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Twitter をしよう！
Twitter をしよう！ - サマーインターンの前にツヨツヨになっちゃおうの会
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Twitter をしよう！

ぺんた @plageoj

$ whoami

ぺんた

@plageoj 　Twitter / GitHub / Facebook / Qiita

広島大学工学部 3 年です。 専門は電子系。 趣味は情報系。

一部界隈では8bit マシンで Twitter をやる人として 知られています。

TL;DR

8bit マシンで Twitter の検索・投稿ができるようになるまでの 努力と涙と徹夜の記録です。

  • OSI 参照モデル５～７層
  • ちょっとした電子工作
  • 基本的なコンピュータ構成の知識

Twitter で就活垢を作って云々という話はしません。

ことはじめ

bg right:60% h:100%

かっこええやん、、、

出典 Tweet

ターゲットマシン

h:360

（たぶん）世界最後の 8bit パソコン、PC-G850VS を使います。

スペック
CPU Z80 相当 CMOS 互換品 @ 8MHz
メモリ RAM 32KB （約 30KB が使用可能）
ストレージ RAM と共通。増設不可
画面 144x48 ドット / 24x6 文字 モノクロ液晶
対応言語 BASIC、C、CASL、Z80 アセンブリ

高クロックとグラフィック性能が光ります。電池4本で70時間駆動！

実装の方針

さすがにポケコン単体で TCP/IP を実装するのはつらいので、 外部に通信用のコンピュータを接続して、そこで API との通信を おこない、結果をポケコンに転送＆表示することにします。

w:930

通信用コンピュータ

ESP32 を使います。 AliEx で 700 円位で売ってる古いリビジョンで十分です。

Rapberry Pi なんかの Linux ボードが使えれば楽ですが、サイズと通信規格の問題で採用できませんでした。

bg right:43% 97%

ポケコン - ESP32 間通信

ポケコン内蔵の Z80 SIO が使えます。

一般的な UART と論理が反対ですが、ESP で ソフトウェア的に対応ができます。

ソフトウェアで対処できないときは、NOT ゲート を 2 個使って、回路で対応しましょう。

最低 3 本線をつなげば、動作できます。 良い子の皆さんは保護回路を入れてください…

bg right:26% 70%

ポケコン側プログラム

BASIC で書くのですが、エラーハンドリングの方法がないので、 完全にエラーが発生しないように書かなくてはいけません。

  1. バッファをオーバーフローさせない
  2. バッファが空のときは読み出さない
  3. 通信エラーは起こさない（！）

上記を常に意識していないと、プログラム全体の実行が止まります。

漢字を出す

漢字は出ません。

8x8 ドットの漢字フォントを ESP32 のフラッシュメモリに載せて、ビットマップとして転送＆描画することにしましょう。

高価なフォントデータは旧来 ROM として別売品で売られることが 多かったので、もはや ROM でなくなった現在も 漢字 ROM と よびます。大して役に立たない知識ではあります……

ひらがなを出す

実はひらがなも出ません。

高校生のころ手打ちしたひらがなフォントデータ があるので、これを流用しましょう。

漢字同様、ビットマップとして描画することになりますが、フォントデータは 600B ほどなのでポケコンに内蔵できます。

bg right:20% 150%

漢字を入力する

漢字が出ないなら、当然入力もできません。

IME を自力開発する余裕はないので、巨人の肩に乗りましょう。

Google 日本語入力の APIがあるので、ここを叩いてあげれば よさそうです。

しかしポケコンで入力するのは SJIS の半角ｶﾀｶﾅ。 API に投げるには UTF-8 の全角ひらがなでなくてはいけません。

自作

～ないものは作る～

bg opacity:.2

UTF-8 についてざっくりと

ASCII 由来の半角英数字と一部記号（0x00 ～ 0x7F）については、 UTF-8 と SJIS はコンパチです。

が、それ以降はマルチバイトで文字を表します。

具体的には、日本語なら 1 文字あたり 3 バイト。 絵文字だと 4 バイトになります。

気になった人はコード表を見てみよう！

SJIS についてざっくりと

ASCII との互換、半角ｶﾀｶﾅの JIS（旧規格）との互換を保ちつつ、

使われていなかった領域（0x80 ～ 0x9F、0xE0 ～ 0xFF）を 使って、半角文字は 1 バイト、全角文字は 2 バイトで表す方式です。

ポケコンの文字コードは、「漢字の出せない JIS」といったところ。 漢字領域を使うと文字化けしますが、その他については SJIS と 互換します。

くらべると

ポケコン SJIS UTF-8
半角英数 ASCII 準拠 ASCII 準拠 ASCII 準拠
半角ｶﾅ SJIS 互換 1 バイト 3 バイト
半角かな 半角ｶﾅ使用 - -
全角 - 2 バイト 3 バイト

