Eject-io 2013/12/26にささみ勉強会にて紹介

1. 次世代
I/Oインターフェイスの提案
2013/12/26 ささみの会
Takeshi HASEGAWA
(Twitter: @hasegaw)
v 本資料中の解説内容は、所属組織における
統一的な見解を示すものではありません。

2. プロフィール
長谷川 猛 (HASEGAWA Takeshi)
twitter: @hasegaw
主にLinuxや仮想化技術を得意とする雑食系SE
Xen/KVMを調査、FreeBSD virtioを実装等
興味範囲：仮想化、ストレージ
もんはんしようず ﾟ+.(･ω･)ﾟ+.ﾟ
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3. おもな著書・寄稿
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4. Webサイトの記事など
エンジニアなら知っておきたい仮想マシンのしくみ
http://gihyo.jp/dev/serial/01/vm_work/
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5. これまでのI/O
• I/Oポート (8ビット)、割り込み、MMIO
o コンピュータの複雑化にともない簡単なポートI/Oがしづらくなった
• Serial, GPIO
• Eject
o 簡単
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6. 6http://www.raspberrypi.org/archives/4824
Ejectコマンドはいまや
非常に有名なIO手段となった

7. どうしてEjectなのか
• 電子機器部品の知識なくモノを動かせる
• ハンダ付け不要
• お子様ですら “DIY” 可能
• いまどき CD-ROM ドライブのドライバがないOSなんてない
o Eject 最強ってことですね
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8. Ejectの課題
• ジャンクCD-ROMは安く手に入る(100円∼)が、
しかしシステムへの接続にはインターフェイスが必要
E.g.) USB-ATA アダプタ
• 電力供給。５インチのCD-ROMドライブは12V必要
• CD-ROMドライブをヘルメットの上に載せるには重すぎる
o 傍目からみておかしい
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9. 本来の部分に立ち戻る
• CD-ROMをIOインターフェイスとして使うなんて！
• まるでHDDのディスク部分をそのままフラッシュに置き換えた
「SSD」的な発想じゃないか！
• これでLEDつけたりリモコンのボタン押すならそもそも
ON/OFFできるI/Oインターフェイスがあればいいよね
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10. 時は満ちた
• 「誰かが Eject を再定義する必要があったーー」
• よし作ろう
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11. 11
Eject-io

12. なぜEject-ioなのか
• PICで実装されたシンプルなEjectデバイス
• USBマスストレージクラス準拠
o 特殊なドライバなく制御可能
• ON/OFFの出力が可能
o Ejectコマンドで出力
• エンドユーザの手にわたってもフィールドリプログラム可能な
ファームウエア
o 後からの機能拡張やハックが可能、子供のマイコントレーニングにも
• 世界で最も低消費電力な eject 対応デバイス
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13. Eject-io
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14. Eject-ioにより軽量化された変態ヘルメット
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15. 15
Eject-io
の作り方

16. 買い物
• PIC18F25J50
o 選定理由
o USB対応、メインメモリ3KB以上 (マスストレージのサンプルが約2KB)
o ブレットボードで使えるICタイプ
o 5.0Vだとよかったけど3.3Vタイプで妥協
• 東芝製三端子レギュレータ
o USBバスパワー 5.0V を 3.3V にできればなんでもない
• USB端子、コンデンサ、LED、抵抗などは手持ちのもので適当に
• ROMライター(PICKit2 とか PICKit3 とか色々ある)
• ブレットボードなど
o ブレットボード、ジャンパなど
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17. 17

18. 18

19. 19

20. 組み立てた
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21. USBサンプルをロードする
21http://www.microchip.com/stellent/idcplg?
IdcService=SS_GET_PAGE&nodeId=2680&dDocName=en547784

22. サンプルをビルド
• USBDevice – Mass Storage – Internal Flash サンプルを
MPLAB Xでビルドする
• ビルドする時に最低限やらないといけないこと
o ターゲットになるデバイスの設定
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23. ファームウェアのカスタマイズ
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24. 24

25. USBの仕様が知りたい
25http://usb.org/

26. USBの仕様が知りたい
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27. プロトコルの解析
• USBPCap + Wireshark
o Windows 上でUSBパケットキャプチャできる
• VMware
o デバッグオプションを .vmx に直書きすると USB のログがとれる
o VMware ログの仕様上1KB/s以上出力されると出力が止まるので注意
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28. USBPcap
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29. USBPcapでキャプチャしたログをWiresharkで見る
29http://desowin.org/usbpcap/tour.html より引用

30. VmwareのUSB Log
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31. まとめ
• Eject はすでに広く認知されたI/O手段である
o でも5インチCD-ROMはヘルメット重くなる
o アクチュエータが不要であればCD-ROMドライブである必要はない
• Eject-io
o アクチュエータを使う理由がなければPICで置き換え可能
o PICならUSBマスストレージも簡単に実装可能
o 最も消費電力が低いEject可能デバイスを実現
o Raspberry Piと組み合わせての5Vバッテリ動作が可能
• PIC USBプログラミング
o 意外と手軽に始められる
o USBスニファの手段 … VMware ログ、USBPcap + Wireshark
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32. Thank you
ﾟ+.(･ω･)ﾟ+.ﾟ
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