BT-RL-01 エンベデッド構成サンプルプログラム解説 · 2017. 5. 9. · アプリケーションノート AN 170 ALPHA PROJECT Co.,LTD. 4 1．3 本サンプルプログラムについて

アプリケーションノート AN1701 ALPHA PROJECT Co.,LTD.

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目次

１．概要 ......................................................................................................................................................... 2

１．１概要 .............................................................................................................................................. 2

１．２接続概要 ....................................................................................................................................... 3

１．３本サンプルプログラムについて .................................................................................................. 4

１．４開発環境について ........................................................................................................................ 4

２．サンプルプログラムの構成 ..................................................................................................................... 5

２．１フォルダ構成 ................................................................................................................................ 5

２．２ファイルの構成 ............................................................................................................................ 6

３．動作説明 .................................................................................................................................................. 7

３．１サンプルプログラムの動作 .......................................................................................................... 7

３．２メモリマップ ................................................................................................................................ 8

３．３統合開発環境の準備 ..................................................................................................................... 9

３．４ BLE ライブラリファイルの追加 .................................................................................................. 9

３．５フラッシュライブラリファイルの追加...................................................................................... 10

３．６サンプルプログラムのビルド .................................................................................................... 11

３．７サンプルプログラムのダウンロード ......................................................................................... 12

３．８ BT-RL-01(BLE スレーブ)と BT-RL-01(BLE マスタ) .............................................................. 13

３．９ BT-RL-01(BLE スレーブ)と iOS デバイス(BLE マスタ) ......................................................... 14

BT-RL-01

エンベデッド構成サンプルプログラム解説第 1.1 版 2017 年 5 月 9 日


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１．概要

１．１概要

BT-RL-01 は、ルネサスエレクトロニクス製、RL78/G1D モジュールを搭載した、

Bluetooth Low Energy(以下、BLE と表記)シングルモードに対応した CPU ボードです。

BT-RL-01 は、自身がホストマイコンとして動作する「エンベデッド構成」と、

別途外部のホスト CPU の制御によって動作する「モデム構成」の 2 種類の構成で使用することができます。

本アプリケーションノートでは、「BT-RL-01 エンベデッド構成サンプルプログラム」について説明します。

サンプルプログラム動作内容

BT-RL-01 エンベデッド構成サンプルプログラム・BLE スレーブ

・BLE マスタ

本サンプルプログラムは、BT-RL-01 の SW1 の設定により BLE マスタ/スレーブ動作を切り替えることが可能です。

ただし、プログラム実行中に切り替えることはできません。


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１．２接続概要

本サンプルプログラムの接続概要図を以下に示します。

サンプルプログラムは BLE マスタ/スレーブ動作が用意してあり(基板上の SW1 の設定により選択可能)、

お互いに通信を行うことができます。

更に、サンプルプログラムの BLE スレーブ動作は、iOS デバイス(BLE マスタ)と通信を行うこともできます。

※iOS デバイスの BLE マスタ動作には、Punch Through 社の「LightBlue」というアプリを使用します。

「LightBlue」は App Store にて無料で入手できます。

安定化電源など DC+3.3V

電源ハーネス

BT-RL-01 (BLE スレーブ)

Bluetooth Low Energy


電源ハーネス

BT-RL-01 (BLE スレーブ)


電源ハーネス

BT-RL-01 (BLE マスタ)

Bluetooth Low Energy

iOS デバイス (BLE マスタ)


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１．３本サンプルプログラムについて

本サンプルプログラムは、ルネサスエレクトロニクス提供の「Bluetooth® low energy プロトコルスタック」に

含まれているエンベデッド構成のサンプルプログラムを BT-RL-01 に移植、変更しています。

「Bluetooth® low energy プロトコルスタック」の詳細については、以下の URL を参照してください。

Bluetooth® low energy プロトコルスタック

https://www.renesas.com/ja-jp/solutions/key-technology/connectivity/bluetooth-smart/protocol-stack.html

