技術コラム

NX-RT1062は、i.MX RTシリーズ「i.MX RT1062」を搭載した汎用CPUボードです。i.MX RT1062は、最大周波数528MHzで動作するCortex-M7を搭載したミッドレンジのマイクロコントローラです。

<NX-RT1062の特長>

• 大容量メモリを搭載
  内蔵ROM 128KByte、内蔵RAM 1MByte、SDRAM 32MByte、QSPI FLASH 16MByte
• 拡張性の高いインタフェース
  10/100BASE-T Ethernet、USB2.0 Host/Function、CANなど
• LCDインタフェースを搭載
  RGB565パラレル出力とタッチパネルに対応したLCDインタフェースコネクタを搭載
• オーディオ入出力を搭載
  8K～48Kサンプリングに対応するStereo Audio Codecを搭載
• CAN通信用コネクタを搭載
  CAN I/Fコネクタを3ch搭載(CAN FD対応1ch)
• Pmodインタフェースコネクタを搭載
  Pmodコネクタを搭載
• 対応OS
  FreeRTOS

NX-RT1021は、i.MX RTシリーズ「i.MX RT1021」を搭載した汎用CPUボードです。i.MX RT1021は、最大周波数396MHzで動作する Cortex-M7を搭載したローエンドのマイクロコントローラです。

<NX-RT1021の特長>

• 内蔵メモリと外部メモリ
  内蔵ROM 96KByte、内蔵RAM 256KByte、QSPI FLASH 4MByte
• 周辺インタフェース
  USB2.0 Function、CANなど
• CAN通信用コネクタを搭載
  CAN I/Fコネクタを2ch搭載
• Pmodインタフェースコネクタを搭載
  Pmodコネクタを搭載
• 対応OS
  FreeRTOS

NX-N947は、MCXシリーズ「MCX N947」を搭載したAI機能搭載汎用CPUボードです。MCX N947は、最大周波数150MHzで動作するデュアル高性能Arm Cortex-M33と統合型eIQ Neutron Processing Unit（NPU）を搭載し、CPUコアのみの場合と比較して最大42倍の機械学習スループットを実現しています。

<NX-N947の特長>

• 大容量メモリを搭載
  内蔵FLASH 2MByte、内蔵RAM 512KByte、QSPI PSRAM 8MByte、QSPI FLASH 4MByte
• 拡張性の高いインタフェース
  10/100BASE-T Ethernet、USB2.0 Host/Function、CANなど
• オーディオ入出力を搭載
  8K～48Kサンプリングに対応するStereo Audio Codecを搭載
• CAN通信用コネクタを装備
  CAN I/F(CAN FD対応)コネクタを2ch搭載
• 対応OS
  FreeRTOS

当社の「NX-RT1062」「NX-RT1021」「NX-N947」では、各CPUボードで動作する以下のサンプルプログラムを提供しています。

• 汎用インタフェース用サンプルプログラム（NX-RT1062、NX-RT1021、NX-N947）
• Pmod用サンプルプログラム（NX-RT1062、NX-RT1021）
• LCD-KIT用サンプルプログラム（NX-RT1062）
• NPUを使用した画像分類サンプルプログラム（NX-N947）

各サンプルプログラムは、NXP社が無償で公開している開発環境「MCUXpresso IDE（コンパイラはGCC）」を使用しており、CPUボードのほかにデバッガをご用意いただければ、すぐに動作を確認できます。サンプルプログラムの詳細は、各CPUボードの製品ページにあるサンプルプログラム解説書をご確認ください。

また、サンプルプログラムの使い方として、チュートリアル資料「AN2301 NXシリーズ開発チュートリアル」も用意しています。CPUボードのハードウェアマニュアル、およびサンプルプログラム解説書は、CPUボードをご購入前でも閲覧できますので、ぜひご一読ください。

NXPマイコンの開発を始める場合、以下の機材とソフトウェアを用意する必要があります。

• 統合開発環境（エディタ、コンパイラ、デバッガ）
• OS、ソフトウェア、ドライバなど
• フラッシュ書き込みソフト
• JTAGエミュレータ
• CPUボード（ターゲットボード）
• Windows PC

