1. Android
ロボットサミットin愛媛
日本Androidの会 神戸支部
吉田研一
1

2. アジェンダ
自己紹介
日本Androidの会神戸支部の紹介
Androidとマイコン・FPGAの接続
最近のトピック ー Arduino 1.0を使ったADK
これからのトピック ー 上位レイヤライブラリ
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3. 自己紹介
日本Androidの会神戸支部の紹介
Androidとマイコン・FPGAの接続
最近のトピック ー Arduino 1.0を使ったADK
これからのトピック ー 上位レイヤライブラリ
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4. 自己紹介
よしだけんいち（45歳） @dietposter
JAG神戸&神戸GTUGメンバー
奈良在住だけど
ECCコンピュータ専門学校専任教員（大阪だけど）
4

5. 近況 11/12 KOF
近況 2012年11月KOF
近況 11/12 KOF
「勉強会＆イベント
探訪記」より
「勉強会＆イベント
探訪記」より
連載終了おつかれ
年1月16日月曜日 さまでした！！
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6. 神戸支部ハードウェア倶楽部
Androidとハードウェア（ロボットや回路基板
など）を愉しむグループ
日本橋
（大阪）
だけど
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7. 神戸支部ML
日本Androidの会 神戸支部ML
参加資格は「Android」への興味だけ！
参加資格は「Android」への興味だけ！
ML登録で、どこに住んでも神戸支部！
ML登録で、どこに住んでも神戸支部！
支部長 @takagig
支部長 @takagig
309名（2012年3月23日現在）
295名（2012年1月14日現在）
http://p.tl/zyeR
ピードットティエル ゼットワイイーアール
7

8. 自己紹介
日本Androidの会神戸支部の紹介
Androidとマイコン・FPGAの接続
最近のトピック ー Arduino 1.0を使ったADK
これからのトピック ー 上位レイヤライブラリ
8

9. Androidとは
Linuxをベースとした携帯電話向けOS
ライブラリ：bionic (glibcではなく）
アプリケーション実行環境：DalvikVM
(Java VMではなく）
Get sourceサイトから (オープンソース入手)
http://source.android.com/source/
9

10. Androidプラットホーム
スマートフォン, タブレット
ボード(Beagle Boardなど組み込み基板）
オープンソース Apache License v.2 (not GPL)
OHA提供 純正オープンソースAndroid
OESF提供 組み込み向けAndroid
(Embedded Master 3)
10

11. マイコンとは
マイコン＝「安い・小さい・省電力」のMCU
MCU(Micro Control Unit)=1チップ上にCPU
コアと複数の周辺機能が集積・搭載
CPUコア：8, 16, 32ビットのCISC（命令長
可変）が多い
主にハーバード・アーキテクチャ
11

12. ハーバード・アーキテクチャ
命令とデータのバスを分離させる
ファームウェアの書き込み
マイコン(MCU)
フラッシュ CPU
ROM コア RAM
命令 データ
反対語：プリンストン・アーキテクチャ
（命令とデータは同じメモリに格納）
12

13. マイコンの周辺機能
各種コントローラ（周辺機能）
A-D, D-Aコンバータ、シリアル、割り込み、USB
等々
USBコントローラを持つマイコンが接続性が高い
〔代表例〕マイクロチップ社PIC24Fなど
13