本サンプルプログラムをビルドする場合は、

「3.6 サンプルプログラムのビルド」を参照してください。

本サンプルプログラムを CPU ボードにダウンロードする場合は、

「3.7 サンプルプログラムのダウンロード」を参照してください。

※本サンプルプログラムをビルドするには、「Bluetooth® low energy プロトコルスタック」に含まれている

BLE のライブラリファイルを、サンプルプログラムフォルダに追加する等の作業が必要になります。ただし、

本サンプルプログラムは、既にビルドが完了しており、実行ファイル(.hex)が生成された状態ですので

これを CPU ボードにダウンロードするだけならば、上記作業は必要ありません。

１．４開発環境について

本サンプルプログラムは、以下の開発環境にて作成したものです。

種類ツール名バージョン備考

統合開発環境 CS+ for CA,CX(※) V3.00.01 ルネサスエレクトロニクス製

コンパイラ CA78K0R V1.71 ルネサスエレクトロニクス製

デバッガ E1 エミュレータルネサスエレクトロニクス製

ライブラリ Bluetooth® low energy プロトコルスタック V.1.20 ルネサスエレクトロニクス製

ライブラリ EEPROM エミュレーションライブラリ Pack02 Ver.1.01 ルネサスエレクトロニクス製

ライブラリフラッシュセルフプログラミングライブラリ Type01 Ver.2.20 ルネサスエレクトロニクス製

※CS+ for CA,CX はルネサスエレクトロニクスより、無償評価版と製品版が提供されています。無償評価版については、

使用可能なメモリの範囲が内部 ROM の 64KB(0-FFFFh)と内部 RAM に制限されます。本サンプルプログラムは 64K バイトを

超えているため、無償評価版ではビルドを行うことができません。製品版を使用してください。



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２．サンプルプログラムの構成

２．１フォルダ構成

本サンプルプログラムは下記のようなフォルダ構成になっています。

(サンプルプログラムの動作に関連の深いフォルダのみ記載しています)

\bt_rl_01_emb_sample エンベデッド構成サンプルプログラムフォルダ

\Project_Source

\bleip BLE スタック格納フォルダ

\src

\common BLE スタック共通ヘッダファイル格納フォルダ

\rwble BLE ソフトウェアエントリーポイントヘッダファイル格納フォルダ

\rBLE rBLE 格納フォルダ

\src

\include rBLE ヘッダファイル格納フォルダ

\sample_app サンプルアプリケーション格納フォルダ

\sample_profile サンプルプロファイル格納フォルダ

\scp Sample Custom Profile 格納フォルダ

\renesas

\config

\split

\emb リンクディレクティブファイル格納フォルダ

\lib BLE ライブラリファイル格納用フォルダ

\src

\arch

\rl78 BLE ソフトウェアメインファイル格納フォルダ

\ll ローレベルマクロ定義ヘッダファイル格納フォルダ

\compiler コンパイラ固有命令ヘッダファイル格納フォルダ

\driver ドライバ格納フォルダ

\codeflash コードフラッシュライブラリ格納フォルダ

\cs CS+ for CA,CX 向けコードフラッシュライブラリ格納用フォルダ

\dataflash データフラッシュライブラリ格納フォルダ

\cs CS+ for CA,CX 向けデータフラッシュライブラリ格納用フォルダ

\dip_sw ディップスイッチドライバ格納フォルダ

\led LED ドライバ格納フォルダ

\plf RL78 プラットフォームドライバ格納フォルダ

\port 汎用ポートドライバヘッダファイル格納フォルダ

\rf RF ドライバ共通ヘッダファイル格納フォルダ

\timer タイマドライバ格納フォルダ

\tools

\project プロジェクト格納フォルダ

\CubeSuite CS+ for CA,CX プロジェクト格納フォルダ

\BLE_Embedded

\BLE_Emb


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２．２ファイルの構成

本サンプルプログラムは以下のファイルで構成されています。

(サンプルプログラムの動作に関連の深いファイルのみ記載しています)

＜\bt_rl_01_emb_sample\Project_Source\rBLE\src\include＞

rble.h ･･･ rBLE ヘッダファイル

rble_api.h ･･･ rBLE API ヘッダファイル

rble_api_custom.h ･･･ Custom Profile 追加 API ヘッダファイル

rble_app.h ･･･サンプルプログラムヘッダファイル

＜\bt_rl_01_emb_sample\Project_Source\rBLE\src\sample_app＞

led_app.c ･･･ LED アプリケーションファイル

led_app.h ･･･ LED アプリケーションヘッダファイル

rble_sample_app.c ･･･サンプルプログラムファイル(Common)

rble_sample_app_custom.c ･･･サンプルプログラムファイル(Sample Custom Profile)

rble_sample_app_gap_sm_gatt.c ･･･サンプルプログラムファイル(GAP/SM/GATT)