NXPマイコンのソフトウェア開発環境はNXP社から提供される開発環境のほか、各サードパーティの開発環境も利用できます。

今回は、NXP社より無償で提供されている統合開発環境「MCUXpresso IDE」をご紹介いたします。

「MCUXpresso IDE」は、Eclipseベースの統合開発環境で、エディタ、コンパイラ(GNU C)、デバッガなど、NXPマイコンのソフトウェア開発に必要な機能がすべて含まれています。各MCUに対応したソフトウェア開発キット「MCUXpresso SDK」をインストールすることで、ミドルウェアやドライバのインポートが行えます。

また、同社が提供するツール「MCUXpresso-Config-Tools」と連携することで、クロック、ピンアサインの設定など、ソフトウェアの開発をより効率化できます。

「MCUXpresso SDK」は、NXPマイコンの組込みシステムを開発するためのソフトウェアパッケージです。RTOSおよびドライバやミドルウェアなど、NXPマイコンの開発に必要なソフトウェアを利用できます。

「MCUXpresso SDK」の構成イメージは、以下のようになっています。

「MCUXpresso SDK」には、NXPマイコンの内蔵機能をすぐに利用できるように様々なソフトウェアが用意されています。Real-Time OSとしてFreeRTOSを組込むことができます。また、CPU内蔵機能のドライバと、Ethernet・USBなどのミドルウェアスタック機能など、これらすべてが含まれておりソースコードとして出力できます。

また、各ドライバ、ミドルウェアを使用したサンプルプログラムも用意されています。

「MCUXpresso Secure Provisioning Tool」は、USB Function、もしくはUARTを使用し、NXPマイコンの内蔵FlashROMや外部に接続されたQSPI FlashROMなどへ書き込みが行えるツールです。

プログラムのデバッグにはJTAGエミュレータを使用します。JTAGデバッガやデバッグプローブとも呼ばれます。JTAGエミュレータは、PC側をUSBポートに、マイコン側をJTAG端子(コネクタ)に接続します。

NXPマイコンは、Arm Cortex-Mコアに対応するJTAGエミュレータであれば利用できますが、今回は「MCUXpresso IDE」が対応する製品をご紹介します。

• MCU-Link Debug Probe
  

  NXP社純正のJTAGエミュレータです。MCUXpresso IDEとシームレスに連携できるデバッグプローブです。非常に安価で、代理店や電子部品の取り扱いショップなどから３千円程度で購入できます。上位版としてMCU-Link-Pro Debug Probeが発売されています。

• J-Link
  

  SEGGER社の汎用JTAGエミュレータです。MCUXpresso IDEに対応しています。また、NXP社以外の各社マイコンにも対応しています。SEGGER社が提供する各種ツールソフトも利用できます。詳しくはSEGGER社の製品情報をご覧ください。

[JTAGコネクタについて]
ARMのJTAGコネクタには、20pinや10pinなどコネクタの規格が複数ありますが、当社の NXPマイコン搭載CPUボードは10pinハーフピッチコネクタとなっています。接続ケーブルは各デバッガメーカより提供されていますので、対応ケーブルをご用意ください。

今回は、「i.MX RTシリーズ クロスオーバーMCU」を中心に、NXP社製マイコンの概要と開発環境についてご紹介いたしました。

NXP社製マイコンの特長として、ミッドレンジからローエンドをカバーしており、開発環境にMCUXpresso IDEを使用することでRTOSやデバイスドライバの実行も比較的簡単に行えます。また、グローバルシェアが高く、情報ソースが多いことも魅力のひとつです。リアルタイム制御用マイコンの選択肢の一つとして加えてみるのはいかがでしょうか。

当社から販売している「NX-RT1062」「NX-RT1021」「NX-N947」の３製品は、ミドルレンジからローエンドまで、用途に合わせてご選択いただけます。また、当社webサイトの各製品ページからサンプルプログラムを提供していますので、より少ない負担で開発を始められます。ぜひ当社のNXP CPUボードをお試しください。