RXマイコンでのシリアル通信（SCIFA）のFIFOバッファが分からない

実現したいこと

SCIFAを使用してシリアル通信を行いたい。

前提

使用開発環境は、e2studio
CCRXコンパイラ
スマートコンフィグレータ機能を使用し、SCIF9のコンポーネントを追加

発生している問題・エラーメッセージ

SCIFAはFIFOバッファを利用した通信仕様になるのですが、FIFOバッファを利用した送受信でのデータの取り出し方が理解できません。
シリアル通信(RS232C)で外部機器との通信を考えています。
外部機器が指定したコマンドを使用して、フレーム同期をしなくてはならないのですが、マイコン側で、送受信を行う場合に、

①受信
外部機器からの「AF 06 B4 00 01 01 00 1A EF」という16進数表記の送信データが2進数変換され、マイコン側のレシーブシフトレジスタ(RSR)に1バイトずつ格納された後に、レシーブFIFOデータレジスタ(FRDR)に格納されていくと思いますが、このFRDRから、「AF 06 B4 00 01 01 00 1A EF」としてデータを読み取るためにはどのような操作が必要でしょうか。
16段のFIFOバッファであるFRDRレジスタに保存された時点で、2進数になっていると思いますが、この中から16進数としてデータを取り出す方法が知りたいです。

例えば、MTU0.TCNTでタイマカウンタを読む場合では、16ビット単位のアクセスとなっているので、
data = MTU0.TCNT;　（dataは16ビット以上の変数)　で読み取り可能と思いますが、似たような方法は可能なのでしょうか。

②送信
同様に、マイコン側から外部機器へ、「AF 05 B1 00 01 00 1A EF」のようなデータ送信を行う場合に、トランスミットFIFOデータレジスタ(FTDR)に上記のデータを書き込むことになりますが、直接上記の16進数データ列を書き込んでよいのでしょうか。
以下にスマートコンフィグレータで作成したSCIF9のソースを記します。