＜\bt_rl_01_emb_sample\Project_Source\rBLE\src\sample_profile\scp＞

scpc.c ･･･ Sample Custom Profile Client ファイル

scps.c ･･･ Sample Custom Profile Server ファイル

＜\bt_rl_01_emb_sample\Project_Source\renesas\src\arch\rl78＞

arch_main.c ･･･ BLE ソフトウェアメインファイル

db_handle.h ･･･ Attribute database handles ヘッダファイル

prf_config.c ･･･プロファイル向けパラメータ設定ファイル

prf_config.h ･･･プロファイル向けパラメータ設定ヘッダファイル

prf_sel.h ･･･プロファイル選択設定ヘッダファイル

＜\bt_rl_01_emb_sample\Project_Source\renesas\src\driver\dip_sw＞

dip_sw.c ･･･ディップスイッチドライバファイル

dip_sw.h ･･･ディップスイッチドライバヘッダファイル

＜\bt_rl_01_emb_sample\Project_Source\renesas\src\driver\led＞

led.c ･･･ LED ドライバファイル

led.h ･･･ LED ドライバヘッダファイル

＜\bt_rl_01_emb_sample\Project_Source\renesas\src\driver\timer＞

timer.c ･･･タイマドライバファイル

timer.h ･･･タイマドライバヘッダファイル

＜\bt_rl_01_emb_sample\Project_Source\renesas\tools\project\CubeSuite\BLE_Embedded＞

BLE_Embedded.mtpj ･･･ CS+ for CA,CX プロジェクト


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３．動作説明

３．１サンプルプログラムの動作

本サンプルプログラムは下記の動作を行います。

● BLE スレーブ動作

BLE マスタに対し、自身の存在を知らせます。(アドバタイズ)

BLE マスタに対し、データを送信します。(Notification/Indication)

● BLE マスタ動作

BLE スレーブを検索します。(スキャン)

BLE スレーブに対し、接続を行います。

BLE スレーブに対し、データ送信周期を変更します。(Write)


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３．２メモリマップ

H’000F FFFF

H’000F FF00

特殊機能レジスタ(SFR)

256 バイト

H’000F FFFF

H’000F FE20 RAM_SADDR

H’000F FE1F

H’000F BC70 RAM

H’000F FEFF

H’000F FEE0

汎用レジスタ

32 バイト

H’000F BC6F

H’000F B310 RAM_HOST

H’000F FEDF

H’000F AF00

RAM

20K バイト H’000F B30F

H’000F AF00 SELFRAM

H’000F AEFF

H’000F 3000

Mirror

31.75K バイト

H’000F 2FFF

H’000F 1000

データ・フラッシュ・メモリ

8K バイト

H’0003 FFFF

H’0003 FC00 BD_ADDR

H’000F 0FFF

H’000F 0800 使用不可

H’0003 FBFF

H’0000 AF00 ROM_APP

H’000F 07FF

H’000F 0000

特殊機能レジスタ(2nd SFR)

2K バイト

H’0000 AEFF

H’0000 3000 ROM_CNST

H’0000 2FFF

H’0000 10CE ROM

H’000E FFFF

H’0004 0000

使用不可

H’0000 10CD

H’0000 10C4

オンチップ・デバッグ・

セキュリティ ID 設定領域

10 バイト

H’0000 10C3

H’0000 10C0

オプション・バイト領域

4 バイト

H’0000 10BF

H’0000 1080

CALLT テーブル領域

64 バイト

H’0000 107F

H’0000 1000

ベクタ・テーブル領域

128 バイト

H’0000 0FFF

H’0000 00CE プログラム領域

H’0000 00CD

H’0000 00C4

オンチップ・デバッグ・

セキュリティ ID 設定領域

10 バイト

H’0000 00C3

H’0000 00C0

オプション・バイト領域

4 バイト H’0003 FFFF

H’0000 0000

コード・フラッシュ・メモリ

256K バイト

H’0000 00BF

H’0000 0080

CALLT テーブル領域

64 バイト

H’0000 007F

H’0000 0000

ベクタ・テーブル領域

128 バイト

※H’0000 0000～H’0000 2FFF が ROM セグメントです。(H’0000 0000～H’0000 10CD も ROM セグメント)