14. PIC24FJ64GB002
Microchip社の16bitマイコン max 32MHz
– 64Kbyte Program Memory (Flash)、64Kbyte RAM
– I2C, IrDA, SPI, UART/USART, USB OTG
MCLR 1 28 VDD
CMPST1/CN2/RA0 2 27 VSS テキスト
CMPST2/CN3/RA1 3 26 AN9/C3INA/VBUSCHG/RP15/VBUSST/CN11/RB15
PIC24FJXXGB002
P0/PMD0/CN4/RB0 4 25 AN10/C3INB/CVREF/VCPCON/VBUSON/RP14/CN12/RB14
P1/PMD1/CN5/RB1 5 24 AN11/C1INC/RP13/PMRD/REFO/SESSEND/CN13/RB13
P2/PMD2/CN6/RB2 6 23 VUSB
3/PMWR/CN7/RB3 7 22 PGEC2/D-/VMIO/RP11/CN15/RB11
VSS
PMCS1/CN30/RA2
8
9
21
20
PGED2/D+/VPIO/RP10/CN16/RB10
VCAP/VDDCORE
D+, D-のUSB端子
O/PMA0/CN29/RA3 10 19 DISVREG
4/PMBE/CN1/RB4
C/PMA1/CN0/RA4
11
12
18
17
TDO/SDA1/RP9/PMD3/RCV/CN21/RB9 Androidと接続！
TCK/USBOEN/SCL1/RP8/PMD4/CN22/RB8
VDD 13 16 TDI/RP7/PMD5/INT0/CN23/RB7
/USBID/CN27/RB5 14 15 VBUS
14

15. FPGA
FPGA=ハードウェア記述が可能なSoC
SoC(System On a Chip)=1チップに複数の機
周辺能を搭載しフラッシュROM, データ
RAMは外部に持つ（大規模化が可能）
機能記述言語 Verilog HDL, VHDLでハード
ウェアを記述する
15

16. マイコンとFPGA
マイコン(MCU)
自動車のエンジン制御や家電の動作制御など
Microchip, Atmel, Renesus, FreeScale, MIPS, ARM など
FPGA(プログラム可能なSoC)
カーナビやゲーム機など
Xilinx, Altera, ARMなど
16

17. マイコンやFPGAでは
UIが面倒（というか無かったりする）
ネットワーク機能は特定の周辺機能による
クラウド利用は、それ以前の問題
Androidとつなぐことができれば改善される
17

18. Androidとの接続
マイコン・FPGA
Android
などの外部機器
無線
3G
WiFi
Bluetooth
NFC
（赤外線※一部メーカーのみAndroidでは一般的ではない）
有線
USB
特定用途（AudioやHDMIなど）
18

19. Androidとの接続(1)
音声（DTMF/ソフトモデム）
Bluetooh/Wi-Fi
USB接続
USBデバイス：ADK / MicroBridge
USBホスト：USB Host API
19

20. Androidとの接続(2)
Android上のLL（軽量スクリプト言語）と
マイコン
上位レイヤライブラリAndyLib
20

21. 音声 (DTMF)
今岡さん（OSC愛媛）のドロン君
DTMF（プッシュトーン）をDTMFデコーダ(IC)
に識別させる
Google音声認識で遠隔操作
http://www.ospn.jp/press/20110516no10-useit-oss.html
21

22. Bluetooth
Webサーバを介した命令送受信
吉田、石井さんのAndyタンクシリーズ
cmd01.txt
Web
サーバ F255F255
Android搭載型
http://foo.bar/cmd.php Andyタンク1号
HttpBtnQuery HttpBluetoothControl
接続形態（３）
22

23. Androidロボットの分類
Bluetoothが使われる部位→
（１）Android - ロボットカー 遠隔操作
（２）Android 搭載型ロボットカー
（３）Android-Android搭載ロボット
カー 遠隔操作
（４）Android自身がロボットカー
京都支部勉強会資料 https://docs.google.com/open?
23
id=0B60iGGxfzllnY2NlODhmYzYtNjI2Yy00NzdhLWI5ODMtY2Q3OGM5MmQxNTBh

24. Android のUSBのAPI(Java)
USB Accesory API（電源をもらう）
AndroidがUSB（Type-Bコネクタ）
これがいわゆるADK
USB Host API（電源供給側）
AndroidがUSBホスト（Type-Aコネクタ）
24
12年1月16日月曜日

25. USBのアクセサリモードとホストモード
USBホスト USBデバイス
アクセサリ 電力 Androidが従
マイコンや
モード FPGAなど A B Android
データ転送
USBデバイス USBホスト
Androidが主
ホスト マイコンや
電力
モード FPGAなど B データ転送
A Android
デバイスドライバ部分
を書く必要が有る
25

26. ADKとは？
Android Open Accessory Development Kit
2011年5月
Google I/O発表
http://developer.android.com/intl/ja/guide/topics/usb/adk.html
26

