仕様書なしの産業用機器を復元
ルネサスRL78マイコン
逆アセンブル実践ガイド

背景：仕様書もソースコードもない状態からの再開発

製造業のお客様から「15年前に開発した産業用計測機器の制御基板を再生産したいが、仕様書もソースコードも紛失してしまった。残っているのは実機と、コンパイル済みのelfファイルのみ」というご相談をいただきました。

対象のマイコンはルネサス RL78/G13。当時のメーカー担当者は既に退職しており、開発環境も失われている状態でした。部品の生産終了も迫っており、最新のマイコン（STM32F4シリーズ）への移植も同時に求められました。

払拭すべき3つの課題

このプロジェクトを進めるにあたり、以下の課題を整理しました。

1. アルゴリズムの特定とデータテーブルの存在

計測機器の核心である「制御ロジック」が、プログラム上の計算によるものか、あるいはROM/EEPROMに格納された独自のデータテーブルによるものかを特定する必要がありました。

elfファイル内にデータテーブルが不完全な場合、実機からのメモリダンプが必要になります。

2. ハードウェア依存のタイミング調整

15年前のマイコン特有の処理待ち（ディレイループ）が、現在の高速なマイコンでは再現できないリスクがあります。

計測機器としての「正確なパルス幅・サンプリング周期」を担保するため、実機の出力波形をオシロスコープで実測し、復元コードとのベンチマークを行う工程が不可欠でした。

3. 周辺回路仕様の把握

GPIOポートの先にあるアナログ回路（増幅器・フィルター等）の特性はバイナリからは読み取れません。

基板上の回路構成を実機から解析し、レジスタ設定値との整合性を確認する作業が必要でした。

逆アセンブルの実践手順

以下の手順でelfファイルからC言語への復元を進めました。

ステップ1：elfファイルの解析

# RL78用objdumpでディスアセンブル
rl78-elf-objdump -d firmware.elf > disasm.txt

# シンボルテーブルを抽出
rl78-elf-nm firmware.elf > symbols.txt

# セクション情報を確認
rl78-elf-readelf -S firmware.elf

RL78のアーキテクチャ固有のレジスタ名（P0, ADM, TDRなど）を手がかりに、ペリフェラル設定箇所を特定しました。

ステップ2：フローチャートの作成

ディスアセンブル結果から、以下の構造を読み取りました：

• 初期化ルーチン：クロック設定、GPIO設定、ADC設定
• メインループ：センサーデータ取得 → 演算処理 → 出力制御
• タイマー割り込みハンドラ：10ms周期でのサンプリング制御
• UART通信ハンドラ：外部PCとのデータ送受信

; P0レジスタ（ポート0）のビット3をセット
SET1 P0.3

; ADMレジスタ（AD変換モード）に0x80を書き込み
MOV ADM, #80h

ステップ3：C言語への復元

解析結果をもとに、以下のようなC言語コードを復元しました。

// RL78/G13 ADC初期化（復元コード）
void ADC_Init(void) {
    ADCEN = 1;           // ADコンバータ有効化
    ADM0  = 0x00;        // ソフトウェアトリガモード
    ADM1  = 0x20;        // 10ビット分解能
    ADM2  = 0x00;        // Vref = VDD
    ADCE  = 1;           // 比較器有効化
}

// タイマー割り込みハンドラ（10ms周期）
__attribute__((interrupt))
void INTTM00(void) {
    static uint16_t adc_value;

    // ADC開始
    ADCS = 1;
    while(!ADCS);        // 変換完了待ち
    adc_value = ADCR;    // 結果読み取り

    // データ処理（省略）
    process_sensor_data(adc_value);
}

ステップ4：実機波形との突合

復元したコードをRL78評価ボードで動作させ、以下の検証を行いました：

• オシロスコープで実機とのGPIO出力波形を比較
• ADC値のサンプリングタイミングを実測
• UART通信のボーレートとデータフォーマットを確認

この工程で、タイマー設定値の微調整や、ディレイループの補正を実施しました。

STM32への移植

復元したC言語コードを、最新のSTM32F4マイコンに移植しました。

移植のポイント

クロック周波数が5倍になったため、ディレイループを以下のように調整しました。

// RL78版（32MHz想定）
void delay_us(uint16_t us) {
    for(uint16_t i = 0; i < us * 8; i++) {
        __nop();
    }
}

// STM32版（168MHz想定）
void delay_us(uint16_t us) {
    // HALのマイクロ秒ディレイを使用
    HAL_Delay_us(us);
}

成果：完全な動作再現に成功

プロジェクトは以下の成果を得ました：

• elfファイルから完全なC言語復元：約2,000行のコードを復元
• 実機との波形一致率99%以上：オシロスコープでの検証
• STM32への移植完了：開発期間3ヶ月（通常の新規開発の半分）
• 暫定仕様書の作成：今後のメンテナンス用ドキュメント整備

まとめ：レガシーシステムの逆アセンブルで押さえるべきポイント

本プロジェクトを通じて得られた知見をまとめます。

技術的なポイント

• ハードウェアマニュアルの徹底活用：レジスタ操作の意味を正確に把握
• 実機検証の重要性：波形測定によるタイミング検証は必須
• 段階的な復元：初期化→メインループ→割り込みの順で解析
• ツールの選定：objdump, IDA Pro, Ghidraなど複数ツールを併用

プロジェクト管理のポイント

• 初期調査フェーズの確保：実現可能性を見極める期間が重要
• 実機の確保：動作する実機があれば成功率が飛躍的に向上
• 段階的なマイルストーン設定：解析→復元→検証→移植の各フェーズで区切る

テクノスフィアの逆アセンブル・レガシーシステム再構築サービス

弊社では、仕様書やソースコードがない古い組込み機器の再開発に対応しています。

• 対応マイコン：Z80, 8051, AVR, ARM, ルネサス, TI, 日立系MCU
• 対応ファイル形式：elf, hex, bin, s19など
• 実績アーキテクチャ：8ビット〜32ビット幅広く対応

「古い機器を現代に蘇らせたい」「部品廃止で困っている」といったご相談は、お問い合わせフォームからお気軽にご連絡ください。