該当のソースコード

C言語
1#include "r_cg_macrodriver.h"
2#include "Config_SCIF9.h"
3/* Start user code for include. Do not edit comment generated here */
4/* End user code. Do not edit comment generated here */
5#include "r_cg_userdefine.h"
6
7
8volatile uint8_t * gp_scifa9_tx_address;               /* SCIFA9 transmit buffer address */
9volatile uint16_t  g_scifa9_tx_count;                  /* SCIFA9 transmit data number */
10volatile uint8_t * gp_scifa9_rx_address;               /* SCIFA9 receive buffer address */
11volatile uint16_t  g_scifa9_rx_count;                  /* SCIFA9 receive data number */
12volatile uint16_t  g_scifa9_rx_length;                 /* SCIFA9 receive data length */
13
14void R_Config_SCIF9_Create(void)
15{
16    volatile uint16_t dummy;
17    uint32_t w_count;
18
19    /* Cancel SCIFA9 module stop state */
20    MSTP(SCIFA9) = 0U;
21
22    /* Clear transmit/receive enable bits */
23    SCIFA9.SCR.BIT.TE = 0U;
24    SCIFA9.SCR.BIT.RE = 0U;
25
26    /* Reset transmit/receive FIFO data register operation */
27    SCIFA9.FCR.BIT.TFRST = 1U;
28    SCIFA9.FCR.BIT.RFRST = 1U;
29
30    /* Read and clear status flags */
31    dummy = SCIFA9.FSR.WORD;
32    SCIFA9.FSR.WORD = 0x00U;
33
34    dummy = (uint16_t) SCIFA9.LSR.BIT.ORER;
35    SCIFA9.LSR.BIT.ORER = 0U;
36
37    /* Set clock enable bits */
38    SCIFA9.SCR.WORD = _0000_SCIF_INTERNAL_SCK_UNUSED;
39
40    /* Set transmission/reception format */
41    SCIFA9.SMR.WORD = _0000_SCIF_CLOCK_PCLK | _0000_SCIF_STOP_1 | _0000_SCIF_PARITY_DISABLE | 
42                      _0000_SCIF_DATA_LENGTH_8 | _0000_SCIF_ASYNCHRONOUS_MODE;
43    SCIFA9.SEMR.BYTE = _00_SCIF_16_BASE_CLOCK | _00_SCIF_NOISE_FILTER_DISABLE | _00_SCIF_DATA_TRANSFER_LSB_FIRST | 
44                       _00_SCIF_BAUDRATE_SINGLE;
45
46    /* Clear modulation duty register select */
47    SCIFA9.SEMR.BIT.MDDRS = 0U;
48
49    /* Set bit rate */
50    SCIFA9.BRR = 0xC2U;
51
52    /* Wait for at least 1-bit interval */
53    for (w_count = 0U; w_count <= _000004E0_SCIF_1BIT_INTERVAL; w_count++)
54    {
55        nop();
56    }
57
58    /* Set FIFO trigger conditions */
59    SCIFA9.FTCR.WORD = _0000_SCIF_TX_FIFO_TRIGGER_NUM_0 | _0080_SCIF_TX_TRIGGER_TFTC_VALID | 
60                       _0100_SCIF_RX_FIFO_TRIGGER_NUM_1 | _8000_SCIF_RX_TRIGGER_RFTC_VALID;
61    SCIFA9.FCR.WORD = _0000_SCIF_LOOPBACK_DISABLE | _0000_SCIF_MODEM_CONTROL_DISABLE;
62
63    /* Disable transmit/receive FIFO data register reset operation */
64    SCIFA9.FCR.BIT.TFRST = 0U;
65    SCIFA9.FCR.BIT.RFRST = 0U;
66
67    /* Set interrupt priority */
68    IPR(SCIFA9, TXIF9) = _0F_SCIF_PRIORITY_LEVEL15;
69    IPR(SCIFA9, RXIF9) = _0F_SCIF_PRIORITY_LEVEL15;
70
71    /* Set RXD9 pin */
72    MPC.PB6PFS.BYTE = 0x0AU;
73    PORTB.PMR.BYTE |= 0x40U;
74
75    /* Set TXD9 pin */
76    MPC.PB7PFS.BYTE = 0x0AU;
77    PORTB.PMR.BYTE |= 0x80U;
78
79    R_Config_SCIF9_Create_UserInit();
80}
81
82/***********************************************************************************************************************
83* Function Name: R_Config_SCIF9_Start
84* Description  : This function starts the SCIFA9 channel
85* Arguments    : None
86* Return Value : None
87***********************************************************************************************************************/
88
89void R_Config_SCIF9_Start(void)
90{
91    /* Clear interrupt flag */
92    IR(SCIFA9,TXIF9) = 0U;
93    IR(SCIFA9,RXIF9) = 0U;
94
95    /* Enable SCIF interrupt */
96    IEN(SCIFA9,TXIF9) = 1U;
97    ICU.GENAL0.BIT.EN4 = 1U;
98    IEN(SCIFA9,RXIF9) = 1U;
