Pico-2 の BIOS は C で書かれていますので，Pico-2 上で動作させるユーザ=プログラムも C で書くのがよいでしょう．ここでは例として非常にシンプルなプログラムを取り上げます．このプログラムは，100ms ごとにカウントアップされる２進数を LED に表示するものです．

 1: #include "sh7046f.h"
 2: #include "boot.h"
 3: #include "bios.h"
 4: 
 5: uint  count = 0;
 6: 
 7: int  main (void)
 8: {
 9:     void  every100ms();
10: 
11:     LED_init();
12:     CMT0_init(3, 4799, every100ms);
13: 
14:     set_imask(0);
15:     for (;;) {}
16: }
17: 
18: void  every100ms (void)
19: {
20:     count++;
21:     LED_set(count & 0x1f);
22: }

１行目では，SH2/7046F のハードウェア情報を記述したヘッダファイル sh7046f.h を読み込んでいます．２行目ではブートプログラムのヘッダファイル boot.h を，３行目では BIOS プログラムのヘッダファイル bios.h を読み込んでいます．これらは〈おまじない〉と考えてください．

12行目で汎用タイマ CMT0 を初期化しています．関数 every100ms() を 100ms 周期で呼び出す設定です．14行目の set_imask(0) は，汎用タイマなどによる「割り込み」を許可する〈おまじない〉です．15行目の for 文は無限ループになっていますが，そのウラで汎用タイマ CMT0 が動いていて，100ms ごとに割り込み（つまり関数 every100ms() の呼び出し）が発生します．（このような無限ループは「イベント=ループ」と呼ばれています.）

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ユーザ=プログラムをコンパイルするには，gcc (GNU C Compiler) を利用します．具体的には，binutils（as・ld など），gcc（cc 本体），newlib（組込みシステム用の C ライブラリ）の３つが必要です．いずれもフリー=ソフトウェアです．Pico-2 開発者（小嶋）の環境では，binutils-2.20，gcc-4.2.4，newlib-1.17.0 を PC 上の Linux（Ubuntu, Vine Linux など）や Mac 上の Mac OS X で使っています．

インストール時に注意すべきことは，ターゲットとして sh-elf を指定して，クロス=コンパイラ（PC 上で動く SH2 コンパイラ）として構築することと，binutils をインストールし，のちに gcc/newlib を構築することです．以下のインストールの手順例を参考にしてください．

いくつかの開発ツールがインストールされますが，ユーザ=プログラムのコンパイルに直接利用するのは，以下の２つのみです．

• sh-elf-gcc
  C コンパイラ本体です．リンカ sh-elf-ld やアセンブラsh-elf-as は，この sh-elf-gcc が窓口となって，自動的に起動されます．
• sh-elf-objcopy
  コンパイルされたオブジェクト=ファイルを，後述するフラッシュ=メモリに書き込むために，S-record というフォーマットに変換するツールです．

MakeBox とは，ユーザ=プログラムのソース=ファイルと，そのコンパイルに必要なファイル（Makefile など）を入れた〈ディレクトリ〉（または〈フォルダ〉）のことです．ユーザ=プログラムごとに別々の MakeBox を用意するのがよいでしょう．MakeBox の中には，少なくとも以下のファイルが入っています．

• userprog.c
  ユーザ=プログラムです．ユーザが実際に書くのはこのファイルだけです．
• Makefile
  コンパイルの手続きを記述したスクリプトです．ユーザ=プログラムのファイル名が userprog.c 以外の場合は，このファイルの先頭行 "PROG =userprog" の userprog を，ユーザ=プログラムのファイル名から拡張子（.c）を除いたものに置き換えてください．ほかの場所は変更しないでください．
• sh7046f.h
  SH2/7046F のハードウェア情報（メモリマップト=レジスタの構造など）を記述したヘッダファイルです．変更しないでください．
• boot.c ・ boot.h
  boot.c は，Pico-2 がリセット（あるいは電源オン）されたとき，最初に実行する関数 boot() を収めた C プログラムです．ユーザ=プログラムを実行する前に必要な前処理（メモリや I/O ポートの初期化など）を行ない，その後にユーザ=プログラムの main() を呼び出します．また，割り込み処理の初期化関数（definterrupt, set_imask）をユーザに提供します．boot.h はそのヘッダファイルです．どちらも変更しないでください．
• bios.c ・ bios.h
  bios.c は BIOS プログラムです．ユーザに BIOS インタフェース関数を提供します．bios.h はそのヘッダファイルです．どちらも変更しないでください．
• ldscript.x
  リンカ=スクリプトで，ユーザ=プログラムで定義された変数や関数が Pico-2 のメモリのどこに配置されるのかを記述してあります．またリセット時のベクタ（実行開始アドレスやスタックポインタ初期値）もこの中に記述してあります．Pico-2 は 256KB のフラッシュ=メモリ（いわゆる EEPROM）と 12KB の RAM を持っています．プログラムおよび変数の初期値はフラッシュ=メモリに，変数とスタック=エリアは RAM に配置されます．変更しないでください．
  

