NUCLEO-F446REにMicropythonをインストールする(v2)

2020/4/11
書き込み方法をst-flash(st-link)に変更した。
2020/3/15
初版

NUCLEO F446RE MicroPython Install(v2)

NUCLEO F446RE MicroPython Install(v2)

概要

「NUCLEO F446RE」にMicropythonをインストールする方法について記載する (ホストPCとしてはubuntuを想定している)

事前準備

(1)書き込みツール(st-flash)のインストール

  sudo apt install cmake
  sudo apt install libusb-1.0

  git clone https://github.com/texane/stlink.git
  cd stlink
  make
  cd build/Release
  sudo make install
  sudo ldconfig

  # インストール確認
  st-flash --version
  #以下のように出力されればＯＫ(数字などはバージョンによって異なる)
  v1.6.0-154-g99a8aaa

  

(2)ampyのインストール
AMPY_PORTは、自分の環境に合わせる。

  pip install adafruit-ampy
  export AMPY_PORT=/dev/ttyACM0
  export AMPY_BAUD=115200
  

(3)picocomのインストール

  sudo apt-get install picocom
  

以上のうち、exportしているものは、.bashrcに登録することを勧める。

コンパイラのバージョンアップ

以下でインストールしたコンパイラが古くてビルドエラーが出たのでバージョンアップする。
sudo apt-get install gcc-arm-none-eabi

(1)以下のurlから最新版をダウンロードする：
https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm/downloads

解凍したものを以下のフォルダに置く：
$HOME/Downloads/gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update

(2)パス設定
#古いコンパイラを削除する
sudo apt-get remove gcc-arm-none-eabi
#パスを設定する
export PATH=$PATH:$HOME/Downloads/gcc-arm-none-eabi-8-2019-q3-update/bin

ビルド手順

以下の手順で行なう：

mkdir mp_nucleo
  cd mp_nucleo

  git clone https://github.com/micropython/micropython.git

  # Patch
  #<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<<
  I2C関係のピンアサインにバグがいるので
  Micropython/ports/stm32/boards/NUCLEO_F446RE/mpconfigboard.h
  を以下のように修正する：

  // I2C busses
  #define MICROPY_HW_I2C1_SCL (pin_B6)        // Arduino D10, pin 17 on CN10
  #define MICROPY_HW_I2C1_SDA (pin_B7)        //              pin 21 on CN7
  ↓以下のように修正する
  // I2C busses (same as NUCLEO_F401RE)
  #define MICROPY_HW_I2C1_SCL (pin_B8)        // Arduino D15, pin 3 on CN10
  #define MICROPY_HW_I2C1_SDA (pin_B9)        //         D14, pin 5 on CN10
  #>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>>

  cd micropython
  cd mpy-cross
  make
  cd ..  

  cd ports/stm32
  make submodules
  make BOARD=NUCLEO_F446RE

  arm-none-eabi-objcopy -O binary build-NUCLEO_F446RE/firmware.elf build-NUCLEO_F446RE/firmware.bin

  ls -l build-NUCLEO_F446RE/firmware.*
  -rwxrwxr-x 1 komatsu komatsu  414672  4月 11 17:44 build-NUCLEO_F446RE/firmware.bin
  -rw-rw-r-- 1 komatsu komatsu  298629  4月 11 17:22 build-NUCLEO_F446RE/firmware.dfu
  -rwxrwxr-x 1 komatsu komatsu  687096  4月 11 17:22 build-NUCLEO_F446RE/firmware.elf
  -rw-rw-r-- 1 komatsu komatsu  839158  4月 11 17:22 build-NUCLEO_F446RE/firmware.hex
  -rw-rw-r-- 1 komatsu komatsu 1391080  4月 11 17:22 build-NUCLEO_F446RE/firmware.map

  