※H’0003 FC00 から 6 バイト分は、ルネサスエレクトロニクスが割り当てた BD アドレスが書き込まれています。


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３．３統合開発環境の準備

サンプルプログラムをビルドするためには、ルネサスエレクトロニクス提供の統合開発環境である CS+を

ご使用の PC にダウンロードし、インストールする必要があります。

以下の URL から、CS+を入手してください。

統合開発環境 CS+

https://www.renesas.com/ja-jp/products/software-tools/tools/ide/csplus.html

※ダウンロードする際にはルネサスエレクトロニクスの My Renesas へのユーザ登録が必要となります。

３．４ BLE ライブラリファイルの追加

サンプルプログラムをビルドするためには、ルネサスエレクトロニクス提供の BLE ライブラリファイルを

サンプルプログラムフォルダに追加する必要があります。

BLE ライブラリファイルは、「Bluetooth® low energy プロトコルスタック」に同梱されています。

以下の URL から、「Bluetooth® low energy プロトコルスタック」を入手してください。

Bluetooth® low energy プロトコルスタック



※プロトコルスタックに関しては、別途、プレミアム・ユーザ登録も必要となります。

入手が完了したら、＜\Renesas\BLE_Software_Ver_1_20\RL78_G1D\Project_Source\renesas\lib＞内にある

ファイルを全て、本サンプルプログラムフォルダ＜\Project_Source\renesas\lib＞へコピーしてください。

https://www.renesas.com/ja-jp/products/software-tools/tools/ide/csplus.html



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３．５フラッシュライブラリファイルの追加

サンプルプログラムをビルドするためには、ルネサスエレクトロニクス提供のフラッシュライブラリファイルを

サンプルプログラムフォルダに追加する必要があります。

フラッシュライブラリには「EEPROM エミュレーションライブラリ」と「フラッシュセルフプログラミングライブラリ」の

2 種類があります。

以下の URL から、上記ライブラリを入手し、ライブラリファイルを追加してください。

EEPROM エミュレーションライブラリ

https://www.renesas.com/ja-jp/software/D3017947.html


入手が完了したら、以下に示すファイルを

本サンプルプログラムフォルダ＜\Project_Source\renesas\src\driver\dataflash\cs＞へコピーしてください。

・eel.h

・eel.lib

・eel_types.h

・fdl.h

・fdl.lib

・fdl_types.h

フラッシュセルフプログラミングライブラリ



入手が完了したら、以下に示すファイルを

本サンプルプログラムフォルダ＜\Project_Source\renesas\src\driver\codeflash\cs＞へコピーしてください。

・fsl.h

・fsl.lib

・fsl_types.h




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３．６サンプルプログラムのビルド

サンプルプログラムのビルド手順を以下に示します。

① 「3.3 統合開発環境の準備」を参照し、ご使用の PC に CS+をインストールしてください。

② 「3.4 BLE ライブラリファイルの追加」を参照し、サンプルプログラムフォルダに

BLE ライブラリファイルを追加してください。

③ 「3.5 フラッシュライブラリファイルの追加」を参照し、サンプルプログラムフォルダに

フラッシュライブラリファイルを追加してください。

④ サンプルプログラムフォルダの

＜\Project_Source\renesas\tools\project\CubeSuite\BLE_Embedded\BLE_Embedded.mtpj＞を