27. SD誌2012年1月号
ADKとは(@takagigより）
ADKと記述した場合は、「Open Accessory Development
Kit」のことを指します。ADKのAは、Androidではなく
Accessoryの頭文字です。
Android2.3.4とAndroid3.1以降に追加された周辺機器用の
APIを利用するためのソフトウェアやドキュメント、
Accessory Demo Kitと呼ばれるハードウェアを合わせて
ADKと表現します。
マイコン・FPGAなど
27

28. ADK対応ボード
国産ADK対応ボード
Arduino互換
http://developer.android.com/intl/ja/guide/topics/usb/adk.html
28

29. ADKの普及の妨げ
対応ボードがコスト高／入手性が悪い
Adnroidのバージョンに制限
スマートフォン2.3.4以上
タブレット3.1以上
はやくみんな4.0(ICS)になるといいのに…
29

30. Niels’s MicroBridge
ADB(Android Debug Bridge)の組み込み向け実装(C++)
Arduino +
USBホスト
シールド
（5,160円）で
adb通信
http://code.google.com/p/microbridge/
30

31. MicroBridge porting
ADBは、エミュレータやAndroid実機とのバイ
ナリ転送・デバッグ出力などに用いられる仕
組み。adbコマンドで各種操作が可能
Android側の/sbin/adbd とソケット通信できれ
ばAndroidのバージョンは問わない
adbを備えていないAndroidは「無い」
31

32. @yishii’s PIC24F port
in SPDIP, SOIC, SSOP(1)
石井さんによるPIC24Fマイコンへの
MicroBridgeポーティング(C++→C言語)
MCLR 1 28 VDD
3/AN0/C3INC/VREF+/ASDA1(2)/RP5/PMD7/CTED1/VBUSVLD/VCMPST1/CN2/RA0 2 27 VSS
/AN1/C3IND/VREF-/ASCL1(2)/RP6/PMD6/CTED2/SESSVLD/VCMPST2/CN3/RA1 3 26 AN9/C3INA/VBUSCH
PIC24FJXXGB002
PGED1/AN2/C2INB/DPH/RP0/PMD0/CN4/RB0 4 25 AN10/C3INB/CVREF/V
PGEC1/AN3/C2INA/DMH/RP1/PMD1/CN5/RB1 5 24 AN11/C1INC/RP13/PM
AN4/C1INB/DPLN/SDA2/RP2/PMD2/CN6/RB2 6 23 VUSB
AN5/C1INA/DMLN/RTCC/SCL2/RP3/PMWR/CN7/RB3 7 22 PGEC2/D-/VMIO/RP1
VSS 8 21 PGED2/D+/VPIO/RP1
OSCI/CLKI/C1IND/PMCS1/CN30/RA2 9 20 VCAP/VDDCORE
OSCO/CLKO/PMA0/CN29/RA3 10 19 DISVREG
SOSCI/C2IND/RP4/PMBE/CN1/RB4 11 18 TDO/SDA1/RP9/PMD
SOSCO/SCLKI/T1CK/C2INC/PMA1/CN0/RA4 12 17 TCK/USBOEN/SCL1/
VDD 13 16 TDI/RP7/PMD5/INT0/
TMS/USBID/CN27/RB5 14 15 VBUS
http://code.google.com/p/microbridge-pic/
32

33. 6.-1.基板写真(A面)
@yishii’s PIC24F Board
石井さんによるPIC ADK mini board
基板も設計・発注
2,000円で製作可
日本橋でんもく会で領布
各種ポーティングに拍車
33

34. @iseroid’s DE0 port
伊勢さん@iseroidによるALTERA
DE0/DE0-nano FPGAへの
MicroBridgeポーティング(C, C++)
ADKもポーティングAccessory
Demo Kitの対応はマイコンのみ。
FPGAでは初！？快挙！）
https://github.com/iseroid/microbridge_nios2
34

