インテルHEX

インテル16進オブジェクトファイル形式、インテル16進形式、またはIntellec Hexは、バイナリ情報をASCIIテキスト形式で伝達するファイル形式であり、 ^[10]紙テープ、パンチカードなどの非バイナリメディアに保存して、テキスト端末に表示したり、ライン指向プリンタで印刷したりすることができます。^{[11]この形式は、}マイクロコントローラ、EPROM、およびその他の種類のプログラマブルロジックデバイスやハードウェアエミュレータのプログラミングによく使用されます。 一般的なアプリケーションでは、コンパイラまたはアセンブラがプログラムのソースコード（ C言語やアセンブリ言語など）をマシンコードに変換し、16進（またはバイナリ）形式のオブジェクトファイルまたは実行可能ファイルに出力します。 一部のアプリケーションでは、インテル16進形式は、ストリームデータのパケットを保持するコンテナ形式としても使用されます。^[12]結果として得られるファイルによく使用されるファイル拡張子は、.HEX ^[1]または.H86です。^{[5] [6]} HEXファイルはプログラマーによって読み込まれ、マシンコードをPROMに書き込むか、ターゲットシステムに転送されてロードおよび実行されます。^{[11] [13] 16進形式と2進形式（} HEX2BINなど）間でファイルを変換したり、その逆（OBJHEX、OH、OHX、BIN2HEXなど）を行うツールは数多くあります。

インテルHEXフォーマットは、もともと1973年にインテルのIntellec Microcomputer Development Systems ^{[14] : 10–11} (MDS)向けに紙テープからプログラムをロードして実行するために設計された。また、 ROM製造のためにインテルにメモリの内容を指定するためにも使用された。 ^[15] ROM製造は、それ以前ははるかに効率の悪いBNPF (Begin-Negative-Positive-Finish)フォーマットでエンコードする必要がありました。 ^{[14] : 11} 1973年、インテルの「ソフトウェアグループ」は、ビル・バイアリー、ケネス・バーゲット、そしてマイクロコンピュータアプリケーションアソシエイツ(MAA) として事業を展開し、1974年にデジタルリサーチを設立した外部コンサルタントのゲイリー・キルドールのみで構成されていました。 ^{[16] [17] [18] [9]} 1975年から、このフォーマットは、ファイル拡張子HEXを使用して、ディスケットドライブをサポートするIntellec Series II ISIS-IIシステムで使用されました。^[19]多くのPROMおよびEPROMプログラミングデバイスはこの形式を受け入れます。

Intel HEX は、改行文字または復帰文字、あるいはその両方で区切られたASCIIテキストの行で構成されています。各テキスト行には、複数の 2 進数をエンコードする大文字の16進文字が含まれています。2 進数は、行内の位置、行のタイプと長さに応じて、データ、メモリ アドレス、またはその他の値を表すことができます。各テキスト行はレコードと呼ばれます。

レコード（テキスト行）は、左から右の順に表示される6つのフィールド（部分）で構成されています。 [ 11 ^]

1. 開始コードは1文字のASCIIコロン「:」です。レコード内でこの記号に先行する文字はすべて無視されます。^{[15] [5] [20] [21] [22] [23]実際、この仕様のごく初期のバージョンでは、最初のレコードの前と最後のレコードの後に​​最低25個の}NUL文字が必要であるとさえ言われていました。これは、このフォーマットが紙テープフォーマットとして始まり、処理のためにテープのリードインとリードアウトが必要だったためです。^{[15] [24] [21] [22]}ただし、これは仕様の中であまり知られていない部分であったため、書かれたソフトウェアの全てがこれを正しく処理するわけではありません。これにより、他の関連情報を同じファイル（同じ行でも）に格納できます。^{[15] [23]さまざまなソフトウェア開発ユーティリティで}シンボルテーブルや追加のコメントを格納するために使用される機能、 ^{[25] [15] [21] [26] [9] [27]}およびサードパーティの拡張機能では、Intel ^[28]およびKeilによる数字 ' 0 '..' 9 ' 、^[26] Mostekによる' $ ' 、^{[29] [30]または}TDLによる' ! '、' @ '、' # '、' \ '、' & '、および ' ; ' など、他の文字を開始コードとして使用します。^{[30] [31]}慣例により、コメントには ' // ' がよく使用されます。^{[32] [33]}これらの拡張機能のいずれも、ペイロードの一部として ':' 文字を含めることはできません。
2. バイト数、2桁の16進数（1桁の16進数ペア）で、データフィールド内のバイト数（16進数ペア）を示します。最大バイト数は255（0xFF）です。8（0x08）^[9] 、 16（0x10）^[9]、32（0x20）の値が一般的に使用されるバイト数です。すべてのソフトウェアが16を超える数に対応しているわけではありません^。[2]
3. アドレスは 4 つの 16 進数で、データの 16 ビット開始メモリ アドレス オフセットを表します。データの物理アドレスは、このオフセットを以前に確立されたベース アドレスに追加することによって計算され、16 ビット アドレスの 64 キロバイト制限を超えるメモリ アドレス指定が可能になります。ベース アドレスはデフォルトで 0 ですが、さまざまなタイプのレコードによって変更できます。ベース アドレスとアドレス オフセットは常にビッグ エンディアン値として表現されます。
4. レコードタイプ（以下のレコードタイプを参照）、2桁の16進数、00に05データ フィールドの意味を定義します。
5. データは、 2nの16進数で表されるnバイトのデータシーケンスです。一部のレコードではこのフィールドが省略されています（ nは0）。データバイトの意味と解釈はアプリケーションによって異なります。（4ビットのデータはバイトの下位半分または上位半分に格納する必要があります。つまり、1バイトにはアドレス指定可能なデータ項目が1つだけ保持されます。^[15]）
6. チェックサムは 2 桁の 16 進数で、レコードにエラーがないことを確認するために使用できる計算値です。

