![特集の担当箇所
•第3部
• 第2章 ESP32の主な開発環境
• Appendix2 純正ESP-IDFを導入する方法
• Appendix4 ESP32用Arduino開発環境を試す
•第4部
• 第1章 [実験1]ESP32のWi-Fiをマスタする
• ESP32同士でWi-Fi経由で双方向通信する実験
2018/08/28ESP32 開発環境まとめ](https://image.slidesharecdn.com/esp32dev-180828201718/75/esp32-3-2048.jpg?cb=1666226540)
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- 1. ESP32 開発環境まとめ インターフェース オフ会 @ CQ出版 2018/08/28 Kenta IDA (@ciniml)
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- 5. 開発環境比較 項目 ESP-IDF Arduino MicroPython 簡単さ × 設定が複雑 〇 〇 パフォーマンス 〇 △ マルチタスク微妙* × バイトコード遅い Wi-Fi 〇 〇 〇 Bluetooth 〇 〇 × サポートなし ULP 〇 △ 要IDF直呼び 〇 *タスク周りの操作にIDF直呼びが必要 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 7. ESP-IDF (ESP-IoT Development Framework) • Espressif公式開発環境 • 言語：C/C++ • GCC toolchain + ESP32用ドライバ + 各種ライブラリ • crosstool-NG (クロスコンパイル用ツールチェイン・ジェネレータ)を使 用 • ESP32用ドライバは一部はバイナリで提供される (無線に関する部分など) • 各種ライブラリにはオープンソースのライブラリが含まれる • 例：lwip (TCP/IPスタック), mbedtls(TLSライブラリ) 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 9. ソースコード Makefile sdkconfig アプリケーション ・プロジェクト xtensa- esp32 ツールチェイン make pytho n 外部ツールgit コンポーネント (FreeRTOS, ドライバ, Bluedroid等) ESP-IDF 入力・呼び出し 生成 ネイティブ・コード アプリケーション Bluedroid (Bluetoothスタッ ク) ライブラリ lwIP (TCP/IPスタック) mbedtl s (TLS) その他 コンポーネント FreeRTOS OS・ドライバ ESP32 ハードウェア・ドライバ ESP32 ESP32モジュール (ESP-WROOM-32等) Flash ROM 書き込み ESP- IDF 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 10. ESP-IDFの特徴 •RTOS(FreeRTOS)標準搭載 • デュアルコアを有効活用するにはほぼ必須 • コアごとのタスク割り当て、排他制御、通信など •そこそこ現代的なC/C++コンパイラ(GCC 5.2.0) • 標準でC11 + GNU拡張、C++11+GNU拡張が有効 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 11. ESP-IDFの特徴 •コンポーネント・機能ごとに設定可能 • FreeRTOS、ESP32自体の設定 • タスクのスタックサイズ、ROMへのアクセス方法など • 不要なものは除外してリソースを節約 • Wi-Fi, Bluetoothの有効・無効 • ライブラリの有効・無効 •各開発環境中、最も細かい調整が可能 • ただし、調整はそれなりに知識が必要 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 12. ESP-IDFの最近の更新 • 現時点のバージョン • Toolchain: crosstool-NG 1.22.0-80 (GCC 5.2.0) • ESP-IDF: v3.0.3 (release), v3.1-rc1 • v3.0→v3.1の変更点 • Automatic Light Sleep • おそらく実行状態のタスクが無いときに自動的にLight Sleepする機能 • ESP-MESH • Espressif独自のWi-Fiを使ったメッシュ・ネットワーク機能 • 詳細は公式GitHubリポジトリのReleaseを参照 • https://github.com/espressif/esp-idf/releases 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 13. ESP-IDF更新時の注意点 •メジャーバージョン変更時に結構APIが変わる • e.g. Bluetooth Low EnergyのGATTまわりのAPI •メジャーバージョンを上げるときは注意 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 15. Arduino (Arduino core for ESP32) •Arduino core for ESP32 • https://github.com/espressif/arduino-esp32 • ESP32をArduinoとして使えるようにするもの • ESP-IDFを使って作られている 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 16. Arduino core for ESP32のインストール •インストール • ボードマネージャでのインストール不可 • 手動でGitHubからダウンロード • いくつかのコマンド実行 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 17. Arduino core for ESP32のインストール •ボードマネージャでインストール • 7月末くらいにサポート • 追加のボードマネージャURL • ESP8266と同様 • 全プラットフォームで推奨の方法 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 18. Arduino core for ESP32の特徴 •Arduino用のライブラリが利用可能 • ESP32向けのライブラリ • Wi-Fi通信、HTTP(S)、mDNS、MQTT • Bluetooth、Bluetooth Low Energy • Arduino汎用のライブラリ • I2Cを使ったセンサ用ライブラリ • 全てのライブラリが動くわけではないので確認は必要 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 19. Arduino core for ESP32の特徴 •ベースのESP-IDFはかなり新しい • リリース版固定ではなくmasterブランチ • →ほぼ最新の機能が利用可能 • e.g. Bluetooth SPPプロファイルのサポート (ESP-IDF v3.1の機 能) •C++11を使うことも可能 • ただし、他のArduinoボードとの互換性はなくなる 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 21. MicroPython • 組み込み向けのPython実装 • CPython 3.4 + 3.5の一部の言語機能 • 3.5の機能：type hintsなど • もともとはSTM32向け • 公式のPyBoardはSTM32F405 (Arm Cortex-M4F) • 複数のマイコンに移植されている • Nordic nRF51822 (Arm Cortex-M0) → micro:bit • ESP8266 • ESP32 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 22. 他の環境との比較 •C/C++に比べて記述量が少ない •メモリ管理はGC任せにできる •メモリ確保処理削減 • 大体の通信処理にXXXinto形式のメソッドがある • 確保済みのbuffer-likeに結果を格納する形式 • UART.readinto、I2C.readmem_intoなど 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 23. MicroPythonの便利なところ •REPL環境 (Read Evaluation Print Loop) • 対話型の実行環境 • CPythonをPCで使ったときと同様 • ターミナル・ソフトウェア経由で入力した コマンドを実行可能 • 変数の内容表示などもできるので 動作確認やデバッグに便利 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 25. MicroPythonのESP32ポートのパフォーマン ス •アセンブラ周りは使えない • インライン・アセンブラ • ネイティブコード・エミッタ • バイトコードではなく機械語を出力して実行する機能 • ESP8266用実装はあるがESP32はない • たぶんESP32用のXtensa LX6の命令セットの情報が無いため 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 26. MicroPython使用時の注意点 •CPythonのライブラリは使えない • MicroPython向けのライブラリがある • pipにmicropython-XXXの名前で登録されている •Bluetoothは未サポート • ESP-IDF 2.x用の実装はあり • ESP-IDF 3.xでBluetooth APIの仕様が変わったため動作 しない • →Bluetoothを使うなら他の開発環境を使用する 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ
- 27. まとめ •各開発環境に利点・欠点あり •チップの機能を限界まで使う→ESP-IDF • 低消費電力化 • デュアルコアをフルに活用 •手早くプロトタイプ作成→Arduino/MicroPython • Bluetoothが必要ならArduino 2018/08/28ESP32 開発環境まとめ