[Ad]

DEEPER THAN POCKETS

～白の携帯者～


            .aaaaaaa$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa.           
           aaaaaaa$$$@$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa*          
         +aaaaaaa$$$@$$$$$$$$$@$$$$$$$$$$$$$$$a$aaaaaaaa$$$aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa+        
        aaaaaaaa$$$@@$$@@$$@@@@$$$$$$$$$$$@@$$$$$$a$aaa$$$aaaaaaaaaa$aa$$aaaaaaaaaa+       
       aaaaaaa$$$$$@$@@@$@@@@@@$$$$$$$$$@@@@$$a$$$$$a$$$$aaaaaaaaa$$$$aa$$aaaaaaaaaa+      
      aaaaa$$$$@@@@@@@@@@@@@@@@$$$$$$@@@@@@$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$@@@@$$$$$$$aaaaaaaa+.    
     aaaaa$$$$@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$$$@@@@@@@$@@@$$$$$$$$$$@$$$$$@@@@@@@$$$$$$$$$$aaaaaaa.   
    aaaa$$$$$@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$@@@@@@@@$@@@$$$$$$$@@@@$$$$@@@@a@@@@$$$$$$$$$$$$$$aaaa   
   +aaa$$$$$@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$$@@@@@@@@@@$$$$$$@@@@@@$$$@@@a*+@@@$$$$$$$$$$$$$$$$aaaa  
   aa$$$$$@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$@@@@@@@@$$$$$$$$@@@@$+$$@@@+ aaa@@@$$$$$$$$$$$$$$$$$$aa  
  +$a$$$$@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$*+$$$$$@$@@* +a$@@a  +aa$@@@$$$$$$$$$$$$$$$$$$$a+ 
  aaa$$@@@@@@@@@@@@@@@@@@$@@a@@@@@@@@@a+*+a$$$$$$@++aa+@$@+   aa+@@@$$$$$$$$$$$$$$$$$$$$aa 
  @+$$$@@@@@@@@@@@@aa@@@$+@@+$@@@@$$$a+.a*$$$$$$a  +aaa$$a   +a*a@@@$@@$$$$$$$@$@$$$$$$$a$ 
 .a.$$$@@@@@@@@@@aaa@@$aa+@aaa@@@$$a++ +aa$$$$aaaa+   +$+aa$a+++$@@$$@$$$$$$$$@$@$$$$$$$a$ 
 ++a$$$$@@@@@@@$aaa$@aaaaa@aa*$$$$$+   **a$$$a   +$a$a$aa+++++aa$@$$@$$$$$@@$@@@@$$$$$$$$a+
 a a$+@$@@@@@@a+aa+@aaaaaa$aaaa@$$+    a+$aa   .+a$aaaa a+++++a@$$@$$$$$@a@a@@@@@$$$$$$a$a+
 a a@ @@@@@@@@@aaaaaaaaaaaaaaa+a$$     a.$a                a++$$$$$$$$$aa@$*@@@@$$$$$$$+ @+
 + aa.@$@@@@@@@@a+aaaaaaaaaaaaa.a$     a @                +++a$$$$$a$a+.a+.a@@@$$$$$$$$  @.
   ++ $$@@@@@@@@@@aaaaaaaaaaaaa  +     . +               *++$a$$a$a  +@$$$$@@$@$$$$$$aa  a 
   ++ @$@@@@@@@@@@@aaaaaaaaaaa+                         +++aaaaa  . +$$aa a$$$$$$$$$aa   a 
    + $$ @@@@@@@@@@aaaaaaaaaaa+                        *++aaa     +      a@$@$a$$$$$aa   + 
      $a @$@@@@@@@@aaaaaaaaaaaa                      .  a+        +     +@$$$$$.a$$aa      
      a+ $$@@@@@@@$aaaaaaaaaaaa                                   +    .$$$$$$a +aaa.      
      .. @$@@@@@$@aaaaaaaaaaaaa.                                  .   aa aaaa$  +aa+       
        a$@$@@@a+@aaaaaaaaaaaaa+                                   .     +$a$   aa+        
    .   @+$@@@@aa$aaaaaaaaaaaaaa                         a+a*+++++a+      $a$   $+         
 .     $  @@@@aaaaaaaaaaaaaaaaaa+                          +aa             @+  .+          
$@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$aaa.   .                           . +        +              
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@a+         ++++           +                        
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$@$@$+         .+     +                         
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$@   +aaa++      +                           
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@+   .  +.     ..                            
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@             .                              
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@a@@@a+ $@@@@@@@.    .      .+                               
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$a$@@@.$@@@@@@@++  . .    +      +a                         
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@.@@@@@@@aaaa+  .   +       @$                         
@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@@$+ +.$@@@@@@@+a   *a+ .+       $a$a