視覚的な補助として、この記事では Intel HEX レコードのフィールドを次のように色分けしています。

  スタートコード   バイト数   住所   レコードタイプ   データ   チェックサム

レコードのチェックサム バイトは、チェックサムの前のレコードにあるすべてのデコードされたバイト値の合計の最下位バイト(LSB)の2 の補数です。これは、デコードされたバイト値を合計し、合計 (つまり、データ チェックサム) の LSB を抽出し、次に LSB の 2 の補数を計算します (たとえば、ビットを 反転して 1 を加算する)。

例えば、レコード03 0030 00 02337A 1Eの場合、デコードされたバイト値の合計は03+00+30+00+02+33+7A=E2であり、LSB値は であるE2。 の2の補数E2は1Eはレコードの末尾に表示されるチェックサム バイトです。

レコードの有効性は、チェックサムを計算し、計算されたチェックサムがレコードに表示されているチェックサムと等しいことを確認することで確認できます。チェックサムが異なる場合はエラーが示されます。レコードのチェックサム バイトは 2 の補数 (つまりデータ チェックサムの逆数) であるため、このプロセスは、レコードのチェックサムを含むすべてのデコードされたバイト値を合計し、合計の LSB が 0 であることを確認することに簡略化できます。前の例に適用すると、この方法は次の結果を生成します: 03+00+30+00+02+33+7A+1E = で100あり、LSB 値は です00。

Intel HEX レコードは通常、1 つ以上の ASCII 行終端文字で区切られ、各レコードがテキスト行に単独で表示されます。これにより、レコードが視覚的に区切られるため読みやすくなり、レコード間のパディングによってマシンの解析効率が向上します。ただし、行終端文字はオプションであり、' : ' はレコードの開始を検出するために使用されます。^{[15] [5] [24] [20] [21] [22] [23]}

HEX レコードを作成するプログラムは通常、オペレーティング システムの規則に準拠した行終了文字を使用します。たとえば、Linux プログラムでは行の終了に LF (改行、16 進値0A) 文字 1 つを使用しますが、Windows プログラムでは CR (キャリッジ リターン、16 進値0D) に続いて LF を使用します。

Intel HEXには6つの標準レコードタイプがあります。^[11]

バリアントには他のレコードタイプも使用されています。06（「点滅」メッセージ/伝送プロトコルコンテナ）ウェインとレイン著、^[34] 0A（ブロック開始）、0B（ブロック終了）、0C（パディングされたデータ）、0D（カスタムデータ）および0E（その他のデータ）BBC / Micro:bit Educational Foundation、^[35]および81(コードセグメント内のデータ)、82(データセグメント内のデータ)、83(スタックセグメント内のデータ)、84（追加セグメントのデータ）、85（絶対コードセグメントの段落アドレス）、86（絶対データセグメントの段落アドレス）、87（絶対スタックセグメントの段落アドレス）および88（絶対追加セグメントの段落アドレス）Digital Researchによる。^{[6] [20]}

1973年/1974年のオリジナルの4ビット/8ビットIntellec Hex紙テープフォーマットとIntellec Hexコンピュータパンチカードフォーマットは、 1つのレコードタイプのみをサポートしていました。00^{[36] [37] [25]}これは1975年頃に拡張され^{[いつ? ]、}レコード型もサポートされるようになりました。01^[15]シンボリック16進形式と呼ばれることもある、^[38]シンボリックデバッグ用のシンボルテーブルを含むオプションのヘッダーを含めることができる、^{[25] [28] [26]} [ ^9]コロンより前のレコード内の文字はすべて無視される。^{[15] [5]}

