CH559での、UART0割込みとUSB割込み併用時の問題

##概要

• CH559でUART0割みとUSB割り込みを併用すると、ほぼUSB割り込みが発生しなくなる
• 対処法はふたつある
  • ダミーのバイトをUART0で送信し、USB割込みが発生するタイミングを与える
  • bIP_USBを1にして、USB割り込みの優先度を上げる

##はじめに
CH559LをDeviceモードで使用し開発を行っています。UART0はハードウエアのバッファがないので、1バイト受信する度に割り込み処理でデータを刈り取ってやらないと簡単にデータを取りこぼします。そう思いUART0の割り込み処理を追加したところUSB割込みが発生しなくなりました。

##開発環境

• Windows 10
• wsl
• SDCC

##問題の詳細
USB割込みが発生しなくなったので原因を調べたところ、UART0割込みを許可(ES=1)するとUSB割込みが発生しなくなることがわかりました。
USBよりもUART0の方が割込み優先度が高いのでUART0割込みの後処理に問題があるのかと疑ったのですが、公式のサンプルコードを見ても後処理は割込みフラグTIやRIを0でリセットするだけで良さそうです。

##割り込み処理
割込み処理はsdccの書式に従って下記のように記述しました。

void UART0(void) __interrupt INT_NO_UART0 __using 1
{
    ES = 0;                // UART0割込みを一時禁止
    if(RI)
    {
        enqueue(SBUF);     // 受領したバイトを自前のFIFOバッファにキューイングする
        RI = 0;            // Receive割り込みをクリア
    }
    if(TI)
    {
        TI = 0;            // Transmit割り込みをクリア
    }
    ES = 1;                // UART0割込みを再許可
}

void DeviceInterrupt( void ) __interrupt INT_NO_USB __using 1
{
    ...                    // 公式のサンプルコードを流用
}

void main(void)
{
    ...
    IE_USB = 1;            // USB割り込み許可
    ES = 1;                // UART0割り込み許可
    EA = 1;                // 割込み許可
    while(True)
    {
        ...
    }
}

##問題の調査と対策

ところがさらにデバッグしていると、稀にUSB割込みが発生することがあります。どうやらUART0割込みを終了させた直後にUSB割込みが発生する余地があるようです。何故このタイミングだけUSB割込みが発生するのかは不明ですがErattaの匂いがします。

###対処法1 ダミーデータをUART0で送る
メインループ中にて、何でもいいからデータを送ると、TI=1のUART0割込みが終わった後に、USB割込みが発生します(必要がない時は、USB割込みは発生しません)。

void main(void)
{
    ...
    while(True)
    {
       ...
       if(timerinterval > 10)  // Timer0で 1ms毎にカウントされる自前のタイマー。コードは省略。
       {
           timerinterval = 0;
           SBUF = 0xFF;        // 10ms毎になんでもいいからデータを送ると、送信後TI=1のUART0割込みが発生し、割り込み終了後にUSB割込みが発生する
       }
    }
}

###対処法2
こちらの方が本命かもしれません。

CH559LはIP_EXに値を設定することで、拡張割込みの優先度を変更(*)することが出来ます。USB割込みを優先させることで、USB割込みが正しく発生するようになります。
この場合、当然ですがUSB割込み発生中はUART0割込みが発生しないので、USB割込みを速やかに終了させUART0のデータを取りこぼさないよう注意が必要です。

(* CH559の機能じゃなくてMCS51の機能かもしれません)

void main(void)
{
    ...
    IP_EX |= bIP_USB;      // USB割込みを優先に指定する
    IE_USB = 1;            // USB割り込み許可
    ES = 1;                // UART0割り込み許可
    EA = 1;                // 割込み許可
    while(True)
    {
       ...
    }
}

##さいごに
はじめてQiitaに記事を投稿してみました。おかしな箇所があったら、ぜひTwitter@lalalaroot196までご連絡ください。

##参照
格安USBホストマイコンCH559をいじってみた（大盛）

[CH559日本語資料]
(https://lang-ship.com/reference/unofficial/CH559_Doc_Japanese/docs/16-usb/)

[https://github.com/atc1441/CH559sdccUSBHost]
(https://github.com/atc1441/CH559sdccUSBHost)