AndroidアプリなどJava言語と、組込み機器C言語で通信させるとき、せちがらい制約があります。その制約と対応方法の覚書です。
Javaには構造体が無い
古くはVB6(VBA) C# Switf Java だけなんで?て感じです。Java側でByte配列へ編集もしくは分解するしかないようです。以下事例です。
組込み側 ：
/// BTスレーブ要求フレーム /// typedef struct _ST_SLAVE_REQ { uint8_t head [ 4 ]; // HERAER兼パケット識別 uint16_t len; // パケット長 uint16_t req; // 要求コード uint8_t foot [ 4 ]; // FOOTER uint16_t csum; // CHECKUSUM } ST_SLAVE_REQ ; // Memo: 実際にはCPUアーキテクチャによってパウンダリ調整なし、2byte調整、4byte調整があるのでよく確認します。
Java側 :
/// BTスレーブ要求フレーム /// short frmLen = 14 ; byte [] buff = new byte [frmLen]; copyBytes (buff, 0 , appCom . ID_SLAVE , 4 ); // 4: HERAER兼パケット識別 copyBin16 (buff, 4 , frmLen ); // 2: パケット長 copyBin16 (buff, 6 , appCom . REQ_START_MONITER ); // 2: 要求コード copyBytes (buff, 8 , appCom . ID_TAIL , 4 ); // 4: HERAER兼パケット識別 short csum = checksum (buff, frmLen - 2 ); // Checksum copyBin16 (buff, 12 , csum ); // 2: Checksum Bundle arg = new Bundle (); arg . putByteArray ( "BINARY" , buff ); // BIN DATA WriteValueBLE ( mServiceCANonNUS, mMessengerCANonNUS, arg );
byteコピー などはメソッドを追加します。web検索すると Unsafe.copyMemory
/////////////////////////////////////////////////// // Byteコピー /////////////////////////////////////////////////// public boolean copyBytes ( byte [] to, int offset, byte [] from, int len ) { if ( from . length < len ) { // ちゃんと実体sizeをちぇっくしましょう。 return false ; } if ( to . length - offset < len ) { return false ; } for ( int i = 0 ; i < len; i ++ ) { to[ i + offset ] = from[ i ]; } return true ; }
unit16変換関数を作ります。バイトオーダーは組込み機器側のCPUアーキテクチャに合せます。
/////////////////////////////////////////////////// // int16コピー /////////////////////////////////////////////////// public boolean copyBin16 ( byte [] to, int offset, short from ) { if ( to . length - offset < 2 ) { return false ; } // ARMはリトルエンディアン to[ 0 + offset ] = ( byte )( from % 256 ); to[ 1 + offset ] = ( byte )( from / 256 ); return true ; }
Javaにはunsignedが無い
似たような言語では、C# Switf
事例1:
以下の場合、Java側で正しい値になりません。以下例では、frm.len は 4002( 0x9C42) 0x9C -100 extractBin16 66 (0x42) + -100 * 256 = -25,534 と全く異なる値になってしまいます。
組込み側:
/// BTスレーブ応答フレーム /// typedef struct _ST_SLAVE_RESP { uint16_t len; // パケット長 6 uint8_t data [ 40000 ]; // CAN DATA部 } ST_SLAVE_RESP ; : 前略 : ST_SLAVE_RESP frm; frm . len = sizeof (ST_SLAVE_RESP) - sizeof ( uint16_t ); // パケット長 ,checksum分引く = 40,002(0x9C42) : 中略 : err_code = ble_nus_data_send ( /*in*/ &m_nus, /*in*/ &frm, /*in-out*/ &sendLen, /*in*/ m_conn_handle );
Java側:
/// BLEデータの取出し byte alldata[] = characteristic . getValue (); // パケット長 6 short len = extractBin16 (alldata, 4 ); : 中略 : /////////////////////////////////////////////////// // int16取り出し /////////////////////////////////////////////////// public short extractBin16 ( byte[] from, int offset ) { short val = 0 ; short tmp; // QualcommはARM系なのでリトルエンディアン、Nordic もARM系なのでリトルエンディアン val += from [ 0 + offset ]; // 0x42 → 10進 66 val += ( from [ 1 + offset ] * 256 ); // 0x9C → 10進 -100 return val; }
修正例は以下のとおりです。これは VB6(VBA)
/////////////////////////////////////////////////// // int16取り出し /////////////////////////////////////////////////// public short extractBin16 ( byte [] from, int offset ) { short val = 0 ; short tmp ; // ARMはリトルエンディアン tmp = from[ 0 + offset ]; if ( tmp < 0 ) { // Javaはunsignedがないため、1の補数で補完する tmp = ( short )( 255 + tmp + 1 ); } val += tmp; tmp = from[ 1 + offset ]; if ( tmp < 0 ) { // Javaはunsignedがないため、1の補数で補完する tmp = ( short )( 255 + tmp + 1 ); } val += ( tmp * 256 ); return val; }
事例2:
チエックサム計算も同様にくるってしまいます。尚、shortがオーバーフローしたとき、プログラム異常になってしまうのかわかりませんが対策しておきます。
組込み側:
uint16_t CalcCheckSum ( uint8_t * buf , // i : 対象Buffer int16_t len // i : 対象Buffer長。 ) { uint16_t i; uint16_t sum; sum = 0 ; for ( i = 0 ; i < len; i ++ ) { sum += buf [ i ]; } return sum; }
Java側:
/////////////////////////////////////////////////// // checksum /////////////////////////////////////////////////// public short checksum ( byte [] to, int len ) { long sum = 0 ; short tmp ; for ( int i = 0 ; i < len; i ++ ) { tmp = ( short )to[ i ] ; if ( tmp < 0 ) { // Javaはunsignedがないため補完する tmp = ( short )( 255 + tmp + 1 ); } sum += tmp ; } return (( short )sum); }
Stringとuint8[]
組込みC側と送受信する文字列は、Stringでは渡せないです。copyValueOf(char[] data)、valueOf(char[] data) があるようですがコードもかさむんで、Byte[] でよいでしょう。
final byte [] ID_MASTER = { 0x42 , 0x54 , 0x30 , 0x32 }; // "BT02" MASTERから final byte [] ID_TAIL = { 0x42 , 0x45 , 0x4E , 0x44 }; // "BEND" 終了