1978年頃^{[いつ? ]}、Intelは新しいレコードタイプを導入しました。02そして03(当時の新製品 8086/8088プロセッサ^のセグメント化されたアドレス空間のサポートを追加するため)拡張 Intellec Hex 形式。[^{いつ? ]}

特定のレコード タイプのサブセットを使用する HEX ファイルの形式を示すために、特別な名前が使用されることがあります。例:

• I8HEX（別名HEX-80）ファイルはレコードタイプのみを使用する00そして01
• I16HEX（別名HEX-86）ファイルはレコードタイプのみを使用する00を通して03^[10]
• I32HEX（別名HEX-386）ファイルはレコード型のみを使用する00、01、04、 そして05

この例では、4 つのデータ レコードとそれに続くファイル終了レコードを持つファイルを示します。

: 10 0100 00 214601360121470136007EFE09D21901 40 
: 10 0110 00 2146017E17C20001FF5F160021480119 28 
: 10 0120 00 194E792346239 65778239EDA3F01B2CA A7 
: 10 0130 00 3F0156702B5E712B722B732146013421 C7 
: 00 0000 01FF

  スタートコード   バイト数   住所   レコードタイプ   データ   チェックサム

インテル独自の拡張の他に、Digital Research（いわゆる「Digital Research hex format」^{[6] [20]}）、Zilog、Mostek、^{[29] [30]} TDL、^{[30] [31]} Texas Instruments、Microchip、^{[39] [40]} c't、Wayne and Layne、^[34] BBC / Micro:bit Educational Foundation（「Universal Hex Format」^[35] ）など、いくつかのサードパーティもインテル16進形式のバリエーションと拡張を定義しています。これらには、プログラムのエントリポイントとレジスタの内容、データフィールドのバイト順序の入れ替え、未使用領域のフィル値、ヒューズビット、その他の違いに関する 情報を含めることができます。

8086プロセッサ用のDigital Researchの16進フォーマットは、コード、データ、スタック、および追加セグメントを区別するためのレコードタイプを追加することでセグメント情報をサポートしています。^{[5] [6] [20]}

CP/M-80用のほとんどのアセンブラ（およびモトローラ6809用のXASM09 ）は、ファイルの終わりを示すためにレコードタイプ01hを使用せず、代わりに長さゼロのデータ型00hエントリを使用します。^{[41] [1]}これにより、複数の16進ファイルの連結が容易になります。^{[42] [43] [1]}

Texas Instruments は、アドレスがバイトではなくプロセッサのレジスタのビット幅に基づくバリアントを定義しています。

マイクロチップ社はPICマイクロコントローラ向けにINTHX8S ^[44] (INHX8L、^[1] INHX8H ^[1] )、INHX8M、^{[44] [1] [45]} INHX16 ^[44] (INHX16M ^[1] )、INHX32 ^{[46] という}バリエーションを定義している。

アルフレッド・アーノルドのクロスマクロアセンブラAS ^[1] 、ヴェルナー・ヘニング＝ロレフの8051エミュレータSIM51 ^[26]、マティアス・R・ポールのクロスコンバータBINTEL ^[47]も、Intel 16進形式の拡張を定義していることが知られています。

• バイナリからテキストへのエンコード、エンコードアルゴリズムの調査と比較
• テキストベースのプロトコル
• MOS テクノロジー ファイル形式
• モトローラ S レコード 16 進形式
• Tektronix 16 進形式
• テキサス・インスツルメンツ TI-TXT (TI テキスト)
• インテル マイクロ コンピュータ セット(MCS)
• オブジェクト ファイル(通常はバイナリですが、Intel 16 進形式の場合もあります)

• 「Motorola S および Intel HEX 形式のデータをどのように解釈すればよいですか? Intel Hex-32、コード 99」。ホーム > ハードウェア > … > インサーキット テスト システム > 自動テスト装置 [販売終了] > 詳細。Keysight Technologies。2020年 3 月 1 日にオリジナルからアーカイブ。2020年 3 月 1 日に取得。
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• binex - Windows 用の Intel HEX とバイナリ間のコンバーター。
• SRecord、Linux 用の Intel HEX とバイナリ間のコンバーター (使用方法)、C++ ソース コード。
• kk_ihex、Intel HEX の読み取りと書き込み用のオープンソース C ライブラリ
• libgis は、Intel HEX、Motorola S-Record、Atmel Generic ファイルを変換するオープン ソース C ライブラリです。
• bincopy は、Intel HEX ファイルを操作するための Python パッケージです。
• SwiftIntelHex - iOS および macOS 用の Intel HEX ファイルを解析するための Swift パッケージ。