Sharks Cove ハードウェア開発ボード

[アーティクル]
01/25/2016

Sharks Cove は、Windows 向けのハードウェアやドライバーの開発に使うことができるハードウェア開発ボードです。

Intel Sharks Cove ボードは、さまざまなインターフェイス (GPIO、I2C、I2S、UART、SDIO、USB など) を使うデバイス用のドライバーの開発をサポートします。Sharks Cove ボードを使って、カメラやタッチスクリーン用のドライバーを開発することもできます。

Sharks Cove ボードに関連するダウンロードについては、Sharks Cove の UEFI ファームウェアに関するページをご覧ください。

詳細な仕様については、Sharks Cove の技術仕様に関するページをご覧ください。

始める前に

ここで説明する手順を実行するには、Windows 10、Windows 8.1、または Windows 7 を実行している必要があります。これらの手順は、Windows 8 を実行している場合は使用できません。

注 Windows 10 の入手方法については、こちらの Web サイトで更新情報をチェックしてください。

Windows 7 を実行している場合は、PowerShell 4.0 と Windows 8.1 Update 用 Windows アセスメント & デプロイメントキット (ADK) をインストールする必要があります。その後で、[スタート] メニューから、[すべてのプログラム]、[Windows キット]、[Windows ADK]、[展開およびイメージングツール環境] の順にクリックします。このコマンドプロンプトウィンドウを管理者として開きます。以下の各手順で説明するコマンドを入力するときは、このコマンドプロンプトウィンドウを使います。

手順 1. ボードおよび関連するハードウェアを入手する

次のハードウェアが必要です。

電源コードとアダプターが付属する Sharks Cove ボード
USB ハブ
USB キーボード
USB マウス
USB ネットワークアダプター
モニターおよび HDMI ケーブル (場合によってはアダプターも必要)

Sharks Cove ボードは、Mouser Electronics で入手できます。

手順 2. キットとツールをダウンロードする

ドライバー開発環境には、ホストコンピューターとターゲットコンピューターという、2 台のコンピューターがあります。ターゲットコンピューターはテストコンピューターとも呼ばれます。ドライバーの開発とビルドは、ホストコンピューター上の Microsoft Visual Studio で行います。デバッガーはホストコンピューター上で実行され、Visual Studio のユーザーインターフェイスで利用できます。ドライバーのテストとデバッグを行うときは、ドライバーをターゲットコンピューター上で実行します。この場合、Sharks Cove ボードがターゲットコンピューターになります。

Sharks Cove ボードでハードウェアとドライバーを開発するには、次のキットとツールをホストコンピューターにインストールする必要があります。

Visual Studio
Windows Driver Kit (WDK)
WDK Test Pack
Debugging Tools for Windows

ホストコンピューターで、最初に Visual Studio をダウンロードし、次に WDK をダウンロードしてから、WDK Test Pack をダウンロードします。Debugging Tools for Windows は WDK に含まれているため、別個にダウンロードする必要はありません。

Windows 10 用のキットとツールのダウンロード

Windows 8.1 用のキットとツールをダウンロードする。

ドキュメント

WDK のオンラインドキュメントについては、ここをご覧ください。

Debugging Tools for Windows のオンラインドキュメントについては、ここをご覧ください。

Debugging Tools for Windows のドキュメントは、インストールディレクトリに CHM ファイルとしても保存されています。ご利用ください (例: C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.1\Debuggers\x64\debugger.chm)。

手順 3. Sharks Cove ボードへ Windows をインストールする

次のいずれかのバージョンの Windows を Sharks Cove ボードにインストールできます。

用語	説明
Windows Embedded 8.1 Industry Pro Evaluation	これは、180 日間無料の試用版です。これは、評価版として扱われます。
Windows Embedded 8.1 Industry Pro Update (x86) - DVD	これには、MSDN サブスクリプションが必要です。これは、通常版として扱われます。

評価版をインストールする場合は、使用許諾契約に対する次の修正をお読みください。

評価版ソフトウェアライセンス条項に関する修正 (ハードウェア開発者プログラム向け)

