(BSP)

■ セキュリティ■ IoT■ グラフィック■ RTOS

上記以外のソフトウェア コンポーネントも計画中

ミドルウェア層■ 複雑なライブラリとプロトコルの実装(USB、TCP/IP、ファイル

システム、グラフィック)■ 高度に抽象化されたAPIを提供■ ライブラリはスレッドセーフで、RTOSに対応■ ドライバ、PLIB、システムサービスの上位に構築■ サードパーティ製ライブラリの統合をサポート

デバイスドライバ層■ 周辺モジュールへの高度に抽象化されたインターフェイスを

提供■ 周辺モジュールへのアクセスを制御■ 一部のドライバでは複数のハードウェア インスタンスとソフト

ウェア クライアントを管理■ 周辺モジュールのステートと複数のインスタンスを管理■ PLIB経由でハードウェアにアクセス■ ブロッキングまたはノンブロッキング コードをサポート

3MPLAB® Harmony統合ソフトウェア フレームワーク

MPLAB® Harmony

MPLAB Harmonyのブロック図

Application(s)

RTOS(Third Party)

Common System Services

Middleware

Plug-In Plug-In Driver

OSALDriverMiddleware

DriverDriverDriverDriver Driver

PLIBPLIBPLIBPLIB PLIBSystem

ConfigurationRTOS

Configuration

Hardware

SoftwareFramework

MPL

AB

® H

arm

ony

Con

figur

ator

(MH

C)

4 MPLAB® Harmony統合ソフトウェア フレームワーク

MPLAB Harmonyソリューション

コネクティビティTCP/IPネットワーク スタックとWi-Fi®をサポートMPLAB HarmonyのTCP/IP スタックは、組み込みネットワーク アプリケーションの基盤として、物理ネットワーク ポートとユーザ アプリケーション間で必要な相互作用のほとんどを処理します。このスタックは複数の共用アプリケーション層のためのモジュールを備えます。ウェブページ用のHTTP、メール送信用のSMTP、ステータスおよび制御用のSNMP、Telnet、TFTP、Serial-to-Ethernet、その他多数が含まれます。■ 複数のインターフェイス(EthernetとWi-Fiのどちらかまたは

両方)■ デュアルスタック(IPv4とIPv6のどちらかまたは両方)をサ

ポート■ 完全に動的■ RTOSの統合が容易

Wi-Fiソフトウェア ライブラリとMRF24WG0MAモジュールとを組み合わせると、アプリケーションは以下の動作を実行できます。■ 既存のセキュアな802.11 Wi-Fiネットワークに接続■ セキュアな802.11 Wi-Fiネットワークを作成

USBライブラリUSBデバイススタックは各種USBデバイスの設計開発向けフレームワークを提供します。PIC32マイクロコントローラの種類によって、フルスピードのみ、またはフルスピードおよびハイスピードUSB動作を選択できます。USBデバイススタックの特長を以下に示します。■ 各種USBデバイスクラス(CDC、オーディオ、HID、MSD、汎用)を

サポート■ 1つのコンポジット デバイス内で、同クラスの複数インスタン

スをサポート■ スピードが異なる複数のコンフィグレーションをサポート■ フルスピードおよびハイスピード動作をサポート

MPLAB Harmony USBホストスタックのUSBホスト層は、接続デバイスのエニュメレーションとHCDとの接続を実行します。

USBホストスタックの特長を以下に示します。■ マルチ コンフィグレーションおよびコンポジットUSBデバイ

スをサポート■ VID PID、クラス、サブクラス、プロトコル デバイスをサポート■ アプリケーション開発を容易にする簡潔なAPI■ ロースピード、フルスピード、ハイスピードのUSBデバイスを

サポート

CANドライバおよびCANモジュール ライブラリCANスタティック ドライバは、Microchip社マイクロコントローラのCANモジュールを管理するためのハイレベル インターフェイスを提供します。単純な送受信機能に加えて、CANモジュールとbaudレートを初期化するAPIを備えます。