35. ALTERA FPGAツール類
CPU(SoC) (
Eclipse
Qsys( SoPC(Builder)( NiosII(EDS(Eclipse)(
C/C++ %
Nios% Timer% C/C++% %
% My% Nios% Timer%
%
UART% FPGA% Logic%
UART% Logic%
FPGA CPU+ %
DE0でできること.pdf - Google ドキュメント
http://bit.ly/GIXTnn
35

36. FPGA(DE0)内の移植手順
USBホスト
シールドと
のSPI通信の
HW/SW記述
第0回関西FPGA・DE0勉強会-DE0-NanoとAndroidを繋げ
ちゃう-.pdf - Google ドキュメント http:/
36
/bit.ly/GIXbXl

37. @basaro_k’s Xilinx FPGA
port
小山さん@basaro_kに
よるXilinx FPGAボード
へのMicroBridgeポー
ティング
ADKもポーティング済
との事
http://fpga.co.jp/android/index.html
37

38. @basaro_k’s Xilinx FPGA
Board
小山さん@basaro_kによるXilinx FPGAボード
38

39. 動作確認
http://fpga.co.jp/android/index.html
オープンソース公開は準備中
39

40. USB Host API(Android)
AndroidがUSBホストになり、接続したマイコン
とやりとりする
給電がAndroid側になり配線の取り回しがラク
USB-Aコネクタを持つAndroidスマホ／タブレッ
トは少ない（変換ケーブルが必要）
マイコン側のシリアル・ドライバ部分を書く必
要がある。 FTDIシリアルチップ向け
40 のオープンソース有り

41. @ksksue’s FTDriver
鈴木さん@ksksue作
https://github.com/ksksue/FTDriver
41

42. USB Host API wrapper
Library
ArduinoライクなAndroid3.1用
FTDIドライバAPI公開
USBデバイス USBホスト
電力
マイコンや Androidが主
FPGAなど B データ転送
A Android
FT232RLなど USB Host API
FTDIチップ限定 UARTがあれ ラッパ
ば何でも可！
http://d.hatena.ne.jp/ksksue/20111106
42

43. LL on Android
Android上で動作するLightweight Language(軽
量スクリプト言語)
SL4A 言語:Ruby, Python, Perl, PHP, Lua
Luarida 言語:Lua
43

44. SL4A
Scripting Layer for Android
オープンソース
apkをダウンロード
すれば即、スクリ
プト環境となる
http://code.google.com/p/android-scripting/
44

45. Luarida (たろサさん作）
Luarida - Google Play http:/
45 /bit.ly/GIxxGH

46. 先ほどのMicroBridge Portの話
ADBは、エミュレータやAndroid実機とのバイナリ転送・デバッグ出
力などに用いられる仕組み。adbコマンドで各種操作が可能
Android側の/sbin/adbd とソケット通信できれ
ばAndroidのバージョンは問わない
adbを備えていないAndroidは「無い」
LLでソケット・ライブラリを呼び
出せれば、マイコンを操作可能！
46

47. @yishii’s ioBridge
Android + 直結マイコンボードの構成
PCレスで、外部ハード制御の作り込みができるPF
ioBridge Server ioBridge Client
制御対象機器
Luarida用とSL4A JRuby用にioBridgeというモ
ジュールを作りました
47

48. LL on Android とマイコン
石井さん：オープンソース(SL4A ruby)整備中
SL4Aでマイコンとadbソケット通信なら
Python, PHP, Perl などスクリプトでマイコン
接続が可能に！
たろサさん：Luaridaもりもりバージョンアッ
プ中！以下のサイトで情報を公開しています
コンピュータを楽しもう！ http://d.hatena.ne.jp/tarosay/
48

49. 自己紹介
日本Androidの会神戸支部の紹介
Androidとマイコン・FPGAの接続
最近のトピック ー Arduino 1.0を使ったADK
これからのトピック ー 上位レイヤライブラリ
49

50. 再びADKとは
キホン、ArduinoとAndroidの接続
http://developer.android.com/intl/ja/guide/topics/usb/
adk.html#installing-firmware
50

