Wio Terminalのなんやかんや

SeeedJP UG Online のLTで発表したWio Terminalの資料です。

Transcript

1. Wio Terminalのなんやかんや
   SUGOi 2020/09/22
   Kenta IDA (@ciniml)
   

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2. 自己紹介
   •井田 健太 (@ciniml)
   •仕事：組み込みソフト開発
   •使用言語：C++, SystemVerilog, Go, Python
   2020/9/22
   Wio Terminalのなんやかんや 2
   

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3. Wio Terminal
   2020/9/22
   Wio Terminalのなんやかんや
   •最近流行の筐体入りマイコン･モジュール
   • Wi-Fi 2.4GHz + 5GHz
   • Bluetooth5
   • 液晶 (320x240)
   • ボタン
   • スピーカー
   • etc…
   •いろいろ付いてて楽しい
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4. なんやかんや
   2020/9/22
   Wio Terminalのなんやかんや
   •ハードウェア構成
   •拡張基板をつくってみた
   •デバッガのつなぎ方
   •QSPIフラッシュの使い方
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5. ハードウェア構成
   2020/9/22
   Wio Terminalのなんやかんや 5
   

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6. ハードウェア構成
   2020/9/22
   Wio Terminalのなんやかんや
   •MCUが２つある
   • ATSAMD51P19A
   • RTL8720DN
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7. ハードウェア構成
   2020/9/22
   Wio Terminalのなんやかんや
   •ATSAMD51P19A
   • Microchip製
   • Cortex-M4F 120[MHz]
   • 512[kiB] Flash
   • 192[kiB] RAM
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8. ハードウェア構成
   2020/9/22
   Wio Terminalのなんやかんや
   •RTL8720DN
   • Realtek製
   • Cortex-M0 20[MHz]
   • Cortex-M4F 200[MHz]
   • 64+512[kiB] RAM
   • Wi-Fi + Bluetooth
   •ATSAMD51より強い
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9. ハードウェア構成
   2020/9/22
   Wio Terminalのなんやかんや
   •周辺回路
   • ほとんどATSAMD51側
   に接続されている
   • LCD
   • ボタン
   • ブザー, マイク, LED
   • 加速度センサー
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10. メインMCU
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •開発者が使うのは
    (主に)ATSAMD51
    • Arduinoで触れるのはこっち
    • RTL8720DNも
    触れなくはない
    • SDKは公開されている
    • UART経由で書き込みも可
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11. 無線通信
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •Wi-FiとBluetoothはRTL8720DN側
    •ATSAMD51とはSPI+GPIOで接続
    • ATSAMD51がSPIマスター
    • RTL8720DNのリセット(CHIP_EN)
    • RTL8720DNからの割り込み(IRQ0)
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12. 無線通信
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •RTL8720DN側に
    ネットワーク・スタック
    • TCP/IP, TLS
    • Bluetooth Stack
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13. 無線通信
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •ATSAMD側はRTL8720DNに
    ATコマンドを送って制御
    •制御用にESP32用のライブラリを
    いろいろ魔改造してぶち込んである
    • 結構カオス
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14. 拡張基板をつくってみた
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや 14
    

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15. Wio Terminalの拡張コネクタ
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •本体裏に40pinコネクタがある
    • 配列はRaspberry Pi 互換
    • ただしRPiに直結は不可
    • 筐体が干渉する
    • 3.3Vがデフォルトで出力方向
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16. Wio Terminalの拡張コネクタ
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •拡張基板のサイズ
    • Wio Terminalの基板外形から作成
    • 外形
    • 穴位置
    • ピンヘッダ位置
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17. Wio Terminalの拡張コネクタ
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •単3・4電池拡張基板
    • つくってみた。
    • Fusion PCBで5枚
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18. Wio Terminalの拡張コネクタ
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •単3・4電池拡張基板
    • つないでみた。
    • けっこうでかい…
    •測定アプリ(無線なし)で7時間くらい
    • 単3(eneloop)x2
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19. 感想
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •ピン数が多いので柔軟な設計が可能
    • RPi互換ヘッダ
    • (M5Stackはピンが少なくて難しい)
    •高いピンヘッダが欲しい
    • 日本では入手性に難あり
    • Battery Chassisの部品ほしい…
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20. デバッガのつなぎ方
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや 20
    

