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高速アプリケーション・ローディング

JNIBのソフトウェアを開発する工程では、アプリケーションを構築した後、そのバイナリ・ファイルをJNIBのRAMへローディングする必要があります。しかし、このアプリケーション・ファイルをディバッガーの「シャレード(Charade)」から JTAG接続を経由してJNIBへローディングするのは、開発工程で何度も繰り返される作業でありながら、非常に時間がかかる工程です。これでは、効率的な開発環境とは言えません。

この問題の解決策として、aJile社は、2008年9月2日にリリースされた「 JME CDC Runtime 」のバージョン 5.3.01 にて、「高速アプリケーション・ローダー (Fast application loader) 」機能を新たにサポートしました。同バージョンの「 JME CDC Runtime 」のリリース・ノートには、この機能により、従来のJTAG接続でのローディングより十数倍速くローディングできる、とあります。

また、この機能に関する説明が「ＪＮＩＢユーザーズ・ガイド (JNIB User's Guide) 」の「 2.6. 高速アプリケーション・ローディング (Fast Application Loading) 」にあると書かれています。

基本的な考え方としては、転送スピードが遅いJTAG経由でのダウンロードに代わって、高速なEthernetを使ってファイルを転送してしまいましょう、というものです。そのために、開発用PC上ではサーバーとなるソフトウェアを事前に走らせておき、JNIBからそのサーバーにネットワーク接続してファイルをダウンロードする形態をとります。これを実現するために、JNIB側にはあらかじめ「アプリケーション・ローダー： Application Loader (AppLoader) 」と呼ばれるソフトウェアをインストールしておきます。また、JNIBからサーバーへの接続を指示するためには、「シャレード(Charade)」からJTAG経由でJNIBのアプリケーション・ローダーへコマンドを送ってやります。このコマンドを受け取ったアプリケーション・ローダーがネットワーク経由でサーバーへの接続を開始するわけです。

この「高速アプリケーション・ローダー (Fast application loader) 」機能は、たいへん魅力的な機能ではありますが、実際に実現しようと思っても、その方法はマニュアルからだけでは非常に判りにくくなっています。

そこで、私も試行錯誤の末わかったのですが、この「高速アプリケーション・ローダー (Fast application loader) 」機能を実現する方法の手順をここに具体的に示しておきます。

前提条件

ランタイムは「 JME CDC Runtime Version 5.3.03」以降を利用していること。

環境変数が適切に設定されていること。（環境変数の設定を参照のこと）

アプリケーションの構築は「 C:\JavaSample 」ディレクトリで行っていると仮定。

開発用のウィンドウPC も JNIB も Ethernetで同一セグメント内に接続されており、DHCPでIPアドレスが取得できる環境にあること。

アプリケーション・ローダー： Application Loader (AppLoader) の NANDフラッシュへのロード

まず、JNIBのNANDフラッシュ・メモリへ「アプリケーション・ローダー： Application Loader (AppLoader) 」をインストールします。
具体的にインストールしなければならないファイルは「 C:\aJile\Host\AppLoader 」ディレクトリにある「 jnibKernel.data 」ファイルというファイルです。この「 jnibKernel.data 」ファイルは、 aJile社からダウンロードした「 JME CDC Runtime Version 5.3.03」をインストールした段階で既に含まれていますので、新たに作成する必要はありません。

JNIBのNANDフラッシュ・メモリへ書き込む方法は、「コンパクト・フラッシュによるNAMDフラッシュへの書き込み（２）NAMDローダーの起動」ページの方法を参考にして下さい。但し、CFカードへコピーするのは、「 C:\JavaSample 」ディレクトリにある「 jnibKernel.data 」ファイルではなく、「 C:\aJile\Host\AppLoader 」ディレクトリにある「 jnibKernel.data 」ファイルです。絶対に間違えないでください。

（私は、どうしても「 C:\aJile\Host\AppLoader 」ディレクトリにある「 jnibKernel.data 」ファイルを NANDフラッシュに書き込まなければならない、ということが判らず、長時間ハマってしまいました。）