99    ICU.GENAL0.BIT.EN5 = 1U;
100    ICU.GENAL0.BIT.EN6 = 1U;
101    ICU.GENAL0.BIT.EN7 = 1U;
102}
103
104/***********************************************************************************************************************
105* Function Name: R_Config_SCIF9_Stop
106* Description  : This function stop the SCIFA9 channel
107* Arguments    : None
108* Return Value : None
109***********************************************************************************************************************/
110
111void R_Config_SCIF9_Stop(void)
112{
113
114    /* Disable serial transmit */
115    SCIFA9.SCR.BIT.TE = 0U;
116
117    /* Disable serial receive */
118    SCIFA9.SCR.BIT.RE = 0U;
119
120    /* Disable TXI interrupt */
121    SCIFA9.SCR.BIT.TIE = 0U;
122
123    /* Disable RXI, ERI, BRI and DRI interrupt */
124    SCIFA9.SCR.BIT.RIE = 0U;
125    IR(SCIFA9,TXIF9) = 0U;
126    IEN(SCIFA9,TXIF9) = 0U;
127    ICU.GENAL0.BIT.EN4 = 0U;
128    IR(SCIFA9,RXIF9) = 0U;
129    IEN(SCIFA9,RXIF9) = 0U;
130    ICU.GENAL0.BIT.EN5 = 0U;
131    ICU.GENAL0.BIT.EN6 = 0U;
132    ICU.GENAL0.BIT.EN7 = 0U;
133}
134
135/***********************************************************************************************************************
136* Function Name: R_Config_SCIF9_Serial_Receive
137* Description  : This function receive SCIFA9 data
138* Arguments    : rx_buf -
139*                    receive buffer pointer (Not used when receive data handled by DTC or DMAC)
140*                rx_num -
141*                    buffer size (Not used when receive data handled by DTC or DMAC)
142* Return Value : status -
143*                    MD_OK or MD_ARGERROR
144***********************************************************************************************************************/
145
146MD_STATUS R_Config_SCIF9_Serial_Receive(uint8_t * const rx_buf, uint16_t rx_num)
147{
148    MD_STATUS status = MD_OK;
149
150    if (rx_num < 1U)
151    {
152        status = MD_ARGERROR;
153    }
154    else
155    {
156        g_scifa9_rx_count = 0U;
157        g_scifa9_rx_length = rx_num;
158        gp_scifa9_rx_address = rx_buf;
159
160        SCIFA9.FTCR.BIT.RFTC = _01_SCIF_RX_TRIG_NUM;
161
162        SCIFA9.SCR.BIT.RE = 1U;
163        SCIFA9.SCR.BIT.RIE = 1U;
164        SCIFA9.SCR.BIT.REIE = 1U;
165    }
166
167    return (status);
168}
169
170/***********************************************************************************************************************
171* Function Name: R_Config_SCIF9_Serial_Send
172* Description  : This function transmits SCIFA9 data
173* Arguments    : tx_buf -
174*                    transfer buffer pointer (Not used when transmit data handled by DTC or DMAC)
175*                tx_num -
176*                    buffer size (Not used when transmit data handled by DTC or DMAC)
177* Return Value : status -
178*                    MD_OK or MD_ARGERROR
179***********************************************************************************************************************/
180
181MD_STATUS R_Config_SCIF9_Serial_Send(uint8_t * const tx_buf, uint16_t tx_num)
182{
183    MD_STATUS status = MD_OK;
184
185    if (tx_num < 1U)
186    {
187        status = MD_ARGERROR;
188    }
189    else
190    {
191        gp_scifa9_tx_address = tx_buf;
192        g_scifa9_tx_count = tx_num;
193        SCIFA9.SCR.BIT.TE = 1U;
194        SCIFA9.SCR.BIT.TIE = 1U;
195    }
196
197    return (status);
198}
199
200/* Start user code for adding. Do not edit comment generated here */
201/* End user code. Do not edit comment generated here */
202