CANモジュール ライブラリは、便利なC言語インターフェイスを備え、Microchip社マイクロコントローラCANモジュールのローレベル機能を抽象化します。このライブラリを使うとモジュールのレジスタに直接アクセスしなくて良いため、モジュールへのローレベル アクセスを簡略化できます。従って、マイクロコントローラ間の差異を意識する必要がありません。

PIC32 Bluetoothスタック ライブラリおよびSerial Port Profile (SPP)PIC32 Bluetoothスタック ライブラリはバイナリ形式で提供しており、多数のルーチンを収めています。PIC32システムはこれらのルーチンを使って、ハードウェア通信インターフェイス(HCI)コントローラとUARTポートを通じてBluetooth無線を制御できます。通信はSimple Secured Pairing (SSP)で行い、データはBluetooth Serial Port Profile (SPP)で転送します。Bluetooth SPP(無線によるシリアルポートの置き換え)は基本的なデータ転送プロファイルであり、2つのピアBluetoothデバイス間のエミュレートされたシリアルポート接続設定の要件を定義します。

Device Layer

User Application

USB Controller Driver (USBCD)

CDC#1 HID CDC

#2 MSD

USBデバイス ライブラリ アーキテクチャ

Host Layer

User Application

HCD Root Hub

MSDHost

CDCHost

HID Host

USBホストライブラリ アーキテクチャ

Logic Link Control and Adaption Protocol (L2CAP)

Host Controller Interface (HCI)

Link Management Protocol (LMP)

Baseband Link Controller (BLC)

Bluetooth® Radio

Application Layer

Service Discovery Application Profile

(SDAP)

Serial Port Profile (SPP)

Service Discovery Protocol (SDP)

Radio Frequency Comunication (RFCOMM)

Profiles

Protocols

ControllerInterface

RadioModule

PIC32 Bluetooth®基本スタック

5MPLAB® Harmony統合ソフトウェア フレームワーク

MPLAB Harmonyソリューション

ヒューマンマシン インターフェイス(HMI)

デジタル オーディオとBluetooth

グラフィック ライブラリとMPLAB Harmony Graphics Composer (MHGC)ツールグラフィック ライブラリは、Microchip社の32ビット マイクロコントローラ向けに最適化された無償のモジュール式ライブラリです。このライブラリは、アルファ ブレンド、グラデーション フィル、アンチエイリアス フォント等の機能を備えます。アプリケーションはこれらの機能を利用して、アプリケーションに必要な性能を発揮するだけでなく、ユーザ体験の満足度を高める事ができます。

グラフィック ライブラリは以下の特長を備えます。 ■ 最大65K色(16ビット) ■ 2次元オブジェクト(例: 直線、円、テキスト、四角形、多角形、バー ) ■ 3次元オブジェクト(例: ボタン、パネル、ウィンドウ、グループ

ボックス、スライダ)■ 画像、アニメーション ■ 抵抗膜式タッチパネル、キーパッド ■ 複数のフォント

MPLAB Harmony Graphics Composerは、GUIを備えた設計ツールであり、MPLAB Harmony Configurator (MHC)の一部として統合されています。このツールを使うと、MPLAB Harmonyのグラフィック プリミティブ ライブラリとグラフィック オブジェクト層を簡単に構成し視覚的に設計できます。

MPLAB Harmony Graphics Composerは以下の特長を備えます。■ WYSIWYG(表示通りの結果が得られる)設計■ MHCコンフィグレーション ツールと統合 ■ マルチ プラットフォーム

• Windows®、Linux®、Mac OS®

■ 強化された設計ツール • 描画グリッドや自動ウィジェット整列等、各種の描画支援機

能で生産性が向上 • プロパティの切り取り、コピー、貼り付け機能

タッチ コントローラ ドライバとタッチ システムサービス ライブラリMPLAB Harmonyのタッチ コントローラ ドライバは、MTCH6301タッチ コントローラ デバイスへのハイレベル インターフェイスを提供します。このドライバは、タッチスクリーンからタッチ入力データを読み込むアプリケーション ルーチンを提供します。