「 AppServer.bat 」によるサーバーの起動

「 C:\JavaSample 」ディレクトリにある「Hello World」プログラムを従来どおり、「 JEM Builder 」でアプリケーション構築してください。このとき、「 C:\JavaSample 」ディレクトリに「 AppServer.bat 」というバッチ・ファイルが自動的に作成されているハズです。このバッチ・ファイル「 AppServer.bat 」をエクスプローラーからダブル・クリックして実行しておきます。

「 AppServer.bat 」が問題なく起動すると、このような画面が現れるハズですので、そのまま走らせておいてください。

【注意】もし、「 AppServer.bat 」ファイルが自動的に作成されていない場合は、お使いのランタイムが「 JME CDC Runtime Version 5.3.03」以降のバージョンであるかどうかを確認してください。

【注意】他のアプリケーションをネットワーク経由でJNIBへダウンロードするには、今実行されている「 AppServer.bat 」を終了させ、ダウンロードしたいアプリケーションのディレクトリにある「 AppServer.bat 」を改めて起動する必要があります。

「シャレード(Charade)」からの「 AppLoader.sod 」スクリプトの実行

実行用のアプリケーション・ファイルをJNIBにダウンロードするために、「 C:\JavaSample 」ディレクトリにある「 AppLoader.sod 」というシャレード(Charade) 用のスクリプト・ファイルを実行して、 JNIB上にあるアプリケーション・ローダーを起動させます。

「シャレード(Charade)」を起動して、メニューバーから［File］－［Execute...］を選択します。

すると、「 Select command file to execute: 」ウィンドウが開いてきますので、ディレクトリを「 C:\JavaSample 」に移動し、「 AppLoader.sod 」を選択してから「開く」ボタンをクリックします。

すると、「シャレード(Charade)」の Consoleウィンドウには、

[AppLoader]-> -- JNIB target script for starting the AppLoader
[AppLoader]-> -- Apploader must be in NAND flash as the PBL
[AppLoader]-> 
[AppLoader]-> Halt
[AppLoader]-> Reset
[AppLoader]-> 
[AppLoader]-> -- Setup PLL
[AppLoader]-> set 0xFFFF00A4 0xEC6
[AppLoader]-> 
[AppLoader]-> -- Change Chip Select 0 to 16 bits
[AppLoader]-> set 0xFFFF0080 0x54D
[AppLoader]-> 
[AppLoader]-> -- Enable chip selects 4:7
[AppLoader]-> set 0xFFFF00A0 0x3C000
[AppLoader]-> 
[AppLoader]-> -- Activate the FPGA so that the FPGA RAM may be loaded
[AppLoader]-> set 0x00C00000 0x3
[AppLoader]-> set 0x00C00000 0x1
[AppLoader]-> 
[AppLoader]-> -- Setup for bootloader
[AppLoader]-> set 0 #e5 #1000078 #4144 #1000000 0 0
[AppLoader]-> set #f4 #1A0 #ff3e0280 4300
[AppLoader]-> 
[AppLoader]-> @setup
Textio mode       (tx): on
[AppLoader]-> bell
[AppLoader]-> 
[AppLoader]-> switch textio on
Textio mode       (tx): on
[AppLoader]-> run
[AppLoader]-> 
[AppLoader]-> -- Load symbolic info
[AppLoader]-> load build.jcf 1
Reading file: build.jcf
== SYSTEM ===========================
=x Bin file: build_program.bin
== [jemcfg 3.10.05 September 27, 2008 3:16:15 PM PDT executive]

-- VM #0 ----------------------------
-- RAM start: 00000000  end: ffffffff (0 Bytes)
-- ROM start: 00000000  end: ffffffff (0 Bytes)
-+ Map file: JVM0.map

