XMODEM for KOZOS (12ステップで作る 組込みOS自作入門 KOZOS用ユティリティ kz_xmodem)を実装したことで、kz_h8writeとあわせてKOZOS用ユティリティが2つになりました。

ダウンロードはプロジェクトページからどうぞ。
http://sourceforge.jp/projects/kz-h8write/
http://sourceforge.jp/projects/kz-xmodem/

kz_h8writeとkz_xmodemは、Mac OS、Linux、Windowsで動作するように実装してあります。
ただ、あまり積極的にテストしていなかったので、2つのツールが揃ったところでまとめてテストしました。

• それぞれのバイナリは2012年04月29日現在のコードから生成したものを使用しています。
• Mac OSには10.7.3、LinuxにはUbuntu 11.04、WindowsにはWindows 7を使っています。
• 各環境で特別な手順を踏まずに手に入るビルド環境を使っています。

OS	kz_h8write	kz_xmodem
Mac OS
Linux
Windows

2種類のソフトウェアを3つの環境で動作させるわけですから意外に手間がかかります。
クロスプラットフォームともなると自動テストというわけにもいきません。
ターゲットボードにあるスイッチを切り替えなければならないとなればなおさらです。

それでも自分で確認しておくと安心度が違います。
これからもこういった動作確認の報告はしていきたいところです。

WAVファイルを手軽にきちんと扱いたい！

WAVファイルを手軽にきちんと扱いたくなったので仕様や巷の実装を調べていました。

WAVファイルはチャンク構造になっていて、内部データ表現を自由に選ぶ事ができます。
自由に選ぶ事が出来ると言う事は、それなりにきちんと設計実装したプログラムでなければ正しく扱えない事を意味します。


手元にあった書籍（名前は出しませんが）や巷の実装を見ると、随分と厳しい暗黙の前提条件が用いられていて、色々なWAVファイルをあまり正しく読める事を期待できないなぁという感じでした。

また、データ保持の方式が「スタックにずんっと置く」ような実装だったり、「ファイルサイズに応じて超巨大なメモリをヒープから取る」ような実装だったりと、いくら巨大なメモリがPCに搭載されている昨今とは言え、何だかなぁ～という感じです。

そこで、巷の実装例を少し紹介した後で、設計実装したWAVファイルライブラリを御紹介します。

巷の実装を見てみる

今回設計したライブラリの紹介の前に、巷の実装を見てみましょう。
実装をそのまま掲載する事はできないので、ちょっと修正してあります。

巷の実装例（とある書籍のサンプルコード）

この実装は、出現するチャンク構造の順序に暗黙の前提条件が使用されている例です。

fp = fopen(file_name, "rb");
fread(riff_chunk_ID, 1, 4, fp);
fread(&riff_chunk_size, 4, 1, fp);
fread(riff_form_type, 1, 4, fp);
fread(fmt_chunk_ID, 1, 4, fp);
fread(&fmt_chunk_size, 4, 1, fp);
fread(&fmt_wave_format_type, 2, 1, fp);
fread(&fmt_channel, 2, 1, fp);
fread(&fmt_samples_per_sec, 4, 1, fp);
fread(&fmt_bytes_per_sec, 4, 1, fp);
fread(&fmt_block_size, 2, 1, fp);
fread(&fmt_bits_per_sample, 2, 1, fp);
fread(data_chunk_ID, 1, 4, fp);
fread(&data_chunk_size, 4, 1, fp);

この実装の場合、出現するチャンク構造の順序が異なるだけで全く正しい処理ができません。
そして、この後の処理が以下のようになっています。

pcm->fs = fmt_samples_per_sec;
pcm->bits = fmt_bits_per_sample;
pcm->length = data_chunk_size / 2;
pcm->s = calloc(pcm->length, sizeof(double));
Tiny WAV I/O Moduleプロジェクト

Tiny WAV I/O Moudleプロジェクトとは、小規模組み込みシステムで使用可能なWAVファイルライブラリを作ろうという目的で作られたプロジェクトです。

今回実装したライブラリは、その設計の前段にあたるもので、「どういったインターフェースなら使いやすいかなぁ」というのを検討する為のもの。libcが使用可能な環境でのみ使用可能です。成果物はTiny WAV I/O Moduleプロジェクトのlibc-basedに追加しました。

まぁ、ざっくり言うとlibc-basedは「パソコンで使えるお手軽WAVライブラリ」ですね。

wavfileモジュールの特徴

以下に今回設計実装したお手軽WAVライブラリ、wavfileモジュールの特徴を示します。

• 省メモリ設計。（ライブラリ側では巨大なメモリを要求しない。）
• ファイル形式に依らず0.0から1.0で正規化されたデータ入出力インターフェースを採用。
• 複数チャネルデータに対応。
• ヘッダの実装詳細を把握しなくても使える。

どんな風に使えるの？

単にデータを読みたい場合

よくあるやりたい仕事の1つが、とにかくデータを読んでみたい！というものです。
Tiny WAV I/O Moduleのlibc-based実装を使えば簡単に実現できてしまいます。

WavFileResult result;
wavfile_info_t info;
wavfile_data_t data;
WAVFILE *wf = wavfile_open("YourWavFileName.WAV", WavFileModeRead, &result);
if (wf != NULL) {
wavfile_read_info(wf, &info);
while (1) {
wavfile_read_data(wf, &data);
if (data.num_channels == 0) {
// 読むべきデータが無くなったらチャネル数に0を返してくる。
break;
}
// ここでデータを確認すれば良い。
}
wavfile_close(wf);
}

ソースコード

ソースコードは、以下からダウンロード可能です。
http://pt.sourceforge.jp/projects/tinywavio/

ライセンスはMITです。

今後の計画

最近は色々と忙しくて基板設計まで手が回らないので、今年は中途半端に拘るのを諦め、外販されているモジュールを活用してシステム物をやりたいなぁと計画しています。

実は、金子システム株式会社さんからUMB-SSM2603なるものが販売されています。


そうなのです。
このモジュールはACB-BF592と組み合わせてもミニサイズなのです。


動作も高速なので、実は今回のlibc-basedな実装もそのまま動かせたりして？！なんて甘い考えを持っていたりします。ファイルシステム周辺は何らかの抽象化層に乗せようかなぁ。

とにかく組み込み装置としてエレガントにWAVを扱えるようしていこうと考えています。