急の頼まれ仕事でアルバイトを引き受けることになった

ARM SoCを使ったボードを組んだのでそれにu-bootとlinuxを移植してほしいというもの。

使われているSoCは比較的枯れていて既に他社から出ているボードに移植されたu-bootとlinuxが有る模様。

使っているメモリやLANコントローラーが違うぐらいで移植はすぐだろうと予想していたが、最初に依頼した有名な別の会社からは数ヶ月もの期間と一千万近い費用が提示されたとのこと。普通一週間だろこれ。つまりは丁寧なお断りの提案だと理解したほうがよさそうだ。一見さんはお断りということか。

立ち上がるところまでは一日で終わったが、LANコントローラーがどうにも意図した通りアクセスできない。

まずもって回路が怪しい。普通ひかないはずのテストパッドが水晶発振回路から伸びている。設計者が経験がないのか、むしろ有害でしかない。高周波の水晶発振回路はちょっとしたことで発振が不安定になる。ましてや信号を直に観測するなど無理だ。

10MΩの高圧プローブで発振振幅を見ようとGould 465の電源を入れたのだが、電源ランプはつくが画面が現れない。震災で上からPCが落ちてきた影響なのか、その時は動いていたから、あれから数年してバックアップ電池が切れたか。いずれにせよ修理しないと使えないことが判明。

奥から40MHzのアナログオシロを引っ張りだしてきて、帯域は足らないけどそれで観測することに。DCカップリングで見ると3.3V電源のところを1.5V付近を中心に綺麗な正弦波が観測された、周波数はおおよそ水晶発振子の仕様通り。しかし振幅が1Vもないのが気になるが、40MHz帯域で25MHzを見れば、少し目減りはする。40MHz帯域というのはそこで振幅がDCと比べて1/2になる点だから、それに近ければ目減りはしているはず。

LANコントローラがリセット時にEEPROMを読みにいっているはずなので、そちらのクロック信号を観測すると威勢よくフルスイングで切れ味のよい波形が出ている。内部の動作はよさそうだ。

その後、予想もしないことが判明。これはSoCのデータシートに書かれていることが嘘だということが明らかに。設計者は裏取りもせずにデータシートを鵜呑みにして設計したことが明らか。他の同じSoCを使っている製品ではこの問題を華麗に回避した設計となっていることからも明白。

回路の簡単な改修方法を考えて実施した結果、問題は解消したように見えるが、それ以前には気づかなかった問題が浮上してきた。

書き込みがどっかでバッファリングされているらしく、連続して書くと最初に書いたのが押し出されるようにデバイスに書き込まれるという症状。

これは最後まで判らなかったが、JTAGでメモリにロードして動作させるとだめで、SoCメーカー提供の謎のautobootコードを使ってNAND flashからロードするとその症状は解消することが判明。ハードウェア改修方法はあれでよかったのだった。無事それでLinuxからもLANが使えるようになって任務終了。

メーカーから提供されているautobootコードで何をしているのかはソースコードが非公開なので謎だが、JTAGスクリプトではやっていない何か妙薬を施していることは明らか。

それと回路図と違う結線がされていることも判明。これのおかげで大分手間取った。今回の回路は基本設計をやった人とそれに基づいて回路図を起こして基板設計し組んだ会社が別なので、どこまで意図した通りかわかっていない。良く動いたほうだと思う。

以前やった仕事では国内の老舗メーカーだけどSoC使うのは初めてというところで、JTAG信号は出していないわ、出力信号どうしをつないでいるわ、出図を間に合わすためにCADソフトのDRCは裏技でバイパスして通したとか、後でわかった。あれほどSoCメーカーのリファレンス通りで良いといったのに、肝心のpinがGNDに落としていなくて、セキュリティ機能が働いてファームウェアをbootしてくれないという落ちもあった。パッドも出ていないピンだったので、BGAチップを外して、離れ業で足跡パッドを貼り付けてGNDに落とすということをやったらしい。そういう技はさすがに老舗メーカーらしかったが、それ以外は素人同然だった。これでは海外やアジアに敵わないわけである。