このソフトウェアの使用がハードウェア開発者プログラムをサポートする場合は、次の条項が適用されます。
- Windows Embedded 8.1 Industry Pro に関する Microsoft 評価版ソフトウェアのライセンス条項 (評価版ソフトウェアライセンス条項) の、以下を除くすべての条項に同意するものとします。
  - 評価版ソフトウェアライセンス条項の 1.b 項 (デモンストレーションの権利) の一部が次のように修正されました。
    - ソフトウェアを使って開発された Windows Embedded 8.1 Industry Pro デバイス ("デモンストレーションデバイス") を、デモンストレーションの目的で合理的に必要となる数だけ使い、潜在的なユーザーに対してデモンストレーションを行ったり、デモンストレーションで使うために潜在的なユーザーに提供したりすることができます。守秘義務の対象ではないユーザーに対して、デモンストレーションデバイスのデモンストレーションを行ったり、提供したりすることができます。
  - 上記の修正条項に直接抵触しない、1.b 項の条項はすべて適用されます。
- ソフトウェアを使うことにより、これらの条項に同意されたものとします。これらの条項に同意せず従わない場合は、ソフトウェアおよびその機能を使うことができないものとします。
Windows Embedded 8.1 Industry (x86) Pro Evaluation または Windows Embedded 8.1 Industry Pro Update (x86) - DVD をダウンロードします。

ダウンロードしたファイルを探します。たとえば、次のようなファイルです。

9600.17050.WINBLUE_REFRESH...X86FRE_EN-US_DV9.ISO
Sharks Cove セットアップファイルのルートとなるフォルダーを作ります (C:\SharksCoveWindows など)。このフォルダーを Root と呼びます。 Root 内に、次のサブフォルダーを作ります。
- Setup
- SharksCoveBsp
ISO ファイルをダブルクリックして、次のファイルを Root\Setup にコピーします。
- Boot
- Efi
- Sources
- Support
- Autorun.inf
- Bootmgr
- Bootmgr.efi
- Setup.exe
注 Windows 7 を実行している場合は、ISO ファイルを右クリックして、[ディスクイメージの書き込み] をクリックします。イメージを書き込み可能 DVD に書き込みます。次に、ファイルを DVD から Root\Setup にコピーします。
Sharks Cove ボードのサポートパッケージ (BSP) をここで入手します。パッケージに含まれるすべてのファイルを Root\SharksCoveBsp にコピーします。
ここで、WDK Development Boards Add-on Kit を入手します。[SourceCode] (ソースコード) タブを開きます。[Downloads] (ダウンロード) タブではなく、[Download] (ダウンロード) をクリックして、キットスクリプトを入手します。Scripts フォルダーを開き、次の 2 つの項目を Root にコピーします。
- Create-DevboardImage.ps1
- DevBoard フォルダー
注 DevBoard フォルダーには、複数のスクリプトとモジュール (DevboardImage.ps1、Devboard.psm1、enable-telnet.ps1 など) が含まれています。
管理者としてコマンドプロンプトウィンドウを開き、「Powershell」と入力します。Root に移動します。BSP を Windows イメージに追加するには、次のいずれかのコマンドを入力します。

Windows の評価版を使っている場合は、次のコマンドを入力します。
```
.\Create-DevboardImage -SourcePath Setup\sources\install.wim -Index 2 -BspManifest SharksCoveBsp\SharksCoveBsp.xml
```
Windows の通常版を使っている場合は、次のコマンドを入力します。
```
.\Create-DevboardImage -SourcePath Setup\sources\install.wim -Index 1 -BspManifest SharksCoveBsp\SharksCoveBsp.xml
```
注 Create-DevboardImage スクリプトを実行する前に、実行ポリシーの設定が必要になる場合があります。たとえば、次のように設定します。
```
Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy Unrestricted
```
BSP が Windows イメージに追加されました。次のフォルダーとファイルを、Root\Setup から USB フラッシュドライブ (FAT32) にコピーしてください。
- Boot
- Efi
- Sources
- Support
- Autorun.inf
- Bootmgr
- Bootmgr.efi
- Setup.exe
次に示すように Sharks Cove ハードウェアをセットアップします。
フラッシュドライブを、Sharks Cove ボードに接続されているハブに接続します。 Sharks Cove ボードの起動時または再起動時には、音量を上げるボタンを押したままにしておきます。音量を上げるボタンは、ボードの左側にある 3 つのボタンのセットの一番上にあります。上の図をご覧ください (ボードが既に起動されている場合は、電源ボタンを数秒間押し続けることで、ボードを停止できます)。ボードが起動すると、画面に EFI シェルが表示されます。

注場合によっては、EFI シェルに移動する必要があります。その場合は、[Boot Manager] (ブートマネージャー)、[EFI Internal Shell] (EFI 内部シェル) の順に移動してください。