はじめに

本ページはPocketStationの情報を後世に残すことを目的としています．

参考文献

「ARMアーキテクチャレファレンスマニュアル」ARM社のオンラインドキュメント

ブロック図

調査中．

メモリマップ

レジスタ名等は筆者が勝手に命名したものです．

表. PocketStationのメモリマップ
アドレス	名称(仮)	ロード	ストア	内容
0x00000000～0x000007FF	RAM	◎	◎	メインメモリ
0x00000800～0x01FFFFFF	？	＿	＿	おそらくメインメモリのミラー
0x02000000～0x0201FFFF	FROM	◎	◎	フラッシュROM(FTLB有効)
0x02020000～0x03FFFFFF	？	＿	＿	おそらくフラッシュROM(FTLB有効)のミラー
0x04000000～0x04003FFF	KROM	◎	＿	カーネルROM
0x04004000～0x05FFFFFF	？	＿	＿	カーネルROMのミラー
0x06000000～__________	F_CTRL	◎	◎	フラッシュROMの制御
0x06000004～__________	F_STAT	◎	＿	？
0x06000008～__________	F_TAG	◎	◎	FTLBのエントリの有効／無効
0x0600000C～__________	F_WAIT	◎	◎	クロックの変更と関係するのでおそらくフラッシュROMのウェイト
0x06000010～__________	F_BANK	◎	◎	フラッシュのバンク切り替え．これにより個体識別情報の部分も書き換え可能．
0x06000014～0x060000FF	？	＿	＿	？
0x06000100～0x0600013F	F_DATA	◎	◎	FTLBのエントリ
0x06000140～0x060002FF	？	＿	＿	？
0x06000300～0x0600031F	F_INFO	◎	◎	シリアル番号を含めた個体識別情報
0x06000320～0x07FFFFFF	？	＿	＿	？
0x08000000～0x0801FFFF	FROM	◎	◎	フラッシュROM(FTLB無効)
0x08020000～0x09FFFFFF	？	＿	＿	おそらくフラッシュROM(FTLB無効)のミラー
0x0A000000～__________	I_PEND	◎	＿	割り込み保留
0x0A000004～__________	I_STAT	◎	＿	割り込みステータス
0x0A000008～__________	I_MASK	◎	◎	割り込みマスク
0x0A00000C～__________	I_MCLR	＿	◎	割り込みマスククリア
0x0A000010～__________	I_PCLR	＿	◎	割り込み保留クリア
0x0A000014～0x0A7FFFFF	？	＿	＿	？
0x0A800000～__________	T0_MAX	＿	◎	タイマ0最大値
0x0A800004～__________	T0_COUNT	◎	＿	タイマ0現在値
0x0A800008～__________	T0_MODE	◎	◎	タイマ0モード
0x0A80000C～__________	？	＿	＿	？
0x0A800010～__________	T1_MAX	＿	◎	タイマ1最大値
0x0A800014～__________	T1_COUNT	◎	＿	タイマ1現在値
0x0A800018～__________	T1_MODE	◎	◎	タイマ1モード
0x0A80001C～__________	？	＿	＿	？
0x0A800020～__________	T2_MAX	＿	◎	タイマ2最大値
0x0A800024～__________	T2_COUNT	◎	＿	タイマ2現在値
0x0A800028～__________	T2_MODE	◎	◎	タイマ2モード
0x0A80002C～__________	？	＿	＿	？
0x0A800030～0x0AFFFFFF	？	＿	＿	？
0x0B000000～__________	CLK_MODE	◎	◎	クロックモード
0x0B000004～__________	CLK_CTRL	△	◎	クロック制御(スリープ)．ロードはCLK_MODEのミラー．
0x0B000008～0x0B7FFFFF	？	＿	＿	？
0x0B800000～__________	RTC_MODE	◎	◎	RTCモード
0x0B800004～__________	RTC_CTRL	△	◎	RTC制御．ロードはRTC_TIMEのミラー．
0x0B800008～__________	RTC_TIME	◎	＿	RTC時間
0x0B80000C～__________	RTC_DATE	◎	＿	RTC日付
0x0B000010～0x0BFFFFFF	？	＿	＿	？
0x0C000000～__________	COM_CTRL	＿	◎	COM制御
0x0C000004～__________	COM_STAT	◎	＿	COMステータス
0x0C000008～__________	COM_DATA	◎	◎	COMデータ
0x0C00000C～__________	？	＿	＿	？
0x0C000010～__________	COM_MODE	＿	◎	COMモード
0x0C000014～__________	COM_READY	＿	＿	COMリードレディ．ステータスでも読めるが，ここはリードレディ部分のみ．
0x0C000018～__________	COM_BAUD	＿	◎	COMボーレート？
0x0C00001C～__________	？	＿	＿	？
0x0C000020～0x0C7FFFFF	？	＿	＿	？
0x0C800000～__________	IR_MODE	◎	◎	赤外線の送・受信モード
0x0C800004～__________	IR_CTRL	＿	◎	赤外線の送信(点滅・消灯)
0x0C800008～0x0CFFFFFF	？	＿	＿	？
0x0D000000～__________	LCD_CTRL	◎	◎	LCD制御
0x0D000004～__________	LCD_LEVEL	＿	◎	LCDの輝度
0x0D000008～0x0D0000FF	？	＿	＿	？
0x0D000100～0x0D00017F	VRAM	◎	◎	ビデオRAM
0x0D000180～0x0D7FFFFF	？	＿	＿	？
0x0D800000～__________	IOP_CTRL	◎	◎	IOP制御
0x0D800004～__________	IOP_OFF	◎	◎	IOP停止
0x0D800008～__________	IOP_ON	＿	◎	IOP開始
0x0D80000C～__________	IOP_STAT	◎	＿	IOPステータス
0x0D800010～__________	DAC_CTRL	◎	◎	DAC制御
0x0D800014～__________	DAC_DATA	△	◎	DACデータ．ロードはDAC_CTRLのミラー．
0x0D800018～__________	？	＿	＿	？
0x0D80001C～__________	？	＿	＿	？
0x0D800020～__________	BAT_CTRL	◎	◎	バッテリモニタ制御
0x0D800018～0x0D80001F	？	＿	＿	？
0x0D800020～0x0FFFFFFF	？	＿	＿	？
0x10000000～0xFFFFFFFF	？	＿	＿	おそらく0x00000000～0x0FFFFFFFのミラー