51. Google放置play...
GoogleのADKサンプルソース
「Demokit0512.zip」はArduino IDE 0022のまま
https://dl-ssl.google.com/android/adk/adk_release_0512.zip
Arduinoの開発環境は Arduino 1.0となり正式リ
リースしたためライブラリが大きく変更
そのままGoogleのADKサンプルを使うと動かない
51

52. Arduino 1.0
http://arduino.cc/en/Main/Software
52

53. Arduino 1.0はオープンソース
ビルドすると日本語メ
ニューになります
https://github.com/arduino/Arduino
53

54. Arduino 1.0を教育向けに
桐畑くん@fox_twittingによるEduino
日本語ブロックプログラミング
https://github.com/yuki-shuhara/eduino
54

55. Arduino 1.0対応
ADKライブラリ作りました
Android ADK勉強会（東京）メンバーと協力
して公開(Apache License v.2)
github初心者でもZIPを
ダウンロードするだけ
https://github.com/ADKstudyGroupTokyo/Yaoadk
55

56. ZIPを解凍してライ
ブラリのフォルダ
すべてをLibraries
フォルダに配置す
るだけ
是非、使ってくだ
さい！！
Yaoadkライブラリ集の使い方(Windows7) ·
ADKstudyGroupTokyo/Yaoadk Wiki http://bit.ly/GJIFm5
56

57. 自己紹介
日本Androidの会神戸支部の紹介
Androidとマイコン・FPGAの接続
最近のトピック ー Arduino 1.0を使ったADK
これからのトピック ー 上位レイヤライブラリ
57

58. ADK/MB開発手順の手間
1. USBホスト（組込みマイコン）側のファーム
ウェアを作成する。
2. Android側でUSB Accessory API（ver.2.3.4以
降）を理解しJavaでアプリを作成する
3. USBホスト側とAndroidのプロトコルを考えて
上記プログラムに盛込む
58

59. ３つの異なるスキルが必要
ADKの例
USBホスト USBデバイス（アクセサリーモード）
マイコン・ Android
FPGA
ファームウェア データ転送 Javaアプリ
独自の
プロトコル
USBAccessory
ADKライブラリ API
ADK
59

60. 求められるスキル
組み込みの知識
Javaのプログラミング能力
デバイス間のプロトコルの決定能力
60

61. 上位レイヤAndyLib
メモリマッププロトコルによるプロトコル設定
USBホスト USBデバイス（アクセサリーモード）
マイコン・ Android
メモリマップ
FPGA
プロトコル
ファームウェア データ転送 Javaアプリ
AndyLib
USBAccessory
ADKライブラリ API
コーディング効率
ADK が向上する！
61

62. AndyLib
夜子まま@yokmamaによるプロジェクト・
ライブラリ
http://code.google.com/p/android-jp-kobe/downloads/list
62

63. Arduino側AndyLib
石井さん@yishiiによるMemoryMapLib
https://github.com/yishii/Arduino_MemoryMapLib
使い方：
http://projectc3.seesaa.net/article/243033403.html
63

64. Androidとの接続手法
すべてのConnectivityをAndyLibで！
マイコン・FPGA
Android
などの外部機器 現在はADK
無線
3G とBluetoothで
WiFi
Bluetooth 実装
NFC
（赤外線※一部メーカーのみAndroidでは一般的ではない）
現在は
有線
USB Arduinoのみ
特定用途（AudioやHDMIなど）
64
実装

65. 今後
接続の種類＆マイコン・FPGAを増やす
夜子ままさんはじめAndroid Javaコーダ
マイコン側ライブラリ組み込みコーダ
AndyLibの教育の定期的開催
65

66. またATNDなどで告知します
2012年1月に1回目を開催しました。
http://atnd.org/event/E0000685
66

67. 神戸支部ML
ご清聴ありがとうございました！
参加資格は「Android」への興味だけ！
ML登録で、どこに住んでも神戸支部！
日本Androidの会
支部長 @takagig 神戸支部ML
参加資格は「Android」への興味だけ！
295名（2012年1月14日現在）
ML登録で、どこに住んでも神戸支部！
http://p.tl/zyeR
ピードットティエル ゼットワイイーアール
67