ダブルクリックし、プロジェクトを開きます。

※サンプルプログラムは「CS+ for CA,CX」に対応しています。ダブルクリックで「CS+ for CC」が

起動されてしまう場合は、改めて mtpj ファイルを「CS+ for CA,CX」で開きなおしてください。

⑤ 上部にあるビルドボタンを押し、サンプルプログラムをビルドしてください。


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３．７サンプルプログラムのダウンロード

サンプルプログラムを CPU ボード上で実行するためには、ビルドしたサンプルプログラムの実行ファイルを CPU ボードに

ダウンロードする必要があります。

本アプリケーションノートでは「E1 エミュレータ」と「CS+」を使用したダウンロード方法を解説します。

以下に示す手順を参考に、ダウンロードを行ってください。

① 「3.3 統合開発環境の準備」を参照し、ご使用の PC に CS+をインストールしてください。

② ご使用の PC と E1 エミュレータ、CPU ボードを接続します。

※E1 エミュレータと CPU ボードを直接接続することはできないため、弊社より販売している「JTAG-CNV-02」が

必要となります。

③ CPU ボードの JSW1 を E1 の方向に切り替えてください。

④ サンプルプログラムフォルダの

＜\Project_Source\renesas\tools\project\CubeSuite\BLE_Embedded\BLE_Embedded.mtpj＞を

ダブルクリックし、プロジェクトを開きます。

※サンプルプログラムは「CS+ for CA,CX」に対応しています。ダブルクリックで「CS+ for CC」が

起動されてしまう場合は、改めて mtpj ファイルを「CS+ for CA,CX」で開きなおしてください。

⑤ CPU ボードの電源を投入します。

⑥ 上部にあるダウンロードボタンを押し、CPU ボードにダウンロードを行ってください。

BT-RL-01

E1

PC JTAG-CNV-02 E1

USB ケーブル JTAG ケーブル FFC ケーブル

JSW1 E1 NOR


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３．８ BT-RL-01(BLE スレーブ)と BT-RL-01(BLE マスタ)

以下の手順に従い、動作を確認してください。

① 片方の CPU ボードの SW1 の 1 を OFF の方向に切り替えて、

CPU ボードに電源を投入し、サンプルプログラムを起動します。(以下、この CPU ボードをスレーブと表記)

起動後、アドバタイズを行います。

② もう片方の CPU ボードの SW1 の 1 を ON の方向に切り替えて、

CPU ボードに電源を投入し、サンプルプログラムを起動します。(以下、この CPU ボードをマスタと表記)

起動後、スキャンを行い、スレーブが見つかれば接続します。

③ 両者の接続が完了すると、データの送受信が行われます。

スレーブはデータ送信時に LED が点灯し、マスタはデータ受信時に LED が点灯します。

従って、スレーブの LED が点灯した直後に、マスタの LED が点灯します。

④ マスタはデータ受信時に、スレーブに対してデータ送信周期を変更するデータを送信します。

データ送信周期は 1000[ms]→1100[ms]→1200[ms]→…→2000[ms]→1000[ms]→1100[ms]…と変更します。

(送信周期は 100[ms]ずつ増えていき、2000[ms]の後は 1000[ms]に戻る)

スレーブとマスタの LED の点滅周期が変化することを確認してください。

SW

1

1 2

O

N S

W1

1 2

O

N


14

３．９ BT-RL-01(BLE スレーブ)と iOS デバイス(BLE マスタ)

iOS デバイスには「LightBlue」というアプリをインストールする必要があります。

App Store にて検索し、インストールを完了してください。

※iOS デバイスについて、以下の環境で動作確認を行いました。

種類名称バージョン備考

デバイス iPhone 6 Apple 社製

OS iOS 8.4.1 Apple 社製

アプリ LightBlue 14:27:04.043 Punch Through 社製

以下の手順に従い、動作を確認してください。

① CPU ボードの SW1 の 1 を OFF の方向に切り替えて、

CPU ボードに電源を投入し、サンプルプログラムを起動します。(以下、この CPU ボードをスレーブと表記)

起動後、アドバタイズを行います。

② iOS デバイスのアプリ「LightBlue」を起動します。(以下、この iOS デバイスをマスタと表記)

③ デバイスの検索結果から、「BT-RL-01」と表示されたデバイスをタップして接続します。

SW

1

1 2

O

N


15

④ UUID「0x02000000-0000-0000-0000-000000000080」をタップし、

「Listen for Notification」をタップした後、左上の「<」をタップします。

⑤ スレーブからのデータの受信が開始されます。(Notification)