CPU

PocketStationのCPUはARM7Tであると言われています．動作周波数は最高約8MHzですが，システムクロックに連動し，約63Khzまで下げることが出来ます．

デコード表の見方

「ARMアーキテクチャレファレンスマニュアル」の図A3-1～図A3-6がARMプロセッサのデコード表なのですが，初見では見方が分からないと思うので図A3-1を例に説明します．

(1)まず固定ビットのみ抽出すると以下になります．

X-XX FEDCBA9876543210FEDCBA9876543210
1-01 ____000____________________0____データ処理イミディエートシフト
1-02 ____00010__0_______________0____その他の命令(表4)
1-03 ____000_________________0__1____データ処理レジスタシフト
1-04 ____00010__0____________0__1____その他の命令(表4)
1-05 ____000_________________1__1____乗算(表3)・拡張ロード／ストア(表5)
1-06 ____001_________________________イミディエートデータ処理
1-07 ____00110_00____________________未定義命令
1-08 ____00110_10____________________イミディエートをステータスレジスタに移動
1-09 ____010_________________________イミディエートオフセットでのロード／ストア
1-10 ____011____________________0____レジスタオフセットでのロード／ストア
1-11 ____011____________________1____メディア命令(表2)
1-12 ____01111111____________1111____アーキテクチャ上未定義
1-13 ____100_________________________複数ロード／ストア
1-14 ____101_________________________分岐およびリンク付き分岐
1-15 ____110_________________________コプロセッサロードストアおよび2つのレジスタの転送
1-16 ____1110___________________0____コプロセッサデータ処理
1-17 ____1110___________________1____コプロセッサレジスタ転送
1-18 ____1111________________________ソフトウェア割り込み

(2)共通する固定ビットで，上下に2分割できるものを見つけます．bit23で[1-01～1-12]と[1-13～1-18]に分割できるのが分かります．

X-XX FEDCBA9876543210FEDCBA9876543210
1-01 ____000____________________0____データ処理イミディエートシフト
1-02 ____00010__0_______________0____その他の命令(表4)
1-03 ____000_________________0__1____データ処理レジスタシフト
1-04 ____00010__0____________0__1____その他の命令(表4)
1-05 ____000_________________1__1____乗算(表3)・拡張ロード／ストア(表5)
1-06 ____001_________________________イミディエートデータ処理
1-07 ____00110_00____________________未定義命令
1-08 ____00110_10____________________イミディエートをステータスレジスタに移動
1-09 ____010_________________________イミディエートオフセットでのロード／ストア
1-10 ____011____________________0____レジスタオフセットでのロード／ストア
1-11 ____011____________________1____メディア命令(表2)
1-12 ____01111111____________1111____アーキテクチャ上未定義
=========#=======================================================(2)
1-13 ____100_________________________複数ロード／ストア
1-14 ____101_________________________分岐およびリンク付き分岐
1-15 ____110_________________________コプロセッサロードストアおよび2つのレジスタの転送
1-16 ____1110___________________0____コプロセッサデータ処理
1-17 ____1110___________________1____コプロセッサレジスタ転送
1-18 ____1111________________________ソフトウェア割り込み

