Nature Remo SDKアップデートの軌跡

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Nature Remo SDKアップデートの軌跡  2022年9月28日 IoTぶっちゃけNight Vol. 1 Nature 中林智之 

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- 中林智之 @tnakabayashi - Nature Firmware Engineer ちょっと咳は出ちゃうかも ><   自己紹介 

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PRODUCT 製品について 

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Nature Remo / Nature Remo mini

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How It Works スマートデバイス Nature Remo 家電赤外線インターネット例: Alexa、書斎照明消して

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How It Works スマートデバイス Nature Remo 家電赤外線インターネット！？ ※登壇者の居室が真っ暗になるデモ中です  

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Firmwareエンジニア視点のRemo3

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BLE Central BLE Peripheral HTTP Server (mDNS) HTTP / WebSocket Client 赤外線センサ温度、湿度人感、輝度 Nature Remo3の機能 BLE連携 setup Local API server

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Nature Remo3の中身 ※分解は自己責任でお願いします！ぱかっと開けると… ESP32 - Espressif - xtensa デュアルコア@240MHz - SRAM: 520KiB - Bluetooth & Wireless LAN

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Nature RemoのSDK - ESP-IDF (Espressif IoT Development Framework) - 大部分がOSS - GitHubでissueやパッチの受け入れも - 無線通信部分などはバイナリ配布

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ぶっちゃけESP32 (ESP-IDF) ってどうなの？ - (カタログスペック比で) 破格の安さ - ソフトウェア開発環境は使いやすい - ログシステム / デバッグ環境 / テスト環境 - ビルド用のDocker image完備 - menuconfig / kconfig - ソフトウェアに力入れているのは感じる - SDKの変更量 - LLVMのxtensa対応 - Rust - ただし… - 続きは発表の最後で！ - チャンネルはそのまま！ Ferrous Systemsがやっている Rustチュートリアル用ボードとかも製造

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Firmware Updateについての考え方

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なぜFirmware Updateをするのか？ > ソフトウェアには…簡単に変更できることが求められる。 > 簡単に変更したくないなら、ハードウェアと呼ぶべきだ。 > (中略) > ソフトウェアが簡単に変更できないなら、 > ソフトウェアの存在意義を妨害している。 Nature Remoをハードウェアと呼ばせないため

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- ESP-IDF v3.3.4を2年ほど使用 - メンテナンス期限切れ - security issueとか発生したら…？ - 機能追加 / バグフィックス / 開発環境改善 - WPA3対応 - gcc 5.4 -> 8.4 なぜSDKをアップデートするのか？

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SDK Updateの軌跡

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中林のテンション 2022/1 SDK Updateの軌跡 2022/4 2022/2 2022/3 2022/5 2022/8 2022/6 2022/7

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楽しい冒険の始まり - 直前にリリースされた ESP-IDF v4.3.2を移行対象に決定 - 機能開発は凍結 (ぼっちファームなので問題なし！ - 短期決戦を目指して最優先でやる (3ヶ月でケリをつける！残された希望に満ちたメモ … 100日後に折れるフラグ

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中林のテンション 2022/1 SDK Updateの軌跡 2022/4 2022/2 2022/3 2022/5 2022/8 2022/6 2022/7

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- v3.3.4で困っていたバグがいくつか直ってそう - WPA3対応してる！ - メモリアロケータが変わった…だと…？(v4.3から - TLSF (Two-Level Segregate Fit) アロケータに - 教科書通りのフリーリストアロケータから O(1) アロケータに - これは重要な変更だ！じっくり調査するしかあるまい？ - アロケータの論文 / コード読んだり楽しい時間を過ごす夢の広がるリリースノート

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ヒープ残量が･･･ - v4.3.2に上げるとヒープ残量ががっつり減った… - 60KB -> 50KB - 何もしてないのにヒープ残量が減った！ - SDKのコンフィギュレーションが何か変わったか？と調査を開始 - TLSFアロケータのテーブルが10KB使っている

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しかも実際のヒープ残量は･･･ - なんかヒープ残量計算がバグってない･･･？ - 確保したバッファの管理領域分が計算されていない - 最新バージョンでは直ってます - https://github.com/espressif/esp-idf/issues/8270

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ま、いっか減った分はコード見直せばなんとか…、ということで立ち直る詳しくは ESP-IDF v4.3でESP32のヒープ残量が10KB減る問題の調査を参照

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Releaseできちゃうのでは･･･？ - 社内リリースして2週間、順調に動いている - サーバー側で段階リリースの仕組みを作ってもらった - 大量の文鎮化を一番恐れている - 本番前に何度かお試し - 全ては順調に見えた･･･

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v4.3.2の評価結果は･･･？ - ダメでした！ - 2週間くらい動かすと WiFi 止まる現象がちらほら… - ここから長く苦しいバグ調査の日々が始まる - 真相はバイナリの中 - なので、現象をファームのアプリ層でキャッチする条件調査 - 死活監視入れたり

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嬉しい悲報の時間です - 4月からファームウェアエンジニアが入社！めでたい！ - ファームウェア開発、しちゃうよね…？ - v4.3.2にしてしまったから、v3.3.4で開発できるように戻さにゃ - リポジトリをmonorepo化して開発しやすいように - 各種CIやリリースワークフロー再整備 remo3 remo-e products-common network-manager sensor echonet-lite app remo3 remo-e components sensor products-common echonet-lite network-manager

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新たなる希望v4.4.1 > Fixed failing to transmit data or getting stuck in WiFi sleep if running WiFi and BT with modem-sleep together これは…まさか…？

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またヒープ減ってるやんけ･･･ - 4KBくらい ESP-IDF v4.4でまたもやヒープ残量が4KBも減った問題の調査

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こいつ、止まらないぞ･･･！ - 1ヶ月の安定稼働を確認してからリリース準備 - メトリクスを仕込んだり - Remo <-> server 間の通信は s3 に保存されており、Athenaでクエリできる

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中林のテンション 2022/1 SDK Updateの軌跡 2022/4 2022/2 2022/3 2022/5 2022/8 2022/6 2022/7

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ナーバス期 - アップデート対象は数十万台…！ - CSチームと連携しながら (直接話しながら - prime dayと重なっていたのでちょっとリリース時期調節したり - 自分で毎朝サポートチケット見たり

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中林のテンション 2022/1 SDK Updateの軌跡 2022/4 2022/2 2022/3 2022/5 2022/8 2022/6 2022/7 祝！100%リリース！！！

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ぶっちゃけESP32 (ESP-IDF) ってどうなの？ - 破格の安さ - なぜか割と入手できる - 開発環境は使いやすい - ログシステム / デバッグ環境 / テスト環境 - ビルド用のDocker image完備 - menuconfig / kconfig - ソフトウェアに力入れているのは感じる - SDKの変更量 - LLVMのxtensa対応 - Rust - ただし…安定性は慎重な評価が必要 - 場合によっては死活監視も･･･ Ferrous Systemsがやっている Rustチュートリアル用ボードとかも製造

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まとめ - Nature RemoのESP-IDFをv3.3.4からv4.4.1にアップデートできた！ - ESP32 & ESP-IDFは… - 使いやすいが安定性は慎重に評価が必要 - バイナリ配布の通信部分はどうしようもない… - 見ての通りOSの自作は人生の役に立つんだ！

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ご清聴ありがとうございました