WCH CH32V307VをZephyrで試す

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1. WCH CH32V307V をZephyrで試す RISC-V/STM32互換ペリフェラル再び 常田 裕士 github.com/soburi
2. 自己紹介 ▪ 常田 裕士 ▪ 某F社勤務 昔はガラケー、今はカーナビ関連(主にLinuxを動くようにするお仕事) ▪ KiCadで雑に基板を作るチュートリアル (v6.0予習版) https://speakerdeck.com/tokitahiroshi/kicaddeza-niji-ban-wozuo- rutiyutoriaru-ver6-dot-x-yu-xi-ban ▪ インターフェース誌 2022年6月号 第2特集 C/C++でPython拡張 第1部 ハードウェア効率化…C/C++で拡張モジュール作り https://interface.cqpub.co.jp/magazine/202106/ ▪ 技術書典とかコミケとか。来年はNT金沢出しに行きたい。
3. WCH CH32Vとは ▪ 秋月で売ってる安いUSB-SerialのCH340と同じWCHさんのRISC-Vマイコン ▪ AliExpressで買える。評価ボードはなぜか2個単位での販売。 ▪ WCHの独自RISC-Vコアに STM32互換のペリフェラルを くっつけた構成 ▪ どこかで見たことあるような…
4. ペリフェラル ▪ よく見た名前が並んでいる感じ。 ▪ あとはだいたい想像の通り。
5. Longan Nano ▪ 小さなカラーLCDが付いて800円。秋葉原でも入手可能。 ▪ RISC-Vコア搭載のSoC, GigaDevice GD32Vを使用 ▪ もともとGigaDeviceにGD32というARMのマイコンのラインがあった。 GD32は某S社のマイコンとピンコンパチ ▪ このGD32のARMのプロセッサ部をRISC-Vに差し替えたのが GD32V。RISC-VのコアはNuclei社(武漢)のIPを使用。 画像はhttps://www.switch- science.com/catalog/5946/ より
6. とりあえずZephyrに移植してみる ▪ RISC-V部はWCH独自のQingKe(请客、もてなしの意?)コア ▪ 独自のCSRは3つ。他はすべてISAスペック(RV32IMACF)準拠 ▪ かなり素直な作りっぽく見える ▪ PLICの割り込みコントローラと MachineTimer動かせば main()関数ぐらいは動くか…
7. タイマー ▪ よく見るとMachineTimerがない！ ▪ 独自実装！
8. 割り込みコントローラー ▪ CLICもPLICもない！ ▪ これも独自実装。PFICという名前が付いている。
9. ところで… ▪ このレジスタ構成、 どこかで見たことある気がする…
10. !!!!
11. 考察、というか雑感 ▪ このチップ、命令セットはRISC-VのISA標準だが、ペリフェラルは「普通の構成」から外 れて、ARM互換の割り込みコントローラーを乗せている。 ▪ おそらくはSTM32で作ったソースの移植のコストを下げるための構成と思える。 ▪ ペリフェラルの構成がSTM32と互換なので、ARMアーキ依存のところをRISC-Vに置き換 える必要がある ▪ ハード＋ソフトでソース互換性のレベルを上げている(ソース互換ならいいや、という感じ） ▪ GigaDeviceのGD32VのときはRISC-Vコア＋STM32ペリフェラルだったが、 後発のCH32Vは割り込みコントローラーまでARM互換にして「ARMからそのままソースを 持ってくる」ことにフォーカスしている ▪ ここまでやっておいて、タイマーがARM互換でないのは謎。
12. Zephyr移植の状況 ▪ https://github.com/zephyrproject-rtos/zephyr/pull/49886 ▪ とりあえずLチカ動くようにした。 ▪ GigaDeviceのドライバ 再利用しようとしたら方向性の 違いで停滞中。 (STM32Clone汎用 ドライバ作る？) ▪ ほったらかしておいたら ボツになった。再提出。
13. デバッグプロトコルも独自実装？ ▪ https://github.com/fxsheep/openocd_wchlink-rv/issues/1 ▪ WCH社のOpenOCD対応について ▪ Summarizing this thread: https://www.eevblog.com/forum/microcontrollers/wch-$0-10-risc-v-mcu/?all • WCH wanted fewer pins than the 4 of JTAG, here just 1. • WCH would have to pay ARM money for SWD • WCH did not bother either to go with https://riscv.org/wp-content/uploads/2019/03/riscv-debug-release.pdf • WCHは4ピン以下のJTAGコネクタが欲しい（ここでは1ピン=single wire) • SWDのラインセンス費を払いたくない • WCHはこれを使用することを躊躇わなかった(? ) • なんか色々やってるようでとってもカオス