USB フラッシュドライブの名前 (fs1 など) を覚えておきます。

(ここでは、USB フラッシュドライブの名前に fs1 を使います。) Shell> プロンプトで、次のコマンドを入力します。

fs1:

cd efi\boot

dir

bootia32.efi がディレクトリ内にあることを確認します。次のコマンドを入力します。

bootia32.efi

画面に示される Windows セットアップの指示に従います。

手順 4. ドライバーの展開とテストのために Sharks Cove ボードをプロビジョニングする

プロビジョニングは、自動ドライバー展開、テスト、デバッグ用にコンピューターを構成するプロセスです。

次に示すようにハードウェアをセットアップします。

プロビジョニング用の接続を行ったボードの画像

Sharks Cove ボードのプロビジョニングは、他のコンピューターのプロビジョニングと似ています。Sharks Cove ボードをプロビジョニングするには、次トピックの手順に従ってください。

ドライバーの展開およびテストのためのコンピューターのプロビジョニング (WDK 8.1)

また、次のトピックの手順にも従ってください。このトピックはオンラインドキュメントまたは debugger.chm で確認できます。

Visual Studio での USB 経由のシリアル接続を使ったカーネルモードデバッグの設定

注 Sharks Cove ボードをプロビジョニングする前に、セキュアブートを無効にする必要があります。Sharks Cove ボードを再起動します。ボードを再起動するとき、音量を上げるボタンを押したままにします。[Device Manager] (デバイスマネージャー)、[System Setup] (システムセットアップ)、[Boot] (ブート) の順に移動します。[UEFI Security Boot] (UEFI セキュリティブート) を [Disabled] (無効) に設定します。

手順 5. Sharks Cove ボードでソフトウェアドライバーを作る

Sharks Cove ボードでデバイスドライバーを作る前に、ソフトウェアドライバーを作って、ドライバー開発ツールについて理解しておくことをお勧めします。その手順は、他のターゲットコンピューターでのソフトウェアドライバーの作成に似ています。最初に、次の実践的な演習を行ってください。

初めてのドライバーの作成

手順 6. Secondary System Description Table (SSDT) を変更する

Sharks Cove ボード上の Simple Peripheral Bus (SPB) に接続されるデバイスのドライバーを作る場合は、Sharks Cove ファームウェアの Secondary System Description Table (SSDT) を更新する必要があります。このようなドライバーの作成の例として、I2C バス経由でデータを転送し、汎用 I/O (GPIO) ピンを介して割り込みを生成する加速度計のドライバーの作成が挙げられます。詳しくは、Simple Peripheral Bus に関するページをご覧ください。

SSDT の変更例を次に示します。ここでは、ADXL345 加速度計のテーブルエントリを追加します。

注 SpbAccelerometer サンプルドライバーと ADXL345 加速度計の手順ガイドについては、「SpbAccelerometer ドライバークックブック」をご覧ください。

x86 バージョンの ASL.exe を Sharks Cove ボードにコピーします。ASL.exe は WDK に付属しています。

例: C:\Program Files (x86)\Windows Kits\8.1\Tools\x86\ACPIVerify\ASL.exe
管理者としてコマンドプロンプトウィンドウを開きます。次のコマンドを入力して、SSDT を逆コンパイルします。

asl /tab=ssdt

このコマンドによって、Ssdt.asl が作られます。

Ssdt.asl をメモ帳などで開きます。

DefinitionBlock("SSDT.AML", "SSDT", 0x01, "Intel_", "ADebTabl", 0x00001000)
{
    Scope(\)
    {
        Name(DPTR, 0x3bf2d000)
        Name(EPTR, 0x3bf3d000)
        Name(CPTR, 0x3bf2d010)
        Mutex(MMUT, 0x0)
        Method(MDBG, 0x1, Serialized)
        {
            Store(Acquire(MMUT, 0x3e8), Local0)
            If(LEqual(Local0, Zero))
            {
                OperationRegion(ABLK, SystemMemory, CPTR, 0x10)
                Field(ABLK, ByteAcc, NoLock, Preserve)
                {
                    AAAA, 128
                }
                Store(Arg0, AAAA)
                Add(CPTR, 0x10, CPTR)
                If(LNot(LLess(CPTR, EPTR)))
                {
                    Add(DPTR, 0x10, CPTR)
                }
                Release(MMUT)
            }
            Return(Local0)
        }
    }

    // Insert a Scope(_SB_) and a Device entry here.