タッチ システムサービスは、タッチスクリーン ドライバを管理する簡潔なインターフェイスを提供します。このインターフェイスは、Microchip社グラフィック ライブラリを利用して、タッチ システムサービス用のコア インターフェイス ルーチンを実装します。このライブラリはC言語インターフェイスを備え、Microchip社のPIC32マイクロコントローラ ファミリで使えるデバイス制御システムサービス ライブラリのローレベルの抽象化機能を提供します。

MPLAB® Harmony Graphics Composer

PIC32 Bluetoothオーディオ パッケージ(SW320024-1HPM)このソフトウェア パッケージを使うと、Bluetoothアプリケーションでリモコンによるオーディオ再生が可能です。このソフトウェア パッケージはBluetoothオーディオSBCデコーダを備え、Serial Port Profile (SPP)、Advanced Audio Distribution Profile (A2DP)、Audio Video Remote Control Profile (AVRCP)、Audio Video Distribution Transport Protocol (AVDTP)、Audio Video Control Transport Protocol (AVCTP)等のBluetoothオーディオ プロトコルおよびプロファイルに対応しています。

Microchip社は、MP3 (SW320022-1HPM)、AAC (SW320023- 1HPM)、WMA (SW320025-1HPM)のデコーダ ライブラリを提供します。これらのライブラリは、全PIC32デバイス向けに最適化して設計されており、MPLAB Harmonyソフトウェア フレームワークとシームレスに統合します。

Note: PIC32 Bluetoothオーディオ パッケージとMP3、AAC、WMAの各ライブラリは、MPLAB Harmonyフレームワークの無償ダウンロードには含まれていません。別途ご購入ください。詳細はwww.microchip.com/harmonyを参照してください。

USBオーディオ デバイス ライブラリMPLAB Harmony USBオーディオ デバイス ライブラリは、USBオーディオクラス1.0および2.0を実装するためのルーチンを備えています。このライブラリがUSB仕様の詳細を抽象化し実装を簡単にする事で、USBオーディオ デバイスはホストと通信するための各種サービスを実現できます。

Profiles

Protocols

ControllerInterface

Application Layer

Serial PortProfile (SPP)

Service DiscoveryApplication Profile (SDAP)

Advanced Audio Distribution Profile (A2DP)/A/V Remote Control Profile (AVRCP)

RFCOMMService Discovery Protocol(SDP)

Audio/Video Distribution Transport Protocol (AVDTP)/Audio/Video Control Transport Protocol (AVCTP)

Logic Link Control and Adaption Protocol (L2CAP)

Host Controller Interface (HCI)

Link Management Protocol (LMP)

Baseband Link Controller (BLC)

Bluetooth® Radio

PIC32 Bluetooth®オーディオ スタック

6 MPLAB® Harmony統合ソフトウェア フレームワーク

MPLAB Harmonyソリューション

MPLAB Harmonyサードパーティ パートナーMicrochip社は、業界トップレベルのOS、IoT、セキュリティ、ネットワークの専門家が開発したMPLAB Harmonyフレームワーク互換ソリューションを提供しています。

MPLAB Harmonyソリューションの最新版とサードパーティ パートナーは、www.microchip.com/harmonyの[Documentation]セクションの「MPLAB Harmony Help File/Release Notes」を参照してください。

Express LogicThreadXはコンパクトで高速なRTOSです。このRTOSの特長はプリエンプティブなハード リアルタイム スケジューリング、直感的なAPI、プリビルド サンプル プログラムです。

FreeRTOSFreeRTOSは、小型で移植しやすいプリエンプティブなオープンソースRTOSです。

MicriumMicriumは、高品質の組み込みソフトウェアを提供している先進的なプロバイダーであり、クリーンなコード、徹底的な文書化、最高水準の技術サポートで知られています。Micriumはカーネル、ファイルシステム、GUI、プロトコルスタックを含む完全なRTOSを提供しています。

PubNubPubNubは、同社のGlobal Data Stream Networkを使ったセキュアなリアルタイムIoTソリューションです。

SEGGERembOSは優先度制御RTOSです。割り込みレイテンシがない事、超高速のコンテクスト スイッチング時間、実証済みの高信頼性が特長です。 emWinは、グラフィックLCDを使うアプリケーション向けの高効率GUIビルディング ブロックを提供するグラフィック ライブラリです。ロバストなグラフィック ウィジェットとシェイプ描画ライブラリを特長とし、RTOSに依存しません。