(3)上部をさらに上下に2分割します．下部も同様です．

X-XX FEDCBA9876543210FEDCBA9876543210
1-01 ____000____________________0____データ処理イミディエートシフト
1-02 ____00010__0_______________0____その他の命令(表4)
1-03 ____000_________________0__1____データ処理レジスタシフト
1-04 ____00010__0____________0__1____その他の命令(表4)
1-05 ____000_________________1__1____乗算(表3)・拡張ロード／ストア(表5)
1-06 ____001_________________________イミディエートデータ処理
1-07 ____00110_00____________________未定義命令
1-08 ____00110_10____________________イミディエートをステータスレジスタに移動
==========#======================================================(3)
1-09 ____010_________________________イミディエートオフセットでのロード／ストア
1-10 ____011____________________0____レジスタオフセットでのロード／ストア
1-11 ____011____________________1____メディア命令(表2)
1-12 ____01111111____________1111____アーキテクチャ上未定義

(4)上部をさらに上下に2分割します．下部も同様です．

X-XX FEDCBA9876543210FEDCBA9876543210
1-01 ____000____________________0____データ処理イミディエートシフト
1-02 ____00010__0_______________0____その他の命令(表4)
1-03 ____000_________________0__1____データ処理レジスタシフト
1-04 ____00010__0____________0__1____その他の命令(表4)
1-05 ____000_________________1__1____乗算(表3)・拡張ロード／ストア(表5)
===========#=====================================================(4)
1-06 ____001_________________________イミディエートデータ処理
1-07 ____00110_00____________________未定義命令
1-08 ____00110_10____________________イミディエートをステータスレジスタに移動

(5)上部をさらに上下に2分割します．下部も同様です．

X-XX FEDCBA9876543210FEDCBA9876543210
1-01 ____000____________________0____データ処理イミディエートシフト
1-02 ____00010__0_______________0____その他の命令(表4)
================================#================================(5)
1-03 ____000_________________0__1____データ処理レジスタシフト
1-04 ____00010__0____________0__1____その他の命令(表4)
1-05 ____000_________________1__1____乗算(表3)・拡張ロード／ストア(表5)

(6)上部は0x01900000との論理積が0x01000000であるかどうかで，一意にコードが決まります．

X-XX FEDCBA9876543210FEDCBA9876543210
1-01 ____000____________________0____データ処理イミディエートシフト
============##==#================================================(6)
1-02 ____00010__0_______________0____その他の命令(表4)

ここで注目すべきは，「その他の命令(表4)」のビットパタンは「データ処理イミディエートシフト」のビットパタンに論理的には完全に内包されている点です．つまり，データ処理イミディエートシフト命令において，稀なケース(組み合わせ)を無効とし，全く別の命令として定義しているわけです．ARMはそうやって拡張してきたようです．ある意味合理的ですが，MIPSの整然さとは対極にあります．

CLKC(クロックコントローラ)

CLK_MODEレジスタ

システムクロックの倍率変更と変更完了の確認を行います．

ロードした場合

15	14	13	12	11	10	09	08	07	06	05	04	03	02	01	00
？											(2)	(1)

フィールド	内容
(1)	ストアした値
(2)	1:安定状態になった

ストアした場合

15	14	13	12	11	10	09	08	07	06	05	04	03	02	01	00
？												(1)

フィールド	内容
(1)	クロック倍率

クロック倍率とCPU周波数・タイマ周波数の関係は以下になります．CPUとタイマには二倍の関係があり，おそらくタイマはシステムクロックをそのまま使用し，CPUは内部で二倍して使用しているのでしょう．

表.クロック倍率と各デバイスの周波数
クロック倍率	CPU周波数	タイマ周波数
1	0x00F800Hz	0x007C00Hz
2	0x01F000Hz	0x00F800Hz
3	0x03E000Hz	0x01F000Hz
4	0x07C000Hz	0x03E000Hz
5	0x0F8000Hz	0x07C000Hz
6	0x1E8000Hz	0x0F4000Hz
7	0x3D0000Hz	0x1E8000Hz
8	0x7A0000Hz	0x3D0000Hz