スレーブはデータ送信時に LED が点灯し、マスタは受信したデータを表示します。

データは 5 バイトで、0xXX01020304 という形式で送信されます。(XX は 00 から始まり、インクリメントされます)

データの送信周期は 1000[ms]です。


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⑥ UUID「0x05000000-0000-0000-0000-000000000080」をタップし、

「Write new value」をタップします。

入力フォームに「06」と入力し、「Done」をタップします。

受信したデータが 6 バイトとなり、0xXX0102030405 と表示されることを確認してください。

確認が済んだら、左上の「<」をタップします。

⑦ UUID「0x04000000-0000-0000-0000-000000000080」をタップし、


入力フォームに「C800」と入力し、「Done」をタップします。

スレーブの LED の点滅周期とマスタのデータの受信周期を確認し、

データの送信周期が 2000[ms]に変更されたことを確認してください。



17

⑧ UUID「0x02000000-0000-0000-0000-000000000080」をタップし、

「Stop listening」をタップします。

データの受信が終了したら、左上の「<」をタップします。

⑨ UUID「0x03000000-0000-0000-0000-000000000080」をタップし、

「Listen for Notification」をタップした後、左上の「<」をタップします。


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⑩ スレーブからのデータの受信が開始されます。(Indication)

スレーブはデータ送信時に LED が点灯し、マスタは受信したデータを表示します。

データは 5 バイトで、0xXX81828384 という形式で送信されます。(XX は 00 から始まり、インクリメントされます)

データの送信周期は 2000[ms]です。(⑦での変更が反映されたままの状態です)

⑪ UUID「0x06000000-0000-0000-0000-000000000080」をタップし、



受信したデータが 6 バイトとなり、0xXX8182838485 と表示されることを確認してください。



19

⑫ UUID「0x04000000-0000-0000-0000-000000000080」をタップし、



スレーブの LED の点滅周期とマスタのデータの受信周期を確認し、

データの送信周期が 1000[ms]に変更されたことを確認してください。


⑬ UUID「0x03000000-0000-0000-0000-000000000080」をタップし、

「Stop listening」をタップします。

データの受信が終了したら、左上の「<」をタップします。


20

⑭ 左上の「<Back」をタップし、接続を切ります。


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商標について

・RL78 および RL78/G1D は、ルネサスエレクトロニクス株式会社の登録商標、商標または商品名称です。

・CS+は、ルネサスエレクトロニクス株式会社の登録商標、商標または商品名称です。

・LightBlue は、Punch Through 社の登録商標、商標または商品名称です。

・Windows®の正式名称は Microsoft®Windows®Operating System です。

Microsoft、Windows、Windows NT は、米国 Microsoft Corporation.の米国およびその他の国における商標または登録商標です。

Windows®8、Windows®7、Windows®Vista、Windows®XP は、米国 Microsoft Corporation.の商品名称です。

本文書では下記のように省略して記載している場合がございます。ご了承ください。

Windows®8 は Windows 8 もしくは Win8

Windows®7 は Windows 7 もしくは Win7

Windows®Vista は Windows Vista もしくは WinVista

Windows®XP は Windows XP もしくは WinXP

・その他の会社名、製品名は、各社の登録商標または商標です。

ALPHA PROJECT Co.,LTD. 株式会社アルファプロジェクト

〒431-3114 静岡県浜松市東区積志町 834 http://www.apnet.co.jp E-MAIL : [email protected]

ご注意

・本文書の著作権は株式会社アルファプロジェクトが保有します。

・本文書の内容を無断で転載することは一切禁止します。

・本文書に記載されているサンプルプログラムの著作権は株式会社アルファプロジェクトが保有します。

・本サンプルプログラムで使用されているミドルウェア及びドライバの著作権はルネサスエレクトロニクス株式会社が保有します。

・本文書に記載されている内容およびサンプルプログラムについての技術サポートは一切受け付けておりません。

・本文書の内容およびサンプルプログラムに基づき、アプリケーションを運用した結果、万一損害が発生しても、弊社では一切責任を負

いませんのでご了承下さい。

・本文書の内容については、万全を期して作成いたしましたが、万一ご不審な点、誤りなどお気付きの点がありましたら弊社までご連絡

下さい。

・本文書の内容は、将来予告なしに変更されることがあります。

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