WITTENSTEIN high integrity systemsOPENRTOSは、大きな成功を収めたコンパクトで高効率の組み込みRTOSで あ るFreeRTOSの 唯 一 の 商 用 ラ イ セ ン ス で す。OPENRTOSは、FreeRTOSから改変済みのGPL条件を削除したもので、商品としての補償、機密性、専門的サポートを提供します。

wolfSSL組み込みSSLライブラリであるCyaSSLは、ANSI Cで書かれた軽量のSSL/TLSライブラリであり、組み込み、RTOS等リソースに制約のある環境向けです。その主な理由は、サイズが小さい事と、優れた処理速度と機能を備えている事です。

基本ライブラリ、システムサービス、OSAL周辺モジュール ライブラリ周辺モジュール ライブラリは、PIC32 MCUの周辺モジュールを設定制御するためのC言語関数一式を提供します。関数は「インライン」ヘッダとプリビルド バイナリとして実装されます。実装するデバイスをPIC32 MCUファミリの別のデバイスに変えても関数名とデータタイプは維持されるため、デバイス間で簡単にコードを移植できます。

数値演算ライブラリDSP固定小数点数値演算ライブラリは、デジタル信号処理アルゴリズムを開発するための基本機能を備えています。このライブラリはQ15およびQ31小数データ フォーマットをサポートしています。DSP固定小数点数値演算ライブラリの機能には、複素数演算、ベクトル演算、行列演算、デジタルフィルタ、変換等があります。LibQ固定小数点数値演算ライブラリを使うと固定小数点アルゴリズムを簡単に作成でき、Q15、Q31等の16/32ビットデータ フォーマットをサポートしています。LibQライブラリの機能には、三角関数、累乗、対数、データ変換機能等があります。

暗号化ライブラリMicrochip社は、32ビットMCUを使った組み込みアプリケーション向けに信頼性の高いセキュリティ ソリューションを提供しています。暗号化ライブラリは、暗号化、復号、認証、ハッシング、圧縮、乱数生成ルーチンを備え、便利なC言語インターフェイスを持っています。

ファイルシステムファイルシステム サービスは、同一アプリケーション内で複数のファイルシステム (ネイティブ ファイルシステム)と複数のメディアをサポートするためのフレームワークです。FAT12、FAT16、FAT32、MPFSをサポートしています。これらのファイルシステムは共通のAPIセットを備え、これを使ってそのネイティブ ファイルシステムのファイルにアクセスできます。

システムサービスMPLAB Harmonyシステムサービスは共有リソースの管理を受け持ち、ドライバ、ミドルウェア、アプリケーション等の別モジュール が 共 有 リ ソ ー ス 上 で 競 合 し な い よ う に し ま す。MPLAB Harmonyが提供するシステムサービスには、クロック、コンソール、デバッグ、デバイス制御、DMA、割り込み、メッセージング、ポート、乱数生成器、リセット、タイマ、ウォッチドッグ タイマ等があります。

ブートローダ ライブラリブートローダ ライブラリを使うと、外部のプログラマ/デバッガを使わずにターゲット デバイスのファームウェアをアップグレードできます。ブートローダを使ってターゲットPIC32デバイスにダウンロードできるデモ アプリケーションを提供しています。このデモ アプリケーションは、PIC32デバイス内で実行中のブートローダ ファームウェアと通信するホストPCアプリケーションです。このPCアプリケーションを使うと、消去/プログラミング動作を実行できます。

OSAL (Operating System Abstraction Layer)OSALは、一般的なリアルタイム オペレーティング システム(RTOS)へのインターフェイスを提供します。これにより、ドライバとミドルウェア(さらにはアプリケーション)を、スレッドセーフに必要なOS固有機能を最小限にしながら同じインターフェイスで作成できます。