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21. Wio Terminalのデバッグ事情
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •ATSAMD51のSWDが接続可能
    • 出荷時書き込み用パッド
    • デバッグ用コネクタ (v1.2以降)
    •RTL8720DNのSWDは未接続
    • 頑張って引き出せなくもないが
    結構難しい
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22. Wio Terminalのデバッグ事情
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •デバッグ用コネクタ
    • 7月頃入荷分くらいから
    • 0.5[mm]x10ピン FFCコネクタ
    • FFC+FFC変換基板でデバッガに接続
    • どちらもAmazonやaitendoで買える
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23. Wio Terminalのデバッグ事情
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •SWDを使用可能なデバッガで接続
    • OpenOCD
    • J-Link
    •普通に
    デバッグ可能
    • 便利！
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24. QSPIフラッシュの使い方
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや 24
    

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25. QSPIフラッシュ
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •4[MiB]のフラッシュ
    •ATSAMD51に接続
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26. アクセス方法
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •ATSAMD51のブートローダー
    • QSPIフラッシュの読み書き機能無し
    •Arduino内蔵ライブラリ
    • QSPIフラッシュの読み書き機能なし
    →実装するしかない
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27. QSPIフラッシュに置けるもの
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •データ
    •プログラム
    • ATSAMD51は
    QSPIフラッシュ上のプログラムを直接実行できる
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28. ExtFlashLoader
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •つくってみた
    •Wio Terminal用のQSPIフラッシュ・ドライバ
    • ArduinoのプログラムからQSPIの読み書き
    •https://github.com/ciniml/ExtFlashLoader
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29. ExtFlashLoader
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •サンプル
    • DownloadFromSerial
    • USBシリアル経由でPCからQSPIフラッシュにデータを書き込む
    • LaunchExtFlash
    • QSPIフラッシュ上のプログラムを実行する
    • WriteSampleMenu
    • サンプルのメニューアプリをQSPIフラッシュに書き込む
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30. メニューアプリ
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •QSPIフラッシュ上で動作
    •TFカード上のバイナリを
    ATSAMD51内蔵フラッシュに書き込み
    • メニューアプリはQSPI上なので
    内蔵フラッシュを書き換えられる
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    内蔵フラッシュ QSPIフラッシュ
    アプリA
    メニュー
    アプリ
    TFカード
    アプリB
    アプリC
    アプリD
    

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31. メニューアプリ
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや 31
    •メニューから
    アプリを選択
    • アプリ書き込み
    • アプリ起動
    •メニューを起動
    • ボタンを押しながら
    リセット
    

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32. メニューアプリ
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや 32
    •M5Stackにもこういうのありますね
    •とりあえずWio Terminalでも
    技術的に可能ということは示せた
    

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33. その他
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや 33
    

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34. 他作ったもの
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや 34
    •タイマー割り込みライブラリ
    • https://github.com/ciniml/SAMD51_Timer
    •バックライト制御ライブラリ
    • https://github.com/ciniml/WioTerminal_BackLight
    •GROVEポートからUART出すコードサンプル
    • https://gist.github.com/ciniml/bd2bb4dea22a55c067ca6790ad0c
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35. 宣伝
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや
    •技術書典9でWioTerminal本出してます
    • 今回唯一のWioTerminal本らしい
    • BOOTHでも頒布中
    •内容は今日話したことの詳細
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36. おしまい
    2020/9/22
    Wio Terminalのなんやかんや 36
    

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