PSoC 3 で、 HID Bootloader を試す (3)

Bootloader を書込んで、 Bootloadable の書き込みまでできました。 今回は、 Bootloader サイズについて考えます。

Bootloader のサイズ

Bootloader は、最初にフラッシュ ROM に書き込まれて、アプリケーションが書き込まれた後でも常駐し続けます。 常駐する時に、どのくらいのメモリ容量を占めているかを確認するために、 MAP ファイルを確認しました。

このファイルは、プロジェクトを Build する際にリンカが作成するファイルで、メモリのどの範囲を使用しているかがわかります。 この Bootloader プロジェクトの場合には、 CODE と CONST の二つのセグメントがフラッシュに配置され、合計 0x4814 (18,452) Byte の容量を消費しています。 なんと、 30% 近くの容量が、アプリケーションとは関係ない、 Bootloader で消費されているのです。 もったいない。

Bootloader が、これだけの容量を消費する理由は、他のプロトコルに比べると複雑な USB インターフェイスを使用したからです。 他のプロトコルを使えば、もっと小さくなります。 ただ、 USB を使いたいということであれば、いたしかたありません。 何とか、サイズを抑える方法を考えましょう。

コンパイルオプションで最適化する

コンパイルの結果を簡単に小さくするには、コンパイラの最適化オプションを指定します。 これまでの実験では、 Build Configuration を "Debug" にしたままで行ってきましたが、これを "Release" に変更してみます。 最適化レベルは、ライセンスを必要としない範囲で最高の "5" です。

すると、 0x37B5 (14,261) Bytes と 22% ほどの消費に抑えることができました。

外付け水晶発振子を使う

最初の Bootloader プロジェクトは、ホストから到着する USB 通信信号で PSoC の内蔵発振器の周波数を微調整していました。 これを外付けの水晶発振器を使う方式にしたらどうなるか、試してみました。 クロック設定画面で XTAL をイネーブルし、 IMO を XTAL から供給するように変更しています。

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変更後のコンパイル結果が、これです。 0x3816 (14,358) Bytes　と、少し増えてしまいました。 逆効果だったようです。

Bootloader の機能を削減する

これまで、 Bootloader コンポーネントの設定は、通信コンポーネントの指定以外はデフォルトの値を使っていました。 設定ダイアログのうち、右側の Optional commands の部分は、追加機能として提供されているもので、必要が無ければ Bootloader に実装しなくてもかまいません。 そこで、 Bootloader のサイズを削減する事を目的として、すべてのチェックを外してみました。

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その結果、サイズは 0x36CA (14,026) Bytes まで削減できました。 この設定で、 Bootloader Host を使おうとしましたが、使用できませんでした。 これは、このツールに必要なコマンドが実装されていないためです。

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Bootloader のデータシートによると、このツールを使うためには、最低限 Get flash size, Send data, Verify row の三つのコマンドが必要です。 そこで、これら三つのコマンドだけ実装して、サイズを確認してみました。

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その結果、 0x375D (14,173) Bytes となりました。 ちゃんと、 Bootloader Host で、書き込みも出来ました。 ただし、 Erase All だけは、コマンドが実装されていないので実行できませんでした。 このあたりが限界でしょうか。

Bootloadable は、どうなっているのか

ところで、 Bootloadable のメモリマップは、どの様になっているのでしょうか。 "Bootloadable001" プロジェクトのメモリマップを確認したところ、 CODE と CONST の両セグメントは、 0x3800 からの領域に割り当てられていました。 この PSoC 3 の場合、 256Bytes の row 単位でフラッシュ ROM の消去を行う事ができます。 そのため、 256Bytes の区切りである 0x3800 からの 0xC800 (51,200) Bytes のフラッシュ ROM が Bootloadable 用の領域として使用されます。

参考文献

• AN73854 - PSoC® 3, PSoC 4, and PSoC 5LP - Introduction To Bootloaders
• AN73503 - USB HID Bootloader for PSoC® 3 and PSoC 5LP

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