倍率5と6の間でベース値が変わっています．PK201では面倒なのでベースを0x7A00で統一しています．倍率0xFも可能ですが，おそらく倍率8と同じです．

CLK_CTRLレジスタ

ロードした場合

CLK_MODEレジスタをロードしたことになります．

ストアした場合

15	14	13	12	11	10	09	08	07	06	05	04	03	02	01	00
？															(1)

フィールド	内容
(1)	1:クロックを停止する

もしかするとクロック自体は停止していないのかもしれませんが，少なくともCPUとタイマへの供給は停止されます(タイマの割り込みで停止状態を解除することは原理的に不可能)．

INTC

レジスタマップ

表. INTCのレジスタマップ
アドレス	名称(仮)	ロード	ストア	内容
0x0A000000	I_PEND	◎	＿	保留信号
+4	I_STAT	◎	＿	生信号
+8	I_MASK	◎	◎	マスク
+12	I_MCLR	＿	◎	マスククリア
+16	I_PCLR	＿	◎	保留クリア

表. INTCレジスタのビットとデバイスの関係
ビット	デバイス	割り込みの種類
00	決定ボタン	irq
01	右ボタン	irq
02	左ボタン	irq
03	下ボタン	irq
04	上ボタン	irq
05	不明	irq
06	COM	FIQ
07	タイマ0	irq
08	タイマ1	irq
09	RTC	irq
10	バッテリモニタ	irq
11	IOP	irq
12	IR	irq
13	タイマ2	FIQ

動作法則

CPUに対し，割り込みをアサートするかどうかは「I_PEND」と「I_MASK」の論理積が0でないかどうかで決まる．
I_MASKにストアすると，I_MASKにストアしたデータが論理加算される．
I_MCLRにストアすると，I_MASKは「ストアしたデータの否定」との論理積になる．
I_PCLRにストアすると，I_PENDは「ストアしたデータの否定」との論理積になる．
I_STATのボタン以外のフィールドはI_MASKのフィールドとは無関係にI_PENDに論理加算され，保持される．
I_STATのボタンのフィールドはI_MASKのフィールドが1ならばI_PENDに「反映」されるが「保持」されない．すなわち，I_PCLRにストアしてクリアせずとも，I_STATのフィールドが0になれば自動的にI_PENDのフィールドも0になる．

タイマ

レジスタマップ

タイマ0で代表します．

表.タイマ0のレジスタマップ
アドレス	名称(仮)	ロード	ストア	内容
0x0A800000	T0_MAX	＿	◎	タイマ0最大値
+4	T0_COUNT	◎	＿	タイマ0現在値
+8	T0_MODE	◎	◎	タイマ0モード

Tn_MAXレジスタ

ロードした場合

タイマのカウンタの最大値を返します．

ストアした場合

タイマのカウンタの最大値を設定します．現在値も最大値で初期化します．

Tn_COUNTレジスタ

ロードした場合

タイマのカウンタの現在値を返します．

先述の様に，周波数はシステムクロックに連動しています．カウントアップではなくカウントダウンで，0の次は最大値に戻ります．周回すると無条件にINTCに信号を送るようです．

ストアした場合

不明です．

Tn_MODEレジスタ

ロードした場合

15	14	13	12	11	10	09	08	07	06	05	04	03	02	01	00
？													(2)	(1)

フィールド	内容
(1)	ストアした値
(2)	ストアした値

ストアした場合

15	14	13	12	11	10	09	08	07	06	05	04	03	02	01	00
？													(2)	(1)

フィールド	内容
(1)	分周モード 0:1分周 1:16分周 2:256分周 3:1分周
(2)	0:カウントダウン停止 1:カウントダウン実行

カウントダウン停止・実行に際して，現在値の初期化はないようです．

フラッシュROM

フラッシュへ書き込みをするシステム割り込みを見ると

*(ushort *)0x080055AA = 0xFFAA;
*(ushort *)0x08002A54 = 0xFF55;
*(ushort *)0x080055AA = 0xFFA0;

のような命令が実行されます．上記のアドレスはフラッシュの何の変哲もない位置であり，これをそのまま書き込みだと解釈してしまうと，とんでもない事になります．おそらく，フラッシュ関係のレジスタに書き込むと，書き込みは不可になり，書き込みを解除するキー(おまじない)が上記の行為であると考えられます．

PK201

とりあえず，エミュレータを作ってみました．カーネルROMとフラッシュROMのイメージを実機から抽出し，それぞれ"KROM","FROM"と改名し，PK201.EXEと同じフォルダに置いてから実行して下さい．

PK201 FOR PC
PK201 FOR ANDROID
カーネルROMの吸出し

[Ad]