MC9RS08KA8シミュレータでMTIMモジュールの誤った実装を見つけた

このレポートは、MC9RS08KA8 の Full Chip Simulation で見つけた MTIM モジュールの誤った実装に関するものです。

法とモジュロ・レジスタの関係

MTIM モジュールは、周期的にイベントや割り込みを発生させる簡単なタイマです。 MTIM モジュロ・レジスタ (MTIMMOD) と名づけられた8ビットのレジスタがあり、イベントの発生周期を決めます。 MTIM モジュールは、8ビットのカウンタ (MTIMCNT) の値と MTIMMOD の値を比較し、 MTIMCNT の値が MTIMMOD の値が一致したときにプリスケーラからのクロックが来たら、オーバーフロー・イベントを発生します。 このため、イベントの発生周期は、 (MTIMMOD + 1) にプリスケーラ・クロックの周期を掛けたものになります。

シミュレーションでイベント発生周期を確認した

パラメータで指定した100µ秒単位の待ち時間をつくる関数を作成しました。

void wait_100us(byte n) {
  MTIM2SC  = 0x30;      // Stop & Reset MTIM
  MTIM2CLK = 0x01;      // Prescale BUSCLK*2
  MTIM2MOD = 249;       // 100usec
  MTIM2SC  = 0x00;      // Start MTIM
  while (n-- > 0) {
    while (!MTIM2SC_TOF) ;  // Wait for the flag
    MTIM2SC_TOF = 0;    // Clear the flag
  }
}

BUSCLK が 5MHz に調節されていれば、 MTIM イベントは、 100µ秒ごとに発生します。 マイコンにプログラムを書き込む前にシミュレーションで MTIM イベント発生周期を確認しました。 "MTIM2SC_TOF = 0;" にブレーク・ポイントをしかけると、以下のサイクルでシミュレーションがとまりました。

CPU Cycles	Difference
745	-
1243	498
1741	498
2239	498
2737	498
3235	498
3733	498

クロック数の差分は、500になることが期待されたのですが、実際には、498になってしまいました。 変ですね。

MTIMCNT が、 (MTIMMOD - 1) の時に切れる

プリスケーラ・クロックの周期を長くすることで、 MTIMCNT カウンタが (MTIMMOD - 1) から 0 に戻っている事を確認しました。 これは、 MC9RS08KA8 データシートにある MITM モジュールの "Functional Description" に反する誤った実装です。

MC9RS08KA8には、二つの MTIM モジュール MTIM1 と MTIM2 があります。 どちらの MTIM モジュールも誤った実装をされていることを確認しました。

2009-03-25 追記

Service Request からの報告によると、この問題は追跡番号 MTWX34191 としてバグとして認定されたとのことです。

参考文献

HCS08 Unleashed: Designer's Guide to the HCS08 Microcontrollers

• 作者: Fabio Pereira
• 出版社/メーカー: Booksurge Llc
• 発売日: 2007/11/13
• メディア: ペーパーバック