}

Scope(_SB_) エントリを挿入します。スコープエントリ内に、ユーザー独自の Device エントリを挿入します。ADXL345 加速度計の Scope(_SB_) エントリと Device エントリの例を次に示します。

Scope(_SB_)
{
    Device(SPBA)
    {
        Name(_HID, "SpbAccelerometer")
        Name(_UID, 1)


        Method(_CRS, 0x0, NotSerialized)
        {
            Name(RBUF, ResourceTemplate()
            {          
                I2CSerialBus(0x53, ControllerInitiated, 400000, AddressingMode7Bit, "\\_SB.I2C3", 0, ResourceConsumer) 
                GpioInt(Edge, ActiveHigh, Exclusive, PullDown, 0, "\\_SB.GPO2") {0x17}
            })

            Return(RBUF)
        }


        Method(_DSM, 0x4, NotSerialized)
        {
            If(LEqual(Arg0, Buffer(0x10)
            {
                0x1e, 0x54, 0x81, 0x76, 0x27, 0x88, 0x39, 0x42, 0x8d, 0x9d, 0x36, 0xbe, 0x7f, 0xe1, 0x25, 0x42
            }))
            {
                If(LEqual(Arg2, Zero))
                {
                    Return(Buffer(One)
                    {
                        0x03
                    })
                }

                If(LEqual(Arg2, One))
                {
                    Return(Buffer(0x4)
                    {
                        0x00, 0x01, 0x02, 0x03
                    })
                }
            }
            Else
            {
                Return(Buffer(One)
                {
                    0x00
                })
            }
        } // Method(_DSM ...)

    } // Device(SPBA)

} // Scope(_SB_)

この例では、ResourceTemplate() の下にあるエントリは、加速度計で 2 つのハードウェアリソース (特定の I2C バスコントローラーへの接続 ID (I2C3) および GPIO 割り込み) が必要であることを示しています。割り込みでは、GPO2 という名前の GPIO コントローラーのピン 0x17 を使います。

ユーザー独自の Device エントリを Ssdt.asl に追加した後で、次のコマンドを入力して Ssdt.asl をコンパイルします。

asl ssdt.asl

これにより、コンパイル済みの出力が Ssdt.aml という名前のファイルに配置されます。
Sharks Cove ボードに対してテスト署名が有効になっていることを確認します。

注テスト署名は、プロビジョニング中に自動的に有効になります。

Sharks Cove ボードで、管理者としてコマンドプロンプトウィンドウを開きます。次のコマンドを入力します。bcdedit /enum {current}

出力に "testsigning Yes" が表示されることを確認します。
```
Windows Boot Loader
-------------------
identifier              {current}
...
testsigning             Yes
...
```
テスト署名を手動で有効にする場合は、次の手順を実行します。
1. 管理者としてコマンドプロンプトウィンドウを開き、次のコマンドを入力します。
  
  bcdedit /set TESTSIGNING ON
2. Sharks Cove ボードを再起動します。ボードを再起動するとき、音量を上げるボタンを押したままにします。[Device Manager] (デバイスマネージャー)、[System Setup] (システムセットアップ)、[Boot] (ブート) の順に移動します。[UEFI Security Boot] (UEFI セキュリティブート) を [Disabled] (無効) に設定します。
3. 変更を保存し、Windows の起動を続けます。
更新された SSDT を読み込むには、管理者としてコマンドプロンプトウィンドウを開き、次のコマンドを入力します。

asl /loadtable ssdt.aml

Sharks Cove ボードを再起動します。

手順 7. デバイスを Sharks Cove ボードに接続する

Sharks Cove ヘッダーとピンの仕様を、ここで入手します。

その仕様を参照して、デバイスで使うピンを特定します。たとえば、ADXL345 加速度計を I2C バスに接続するとします。仕様では、J1C1 ヘッダーが必要なピンを保持していることを確認できます。次に、J1C1 ヘッダーで使うピンの一部を示しますが、これがすべてではありません。

ピン	ピンの名前	コメント	ACPI オブジェクト
7	GPIO_S5[23]	加速度計割り込みのシグナル	_SB.GPO2 {0x17}
13	SIO_I2C2_DATA	I2C コントローラー 2 の I2C データライン	_SB.I2C3
15	SIO_I2C2_CLK	I2C コントローラー 2 の I2C クロックライン	_SB.I2C3

SSDT での Device エントリとの関係に注目してください。

I2CSerialBus(... "\\_SB.I2C3", , )
GpioInt(... "\\_SB.GPO2") {0x17}

手順 8. デバイスドライバーの作成、ビルド、展開を行う

Sharks Cove ボードでのデバイスドライバーの作成は、他のコンピューターでのデバイスドライバーの作成に似ています。Visual Studio で、ドライバーテンプレートを使って作業を始めるか、ドライバーサンプルを使って作業を始めます。