File 'build.jcf' loaded successfully
[AppLoader]-> 
vm.0 charadeIO active 
[TEXTIO.0]->JNib CF Manager Initializing
[TEXTIO.0]->
[TEXTIO.0]->Servertec (R) Application/Web Server aJile Edition Version 2.1.4.1 09/04/2005 Open Source Release
[TEXTIO.0]->Copyright (C) 1998-2005 Servertec. All rights reserved.
[TEXTIO.0]->
[TEXTIO.0]->DHCP: Committed DHCP boot options from server 172.28.36.1
[TEXTIO.0]->DHCP: Server assigned IP: 172.28.36.102
[TEXTIO.0]->JNIB CMS ready at http://172.28.36.102:8080/cms
[TEXTIO.0]->Enabling DHCP
[TEXTIO.0]->
[TEXTIO.0]->------ build_program.bin -------
[TEXTIO.0]->jemcfg 3.10.05 September 27, 2008 3:16:15 PM PDT executive 
[TEXTIO.0]->Loaded 2047848 bytes from build_program.bin file in 4 seconds.
[TEXTIO.0]->--------------------------------
[TEXTIO.0]->
[TEXTIO.0]->----- build_systemseg.bin ------
[TEXTIO.0]-> Configuration: JNibConfiguration
[TEXTIO.0]-> Runtime: aJile CDC 1.1 Version 5.3.03
[TEXTIO.0]-> ucode version: 0x82
[TEXTIO.0]->C:\JavaSample\build_systemseg.bin
[TEXTIO.0]->jemcfg 3.10.05 September 27, 2008 3:16:15 PM PDT executive 
[TEXTIO.0]->C:\aJile\Runtime_cdc11\ucode\jnib_uram.bin
[TEXTIO.0]-> created on Sat Sep 20 06:59:41 2008 (GMT)
[TEXTIO.0]->Loaded 17445 bytes from build_systemseg.bin file in 794 msec.
[TEXTIO.0]->--------------------------------
vm.0 breakPoint: [Application loaded...click on "Reset" before running.]
**** Interrupt pending ****
vm.0 charadeIO active 
[TEXTIO.0]->TimeZoneData NAND storage area is unreadable...defaulting to GMT.
[TEXTIO.0]->JNib CF Manager Initializing
[TEXTIO.0]->Hello World !

のように表示されます。

ここでは、「シャレード(Charade)」の Consoleウィンドウからの指示に従い、ダウンロード終了後、「 Reset 」ボタンをクリックしてから、「 Run 」ボタンをクリックして「 Hello World 」プログラムを起動しています。

この時、開発用PC上の「 AppServer.bat 」の画面は、

のように表示され、JNIB側からの接続があり、「 build_program.bin 」ファイルと「 build_systemseg.bin 」ファイルがダウンロードできたことが判ります。

実際のダウンロード時間の計測結果

これで、ネットワーク経由での高速ダウンロードができるようになりました。それでは、どれだけダウンロードが早くなったかを実際にダウンロード時間を測定してみて検証してみます。

まず、実験に使った「 Hello World 」プログラムの場合。
転送されるファイルの大きさとして、build_program.bin が 1998KB、build_systemseg.bin が 18KB となっています。
このファイルの大きさで、私の開発環境では、従来のJTAG経由でのダウンロードには 1分40秒かかっていましたが、ネットワーク経由では、それが 18秒となりました。

「 Hello World 」プログラムは非常に小さいプログラムですので効果が5倍程でしたが、これでも開発効率は格段に良くなります。もっと大きなプログラムではその効果が実際に10倍以上になると考えられます。

皆さんも是非、お試しください。

組み込みJavaによる M2M 総合研究プロジェクト

Wiki

高速アプリケーション・ローディング

前提条件

アプリケーション・ローダー： Application Loader (AppLoader) の NANDフラッシュへのロード

「 AppServer.bat 」によるサーバーの起動

「シャレード(Charade)」からの「 AppLoader.sod 」スクリプトの実行

実際のダウンロード時間の計測結果

関連情報・リンク

組み込みJavaによる M2M 総合研究プロジェクト

Wiki

高速アプリケーション・ローディング

前提条件

アプリケーション・ローダー： Application Loader (AppLoader) の NANDフラッシュへのロード

「 AppServer.bat 」によるサーバーの起動

「シャレード(Charade)」からの 「 AppLoader.sod 」スクリプトの実行

実際のダウンロード時間の計測結果

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「シャレード(Charade)」からの「 AppLoader.sod 」スクリプトの実行