iconv は偉大！

結局、UTF-8 全角 →SJIS 全角は OSS のものを流用。 そのほかは変換テーブルを自作しました。

PHP だと 1 行で書けるのに（ブツブツ……）

出力するには……

例： 「漢字カナ混じりの文字列を転送」

モード G T G H G H G T
データ 漢字 ｶﾅ 混 ｼﾞﾘﾉ 文字列 ｦ 転送 END
  • G ……16 進数文字列を送信。ビットマップとして描画。
  • T ……テキストを送信。そのまま出力。コマンドもこのモード。
  • H ……テキストを送信。ひらがなで出力。

ポケコン側は……

モード G T G H G H G T
データ 漢字 ｶﾅ 混 ｼﾞﾘﾉ 文字列 ｦ 転送 END

この入力を受け取り、モードを切り替えながら、 画面の左上から順に、出力位置が破綻しないように描画します。

失敗すると漢字がぶつ切りになったり、漢字の表示途中で改行したり 半角文字を漢字で上書きしてしまったりします。

すでにお腹いっぱいかもしれませんが

これから Twitter と通信します

PlatformIO はいいぞ

ESP32 のプログラムには Arduino C++を使いますが、さすがに 規模が大きすぎて、Arduino IDE で開発するとつらいです。

そこでおすすめなのがPlatformIO！

純粋な C++で開発ができ、VSCode で拡張機能を使うとゴリゴリに IntelliSense がききます。 組み込みマイコン開発の強い味方です。

参考：マイコン開発するなら PlatformIO がめちゃくちゃいいぞ

bg h:90% opacity:.3

OAuth を通す

Twitter に書き込むようなリクエストを発行するときは、OAuth 認証が必要です。普段はSDKを使うと気にしなくてよいところも、 もちろん自力実装です。

面倒なのが、シグネチャの作成のために SHA1 が必要なこと。 組み込み用の mbedtls が動いてくれたので、これを使います。

参考：Twitter API から Arduino – ESP32 を使ってトレンドツイートを取得してみた

使用ライブラリとメモリのお話

ESP32 は、実に 320KB もの広大な RAM を持っていますが、 通信系の処理がかなり大変らしく、結構ギリギリになります。

その結果、既製品の HTTP ライブラリや JSON ライブラリを使うと メモリが足りなくて動作しなくなってしまいました。

仕方ないので、最小限必要となる機能だけを実現する、省メモリな ライブラリを自作します。

HTTPS を喋る

ESP32 の WiFiClientSecure で、SSL 接続ができます。 その後の HTTP は自力で喋ります。

自力で HTTP を喋るの、そこそこ楽しいです。

レスポンスをパースする

Twitter API からのレスポンスは JSON で返ってきます。

が、JSON はファイルの末尾まで読まないと構造が確定できず、 パースする前に全部メモリ上に読み込まないといけません。

そんなことをするメモリはないので、送られてきた JSON を逐次 解析しながら、不要な部分は捨ててしまうようにします。

パースしたレスポンスを転送する

前半でお話しした漢字転送プロトコルでレスポンスを転送すると……

h:280

実際の描画速度が見たい方は 動画 をどうぞ。

所見

  • Twitter ができるようになるまで 2 年かかった

  • Twitter ができるってすごい

  • 漢字が出ることのありがたみ

  • 一生 Unicode についていきます

  • コンピュータの歴史を切り開いた先人に感謝

  • Twitterをやると情報通信技術のアレコレに触れられる

今後

姉妹品にご期待 ください （出るのか？）

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おまけ

今回、ESP32 から Twitter に直接アクセスしました。 ご想像のとおり、SDKを使わないのは茨の道でしかないです。

ただ ESP32 から Tweet したいだけなら、 SDK で踏み台を作って、HTTP か何かで叩くのがよいでしょう。

勉強のために作るとものすごくためになると思いますが、 間違っても本番環境・実プロダクトで真似しないでくださいね！

君もポケ○ン、ゲットだぜ！

詳しくは……

Qiita: ポケットコンピュータPC-G850VSからTweetする Note: ポケコン哀歌、きみと一緒に歩いた一年。 ……ポエム

GitHub: plageoj/twitter-for-pc-g850 …ESP32側 Gist: plageoj/N.F & plageoj/TW.BAS …ポケコン側