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
   

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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。
   

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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…
   

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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。
   

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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
   

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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…
   

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7. タイマー
   ▪ よく見るとMachineTimerがない！
   ▪ 独自実装！
   

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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。
   

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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…
   

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10. !!!!
    

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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。
    

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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。
    

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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
    

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