Sharks Cove ボードでドライバーをテストする準備ができたら、次の手順を実行します。

ホストコンピューターの Visual Studio で、パッケージプロジェクトを右クリックし、[プロパティ] をクリックします。[ドライバーのインストール]、[展開] の順に移動します。[配置を有効にする] チェックボックスと [展開前にドライバーの以前のバージョンを削除する] チェックボックスをオンにします。[ターゲットコンピューター名] で、Sharks Cove ボードの名前を選びます。[インストールと確認] をクリックします。
プロパティページで、[ドライバーの署名]、[全般] の順に移動します。[署名モード] で、[テスト署名] をクリックします。[OK] をクリックします。
ドライバープロジェクトで、INF ファイルを開きます。SSDT で作成したハードウェア ID (_HID) に一致するように、ハードウェア ID を編集します。たとえば、次の Device エントリを SSDT に指定したとします。
```
Device(SPBA)
{
   Name(_HID, "SpbAccelerometer")
   ...
```
この場合、INF ファイルのハードウェア ID は ACPI\SpbAccelerometer になります。
```
[Standard.NT$ARCH$]
%KMDFDriver1.DeviceDesc%=KMDFDriver1_Device, ACPI\SpbAccelerometer
```
Visual Studio で、[デバッグ] メニューの [デバッグの開始] をクリックします。
Microsoft Visual Studio ではまず、[出力] ウィンドウに進行状況が表示されます。次に、[デバッガーイミディエイトウィンドウ] が開き、引き続き進行状況が表示されます。

ドライバーが Sharks Cove ボードに展開、インストールされ、読み込まれるまで待機します。この処理は、1 ～ 2 分かかる場合があります。
デバッガーが自動的に中断しない場合は、[デバッグ] メニューの [すべて中断] をクリックします。ホストコンピューター上のデバッガーが、ターゲットコンピューターへの割り込みを行うか (カーネルモード)、Wudfhost.exe の適切なインスタンスへの割り込みを行います (UMDF)。[デバッガーイミディエイトウィンドウ] に、デバッガーのコマンドプロンプトが表示されます。
読み込まれたモジュールを表示するには、「lm」と入力します。ドライバーが、読み込まれたモジュールの一覧に表示されることを確認します。

WinDbg を使った Sharks Cove ボードのデバッグ

Visual Studio を使ってカーネルモードデバッグをセットアップするのではなく、手動でセットアップすることができます。次のトピックはオンラインドキュメントまたは debugger.chm で確認できます。

USB 経由のシリアル接続を使ったカーネルモードデバッグの手動セットアップに関するページ

デバッグで Visual Studio を使う代わりに、WinDbg を使うことができます。

Visual Studio を使う場合でも、WinDbg を使う場合でも、デバッガーコマンドについて学習する際は、次の実践的なガイドが役立ちます。

サンプルのドライバーコード

SpbAccelerometer サンプルドライバー (UMDF バージョン 1) に関するページ

Simple Peripheral Bus について

Windows ドライバーでの Simple Peripheral Bus の操作方法については、Simple Peripheral Bus に関するページをご覧ください。

Sharks Cove ハードウェア開発ボード

始める前に

手順 1. ボードおよび関連するハードウェアを入手する

手順 2. キットとツールをダウンロードする

ドキュメント

手順 3. Sharks Cove ボードへ Windows をインストールする

手順 4. ドライバーの展開とテストのために Sharks Cove ボードをプロビジョニングする

手順 5. Sharks Cove ボードでソフトウェアドライバーを作る

手順 6. Secondary System Description Table (SSDT) を変更する

手順 7. デバイスを Sharks Cove ボードに接続する

手順 8. デバイスドライバーの作成、ビルド、展開を行う

WinDbg を使った Sharks Cove ボードのデバッグ

サンプルのドライバーコード

Simple Peripheral Bus について

関連トピック

その他のリソース

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手順 2. キットとツールをダウンロードする

ドキュメント

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手順 4. ドライバーの展開とテストのために Sharks Cove ボードをプロビジョニングする

手順 5. Sharks Cove ボードでソフトウェア ドライバーを作る

手順 6. Secondary System Description Table (SSDT) を変更する

手順 7. デバイスを Sharks Cove ボードに接続する

手順 8. デバイス ドライバーの作成、ビルド、展開を行う

WinDbg を使った Sharks Cove ボードのデバッグ

サンプルのドライバー コード

Simple Peripheral Bus について

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