試したこと

SCI0を使用しての調歩同期式通信は行えました。これは、頭とお尻に指定した文字列を配置することによる、フレーム同期です。数字は配列から抜き出しています。一方FIFO付きのSCIFAでは8ビットの塊でしか数字を処理できないので、送った16進数の数字がばらばらになるのではと思っています。

行動規範の内容に同意します

回答2件

バイナリデータの１バイト単位でFIFOバッファに貯められます。
それをふつーに１バイト単位で読み込んでいくだけです。
１６進数表記とか２進数表記、ってのは、そのバイトデータを文字列に変換するときの表現ってだけの話なので、気にする必要はありません

投稿2023/08/25 07:40

y_waiwai

総合スコア87784

Nyanmage.neko

2023/08/25 08:03

ご回答ありがとうございます。受信データの「AF 06 B4 00 01 01 00 1A EF」をバイトデータに変換すると、「AF(1010 1111) 06(0000 0110) B4(1011 0100) 00 01(0000 0001) 01(0000 0001) 001A(0001 1010) EF(1110 1111)」のような形になるので、確かに1バイトずつ読み込むだけで値は読めそうなのですが、例えば2バイト使うデータ（1000など）の場合は、2バイトまとめて併せて読むなど可能なのでしょうか。

y_waiwai

2023/08/25 11:26

2バイトデータの場合は、１バイトを２つ読んで、そこから２バイトデータを構成しますその場合は、最初のバイトが２バイトデータの上位バイトなのか、下位バイトなのかを通信仕様から読み取って、２バイトデータを構成する必要があります

Nyanmage.neko

2023/08/28 01:52

ご回答ありがとうございます。上位バイトと下位バイトにて2バイトデータとすること理解しました。

行動規範の内容に同意します

ベストアンサー

2進数とか16進数とかいう言葉をこのシーンで言い出すのは「間違い」です。その議論の先に理解はありません。
int a;という変数を宣言したとして、a=100;と記述しても、a=0x64;と記述しても、a=0144;と記述しても、a=0b1100100;と記述しても(ルネサスのCは0b表記を受け付けなかったと思いますが)、結果のaは同じ状態になりますし、aに入っているのが「何進数か」という議論は意味を為しません。aが保持しているのは「値」であって、表現ではありませんから。
a=100; //あるいはa=0x64、またa=0b1100100
のあとに
a==100;
a==0x64;
a==0144;
a==0b1100100;
のいずれを評価しても1になります。n進数というのは値の表現方法の問題であって、表現される値そのものは表現方法によらないからです。

なので、1バイト=8ビットのデータを扱いたいのなら、そのデータをchar型に格納したデータとして扱えばよい、それだけです。

あとは、スマートコンフィグレータを使っているのですから、ハードウェアは隠蔽されているので、API関数の使い方だけ分かればよいです。

基本的には、データの受信にはR_Config_SCIF9_Serial_Receive(rx_buf, rx_num)関数を呼び出すのでしょう。このとき、例えばrx_num(要求した受信データバイト数)より受信済のデータバイト数が少なかったときに何が起こるかとかはマニュアルを精読してください。(事前にg_scifa9_rx_countを調べてから必要なデータ数があることを確認して呼ぶのかな、とは思います)

また、UART通信は1バイト単位の通信です。1バイトに満たないデータを気にする必要もありませんが、逆に1バイト以上のグループで構造を持ったデータのフレームのデータが欠落したとき、ノイズで不要なデータが受信されてしまった時の処理は全てプログラムで対応する必要があります。つまり、データを9バイト受信したら"AF ... EF"の9バイトが受信できる期待をしてはいけません。"00 AF..."(余計なデータがつく)だったり”AF ... EF 00"(データが足りない)だったりしたときに、適切な方法でフレームを切り出せる状態に復帰する必要があります。そこはあなたのウデの見せ所、ということになりますね。

投稿2023/08/26 02:35

編集2023/08/26 10:36

thkana

総合スコア7652

Nyanmage.neko

2023/08/27 22:57

ご回答ありがとうございます。「2進数とか16進数とかいう言葉をこのシーンで言い出すのは「間違い」です。その議論の先に理解はありません。」、このことは非常に重要で、私自身がうまく咀嚼できていなかったことがはっきりとわかりました。まさにこの内容が、私が理解が進まない原因でした。また、レジスタの事ばかり気にしていた結果、実際に取得するデータの長さなどを判断する部分をおろそかにしていました。事前にデータの長さなどを取得する関数についての理解を深めておくべきでした。大変助かりました。ありがとうございます。

行動規範の内容に同意します

あなたの回答