• ダウンロード： MakeBox（サンプル=プログラム付）

あとは，適当なシェル端末から MakeBox に入り，そこで make と打つだけです．これで boot.o, bios.o, userprog.o の３つの中間ファイルと，userprog.out, userprog.sr の２つの実行可能ファイルが生成されます．このなかで重要なのは最後の userprog.sr だけで，他のファイルは消してしまっても構いません．

実行可能なユーザ=プログラム userprog.out を S-record フォーマットに変換したものが userprog.sr です．このファイルをフラッシュ=メモリに書き込み，Pico-2 をリセットあるいは電源を再投入することで，このユーザ=プログラムが Pico-2 上で動作するわけです．次の章では，userprog.sr を Pico-2 のフラッシュ=メモリに書き込む方法について説明します．

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コンパイルしたプログラムは，まだ PC のハードディスク上にあるだけで，これを Pico-2 のフラッシュ=メモリに書き込むことで，はじめて実行可能になります．フラッシュ=メモリへの書き込みに特別なハードウェアは不要です．すべてソフトウェアで（たとえばロボットに組み込んだ状態でも）書き込む・書き換えることができます．その手順は，つぎのようになります．

まず，転送対象となる〈書き込み制御プログラム〉や，PC 側で動作させる〈転送プログラム〉を準備します．下のリンクから tar ファイルをダウンロード・展開し，ディレクトリ pc-flash のなかで make と打つと，つぎの３つのプログラムが作られます．

• pico-flash.sr
  Pico-2 上で動作する〈書き込み制御プログラム〉（S-record フォーマット）です．ブート=モードで起動された Pico-2 上で動作します．ソースプログラムは pico-flash.c です．コンパイル済オブジェクトファイル（S-record フォーマット）は pico-flash.sr です．
• pc-boot
  PC 上で動作する〈ブート転送プログラム〉です．ブート=モードで起動されたPico-2 に，〈書き込み制御プログラム〉を転送します．ソースプログラムは pc-boot.c です．（Linux・Mac・Windows に対応しています.）
• pc-flash
  PC 上で動作する〈フラッシュ転送プログラム〉です．Pico-2 で実行された〈書き込み制御プログラム〉に，実際に書き込む対象となるユーザプログラムを転送します．ソースプログラムは pc-flash.c です．（Linux・Mac・Windows に対応しています.）

（補足） PC 側のソフトウェアは，MacBook（Mac OS X, Ubuntu Linux, Windows XP）と Keyspan USA-19HS の組合せで動作することを確認しています．しかし，一部の OS・USB-シリアル変換器・ドライバの組合せでは，pc-boot や pc-flash がうまく動作しないことがあるようです．たとえば，Mac OS X で I-O DATA USB-RSAQ5（I-O DATA 提供ドライバを使用）の場合，pc-flash がエラー終了してしまいます．この場合は，pc-flash.c の 484行目 error_exit("pc-flash: acknowledge timeout (main)"); を ack = 1; に置き換えてください．

• ダウンロード： フラッシュ=メモリ書き込みプログラム（Linux・Mac・Windows 対応）

Pico-2 表面のスイッチ SW6・7 を ON にした状態で Pico-2 の RESET SW を押す（あるいは電源を入れる）ことで，Pico-2 は〈ブート=モード〉で起動します．〈ブート=モード〉の Pico-2 は，通信ポート（PORTX・PORTY）から読み込んだデータを RAM に順次格納するようになります．

〈書き込み制御プログラム〉pico-flash.sr を PC から Pico-2 に転送します．このために PC 側で動作させる〈ブート転送プログラム〉が pc-boot です．

たとえば，PC のシリアル=ポート /dev/ttyS0 から，〈書き込み制御プログラム〉pico-flash.sr を転送する場合，つぎのようになります．

プログラム転送には数秒〜数十秒かかります．転送が終了すると，Pico-2 はフラッシュ=メモリのデータをすべて消去し，RAM 上に転送された〈書き込み制御プログラム〉の実行を開始します．Pico-2 の〈書き込み制御プログラム〉はすべての LED を点灯させ，書き込み対象となるデータの待ち受け状態に入ります．

書き込み対象となるデータ（つまりユーザ=プログラム）を，PC から Pico-2 に転送し，フラッシュ=メモリに書き込みます．このために PC 側で動作させる〈フラッシュ転送プログラム〉が pc-flash です．

たとえば，PC のシリアル=ポート /dev/ttyUSB0 から，ユーザ=プログラム ../makebox/userprog.sr を転送する場合，つぎのようになります．

プログラム転送および書き込みには数秒〜数十秒かかりますが，この間，書き込み中のメモリ=アドレスのビット11−7が LED5−1 に表示されます．転送および書き込みが終了すると，Pico-2 は，すべての LED を点灯させ，プログラムを終了します．これでユーザ=プログラムがフラッシュ=メモリに書き込まれました．

フラッシュ=メモリに書き込んだユーザ=プログラムを実行するには，いちどPico-2 の電源を OFF にし，Pico-2 表面のスイッチ SW6・7 を OFF にしてから，再び Pico-2 の電源を入れます．これでユーザ=プログラムが起動します．もちろん，フラッシュ=メモリの内容は Pico-2 の電源を OFF にしても消えません．電源を ON にするだけで，ユーザ=プログラムが起動します．また実行途中で RESET SW を押せば，ユーザ=プログラムは再起動します．

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