「ルネサスマイコン用TCP/IPプロトコルスタック M3S-T4-Tinyの組み込み」

T4を使用したソフトウェア構成は図 1のようになります。
（ルネサス RXファミリ 組み込み用TCP/IP M3S-T4-Tiny 導入ガイドより）

図1. T4を使用したソフトウェア構成

アプリケーション以外のライブラリ・モジュールはすべてルネサスから提供されます。括弧内の英数字はライブラリ・モジュールのアプリケーションノート番号です。このアプリケーションノート番号を元にルネサスのWEBサイトからライブラリ・モジュールを検索し、ダウンロードすることができます。
アプリケーションはユーザーが作成する必要がありますが、サンプルプログラムがルネサスから公開されています。

CS+とe² studioで詳細の手順が異なります。それぞれのベースとなる手順は以下のアプリケーションノートに記載されています。

また、確認に使用した統合開発環境のバージョンは以下の通りです。

使用するBSP(*1)およびFITモジュール(*2)を表2に示します。

表2. BSPおよびFITモジュール一覧

T4組み込み手順は図2のように進めます。

図2. T4組み込み手順

それでは図2の手順1.〜5.について以下に説明します。

3.2.1 プロジェクトの作成

3.2.2 BSP/FITモジュールの組み込み

3.2.3 コンパイラ/リンカの設定

3.2.4 T4ドライバの設定変更

3.2.5 アプリケーションの作成

    （省略）

    /* システムタイマモジュール開始 */
    systime_ercd = R_SYS_TIME_Open();
    if (systime_ercd != SYS_TIME_SUCCESS)
    {
        while (1);
    }
    
    /* Ethernet ドライバ・オープン */
    ercd = lan_open();
    if (ercd != E_OK){
        while (1);
    }
    
    /* ワークメモリ使用サイズの取得 */
    size = tcpudp_get_ramsize();
    if (size > (sizeof(tcpudp_work)))
    {
        while (1);
    }
    
    /* T4 ライブラリ・オープン */
    ercd = tcpudp_open(tcpudp_work);
    if (ercd != E_OK)
    {
        while (1);
    }
    
    /* TCP 接続要求（能動オープン） */
    cepid = 1;
    dst.ipaddr = 0xc0a8000a;    // 192 = 0xc0, 168 = 0xa8, 0= 0x00, 10 = 0x0a
    dst.portno = 1024;
    ercd = tcp_con_cep(cepid, &src, &dst, TMO_FEVR);
    
    if (ercd == E_OK)
    {
        while (1)
        {
            /* TCPデータ受信 */
            ercd = tcp_rcv_dat(cepid, rcv_buf, sizeof(rcv_buf), TMO_FEVR);
            /* error or fin check */
            if ((ercd < 0) || (ercd == 0))
            {
                break;
            }

            /* TCPデータ送信 */
            snd_size = ercd;
            memcpy(snd_buf, rcv_buf, snd_size);
            ercd = tcp_snd_dat(cepid, snd_buf, snd_size, TMO_FEVR);
            /* error check */
            if (ercd < 0)
            {
                break;
            }
        }
    }

    （省略）

IPアドレスやMACアドレスはヘッダファイル（r_t4_rx_config.h）に記述した設定を使用しますが、システムによっては外部で設定したIPアドレスを起動時に読み込み、その設定で動作させたいということがあると思います。

これらの設定変数は表 6に示すグローバル変数に割り当てられていますので、TCP/IPプロトコルスタックの初期化前に値を書き換えてから初期化を行うことで任意の設定で動作させることができます。

表6. IPアドレスやMACアドレスの変数

3.2.3項に記載したように、バッファ配置アドレスは32の倍数、ディスクリプタ配置アドレスは16の倍数のRAMアドレスに配置する必要があります。
これはCPUのイーサネットコントローラ用DMAコントローラ（EDMAC）の仕様によるものです。

e² studioはセットアップ時に自動で適切なアドレスに配置してくれますが、RAMアドレス配置を変更する場合は注意が必要です。

T4はOSあり／なしのどちらにも対応していますが、OSなしで使用する場合は注意が必要です。

TCP/IP接続時や送信時にタイムアウト指定などのブロッキングコールでAPIコールした場合、処理が完了またはタイムアウトするまでAPIから戻ってきません。
OSを組み込んでいればタスク切り替えで他のタスクの処理が動きますが、OSなしの場合は他のすべての処理が待たされることになります。そのため、OSなしの場合はノンブロッキングコールでAPIをコールし、コールバック関数で完了を受け取る形にしなければならない場合があります。

なお、OSありで使用する場合にはr_bsp_config.hの「BSP_CFG_RTOS_USED」の設定を定義されているOSの番号に変更します。T4にはOS専用の処理が実装されており、FreeRTOSとRenesas RI600V4 & RI600PX（ITRON仕様）用の処理はありますが、この仕様以外のOSを使用する場合はユーザーが同様の処理を実装する必要があります。

TCP/IPプロトコルスタックを使用することで、TCP/IPプロトコルを意識しなくてもTCP/IP通信を組み込むことができますが、TCP/IPプロトコルをきちんと知っておいた方が良い場合があります。

例えば、T4においてTCPパケット送信を行った際に、短いデータサイズにも関わらず、2パケットに分割されて送信される動作になります。
TCP/IPの受信側は「2パケットを受けたらACKを返す」という実装になっていることが多く、1パケットだけを受信した場合は200ms程度の待ち時間の後にACKを返す（TCP遅延ACK）動きをします。2パケットに分割して送信するのは、この対策のためです。
なお、T4ではパケット送信分割を無効とする設定（r_t4_rx_config.hの「T4_CFG_TCP_DIVIDE_SENDING_PACKET」を0にする）がありますが、無効とした場合、伝送効率が悪くなる可能性（アプリケーションの通信プロトコルにもよる）があります。

また、T4に実装されていない機能としてキープアライブがあります。キープアライブは接続が切断されるのを防止するために、ネットワーク間で定期的に送信される通信のことです。
アプリケーション側の通信プロトコルが定期的な送信を行う仕様であれば問題ありませんが、キープアライブを使用する前提の通信プロトコルも過去にありましたので、この場合はキープアライブがあるTCPプロトコルスタックを選択する必要があります。

このように、TCP/IPプロトコルをきちんと知っておくことで事前に何を調査する必要があるのか、問題が発生した場合に何から調査したら良いのかなどの判断ができるようになると考えます。