書き込み手順

上でビルドしたbinをst-flashで書き込む

  st-flash write build-NUCLEO_F446RE/firmware.bin 0x8000000

  #出力例：
  st-flash 1.6.0
  2020-04-11T18:47:26 INFO common.c: Loading device parameters....
  2020-04-11T18:47:26 INFO common.c: Device connected is: F446 device, id 0x10006421
  2020-04-11T18:47:26 INFO common.c: SRAM size: 0x20000 bytes (128 KiB), Flash: 0x80000 bytes (512 KiB) in pages of 131072 bytes
  2020-04-11T18:47:26 INFO common.c: Attempting to write 414672 (0x653d0) bytes to stm32 address: 134217728 (0x8000000)
  Flash page at addr: 0x08060000 erasedEraseFlash - Sector:0x7 Size:0x20000 
  2020-04-11T18:47:34 INFO common.c: Finished erasing 8 pages of 131072 (0x20000) bytes
  2020-04-11T18:47:34 INFO common.c: Starting Flash write for F2/F4/L4
  2020-04-11T18:47:34 INFO flash_loader.c: Successfully loaded flash loader in sram
  enabling 32-bit flash writes
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 32768
  size: 21456
  2020-04-11T18:47:40 INFO common.c: Starting verification of write complete
  2020-04-11T18:47:44 INFO common.c: Flash written and verified! jolly good!

  

動作確認

picocomを使いボードとシリアルで通信する。 以下、通信例：

  $ picocom /dev/ttyACM0 -b115200
  >>> import os
  >>> os.uname()
  (sysname='pyboard', nodename='pyboard', release='1.12.0', version='v1.12-256-geae495a-dirty on 2020-03-15', machine='NUCLEO-F446RE with STM32F446xx')
  >>> 
  >>> list(5 * x + y for x in range(10) for y in [4, 2, 1])
  [4, 2, 1, 9, 7, 6, 14, 12, 11, 19, 17, 16, 24, 22, 21, 29, 27, 26, 34, 32, 31, 39, 37, 36, 44, 42, 41, 49, 47, 46]
  >>> 
  # パッチ確認
  # 以下のようにi2c.scan()で接続しているデバイスのアドレスが出力されればＯＫ
  # F446RE
  >>> from machine import I2C
  >>> i2c=I2C(1)
  >>> i2c.scan()
  [104]　# Grove-RTC
  >>> 

  >>> import gc
  >>> gc.collect()
  >>> gc.mem_free()
  92192
  >>> 

  >>> help('modules')
  __main__          math              ucollections      urandom
  _onewire          micropython       uctypes           ure
  builtins          network           uerrno            uselect
  cmath             onewire           uhashlib          usocket
  dht               pyb               uheapq            ustruct
  framebuf          stm               uio               utime
  gc                sys               ujson             utimeq
  lcd160cr          uarray            umachine          uzlib
  lcd160cr_test     ubinascii         uos
  Plus any modules on the filesystem
  >>> 


  

ampy実行例

  $ ampy -p /dev/ttyACM0 ls
  /flash

  $ ampy -p /dev/ttyACM0 ls /flash
  /flash/boot.py
  /flash/main.py

  ampy -p /dev/ttyACM0 get /flash/boot.py
  # boot.py -- run on boot-up
  # can run arbitrary Python, but best to keep it minimal

  import machine
  import pyb
  pyb.country('US') # ISO 3166-1 Alpha-2 code, eg US, GB, DE, AU
  #pyb.main('main.py') # main script to run after this one

  $ ampy -p /dev/ttyACM0 get /flash/main.py
  # main.py -- put your code here!

  

サンプルスクリプト

blink.py

  while True:
  # LED(1) // Green LED on board
      pyb.LED(1).on()
      pyb.delay(1000)
      pyb.LED(1).off()
      pyb.delay(250)
  

cpuが同じこともあり、pyboardと同じボードと見做されているようだ。

実行例：

  $ ampy -p /dev/ttyACM0 run blink.py 


  

この場合、flashにスクリプトを書き込まずに直接RAMで実行される。

ボードの電源オンで直接スクリプトを実行する場合は
以下のようにする。(blink.pyをmain.pyに上書きする)

  $ ampy -p /dev/ttyACM0 put blink.py /flash/main.py

  

この書き込み後、リセットボタンを押すか、またはUSBコネクタを抜き差しすると、自動的にスクリプトが動作する。

参照URL

Turtorial Examples for Nucleo-MicroPython

The MicroPython project
ＳＴＭ３２　Ｎｕｃｌｅｏ　Ｂｏａｒｄ　ＳＴＭ３２Ｆ４４６ＲＥ
Quick reference for the pyboard ampyを用いたMicroPythonのファイル操作とプログラム実行
MicroPython pyboard v1.1
新しいボードへMicroPythonを対応させる方法をざっくり解説

以上