OSALは以下をサポートしています。■ FreeRTOS■ OpenRTOS■ Micrium µC/OS-II■ Micrium µC/OS-III■ ThreadX■ embOS

7MPLAB® Harmony統合ソフトウェア フレームワーク

MPLAB Harmonyボードサポート パッケージ(BSP)

ボードサポート パッケージ(BSP)は、ボード固有のハードウェアのサポートに必要なコードアイテムとコンフィグレーション アイテムを提供します。BSPは、ボード固有のコンフィグレーション ヘッダ、ボード固有のシステム初期化ファイル、ボード固有のISR実装を含むファイルを含む場合があります。BSPに含まれるアイテムはどれも、そのまま使っても、必要に応じてアプリケーション固有のアイテムで置き換えてもかまいません。

アプリケーション 開発ツール 製品番号

コネクティビティ: USB、Ethernet、CAN、 Wi-Fi®、Bluetooth® SPP

PIC32MX1/2/5スタータキット DM320100

PIC32 Bluetoothスタータキット DM320018

PIC32 Ethernetスタータキット DM320004

PIC32 EthernetスタータキットII DM320004-2

PIC32 USBスタータキットII DM320003-2

PIC32 USBスタータキットIII DM320003-3

FPU内蔵PIC32MZ組み込みコネクティビティ (EC)スタータキット DM320007

Explorer 16開発ボード DM240001

PIC32MX460プラグイン モジュール(PIM) MA320002

PIC32MX450/470 PIM MA320002-2

PIC32MX795F PIM MA320003

FPU内蔵PIC32MZ PIM MA320019

chipKIT™ WF32 Wi-Fi開発ボード TDGL021

chipKIT Wi-FIRE開発ボード TDGL021-2

Wi-Fi Gデモボード DV102412

グラフィックとタッチ

マルチメディア拡張ボード(MEB) DM320005

マルチメディア拡張ボードII (MEB II) DM320005-2

グラフィック コントローラPICtail™ Plus Epson S1D13517ボード AC164127-7

グラフィックLCDコントローラPICtail Plus SSD1926ボード AC164127-5

低コスト コントローラレス(LCC)グラフィック ボード AC164144

PIC32 GUI開発ボード DM320015

グラフィック ディスプレイTruly 3.2" 320×240ボード AC164127-4

グラフィック ディスプレイTruly 5.7" 640×480ボード AC164127-8

グラフィック ディスプレイPowertip 4.3" 480×272ボード AC164127-6

グラフィック ディスプレイTruly 7" 800×272ボード AC164127-9

グラフィック ディスプレイ5" WVGA PCAPボード AC320005

デジタル オーディオとBluetooth

PIC32 Bluetoothオーディオ開発キット DV320032

PIC32MX270F512L Bluetooth PIM MA320017

FPU内蔵PIC32MZ Bluetooth PIM MA320018

USBデジタル オーディオ アクセサリボード DM320014

上記開発ツールの1つまたは複数の組み合わせに対応するボードサポート パッケージ(BSP)は、MPLAB Harmonyソフトウェア フレームワークと一緒に提供しています。BSPの特定の組み合わせと更新は、www.microchip.com/harmonyの[Documentation]セクションの「Board Support Packages」を参照してください。

MPLAB HarmonyリソースダウンロードMPLAB Harmonyはwww.microchip.com/harmonyからダウンロードできます。

サポートwww.microchip.com/forumsのフォーラムでユーザサポートを利用できます。キーワードは「harmony」です。

価格基本的なフレームワークは無償です。一部ライブラリは有償です。

ワンストップ ショップライセンス、リセール、サポート(一部サードパーティ ソリューションを含む)は全てwww.microchip.com/harmonyを参照してください。

Microchip社の名称とロゴ、Microchipロゴ、MPLABは米国およびその他の国におけるMicrochip Technology Incorporatedの登録商標です。chipKIT、PICtailは、米国およびその他の国におけるMicrochip Technology Incorporatedの商標です。その他本書に記載されている商標は各社に帰属します。© 2016, Microchip Technology Incorporated. All Rights Reserved. 9/16 DS60001353B_JP

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2016/6/23