XIAOボードでTinyGOを動かす: xshige's beta notes

2020年6月11日 (木)

XIAOボードでTinyGOを動かす

2020/6/11

TinyGO Install XIAO

概要

以下のXIAOボードでTinyGOを動かす。XIAOはサポート対象のボードになっていないので、同じチップを採用しているFeather-M0としてビルドする。 (ホストPCとしてはubuntuを想定している)

Seeeduino XIAO

準備

以下のツールを予めインストールする：
(1)st-flash


  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

XIAOでは使用しない。

(2)TinyGO(Docker版)のインストール
以下の手順でインストールする：


  (1)dockerのインストール

  sudo apt-get docker
  sudo apt-get docker.io

  sudo groupadd docker 
  sudo usermod -aG docker $USER
  sudo systemctl enable docker
  sudo systemctl start docker
  #ここで再起動する

  (2)TinyGOのインストール

  docker pull tinygo/tinygo:latest

(3)GOのインストール
TinyGOのモジュールを使用するのにGOが必要なので予めインストールする。
(ただし、TinyGOとの整合性により最新版ではない)


  wget https://dl.google.com/go/go1.13.7.linux-amd64.tar.gz
  sudo tar -C /usr/local -xzf go1.13.7.linux-amd64.tar.gz

  export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin
  export GOPATH=$HOME/tinygo_ws

なお、GOPATHのパス設定値は、任意だが、それをベースにその配下にTinyGO/GOの関係ファイル/ディレクトリが置かれる。

alias用スクリプトの設定：
nano ~/setenv4tg
以下の内容に編集する：

# for XIAO
  alias tgxiao="docker run -it --rm -v $PWD:/go/src/github.com/myusr/myapp -w /go/src/github.com/myusr/myapp -e GOPATH=/go tinygo/tinygo:latest tinygo build -size full -o xiao.uf2 -target feather-m0 ."
  alias fxiao="cp xiao.uf2 /media/USER_NAME/Arduino/"

「USER_NAME」の部分は自分の環境に合わせること。

以上のexportは、.bashrcに登録する。

bootloader mode

XIAOにfirmwareを書き込めるモードを「bootloader mode」といい、このモードでは、USBストレージとしてArduinoが現れる。 arduinoのプログラムかCircuitPythonのプログラムが書き込まれている場合、RSTパッドを２度GNDとショートするとこのモードに入りUSBストレージとしてarduinoが現れる。

blinkyを動かす

(1)以下のようにプロジェクト用ディレクトリを作成する：


  cd tigo_ws
  mkdir blinky
  cd blinky

  #aliasを設定する
  source ~/setenv4tg
  #上のコマンドはプロジェクトのディレクトリで実行する必要がある。
  #「source」は「.」に置き換えることができる。

(2)プロジェクト(blinky)ディレクトリに以下のファイルを作成する：
blinky.go


  package main

  // This is the most minimal blinky example and should run almost everywhere.

  import (
      "machine"
      "time"
  )

  func main() {
      led := machine.LED
      led.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})
      for {
          led.Low()
          time.Sleep(time.Millisecond * 1000)

          led.High()
          time.Sleep(time.Millisecond * 1000)
      }
  }

(3)ビルド
以下を実行してビルドする：


  tgxiao

これで、xiao.uf2が作成される。

出力例：


  $ tgxiao
     code  rodata    data     bss |   flash     ram | package
     3400      13       0       0 |    3413       0 | (bootstrap)
       40       0       0       0 |      40       0 | github
        0      36       0       0 |      36       0 | handleHardFault$string
      108      24       0       4 |     132       4 | internal/task
     2992      43       5    2054 |    3040    2059 | machine
        0      16       0     130 |      16     130 | machine$alloc
     2302      79       0      45 |    2381      45 | runtime
       92       0       0       0 |      92       0 | time
     8934     211       5    2233 |    9150    2238 | (sum)
     9476       -       8    4312 |    9484    4320 | (all)

  $ ls -l xiao.*
  -rwxr-xr-x 1 root root 19456  6月 11 09:54 xiao.uf2

(4)書き込み
以下を実行して書き込む：


  # ボードとホストPCをUSBで接続する。
  # RSTパッドを２度GNDショートして、bootloader-modeに入る。
  # Arduinoのディレクトリが現れる。
  fxiao

ボードの赤いLED(D13)が１秒周期で点滅すれば動作としてはＯＫとなる。

serialを動かす

(1)以下のようにプロジェクト用ディレクトリを作成する：


  cd tigo_ws
  mkdir serial
  cd serial

  #aliasを設定する
  source ~/setenv4tg
  #上のコマンドはプロジェクトのディレクトリで実行する必要がある

(2)プロジェクト(serial)ディレクトリに以下のファイルを作成する：
serial.go


  package main

  import "time"

  func main() {
      for {
          println("hello world!")
          time.Sleep(time.Second)
      }
  }

(3)ビルド/書き込み以下を実行する：


  tgxiao

  # ボードとホストPCをUSBで接続する。
  # RSTパッドを２度GNDショートして、bootloader-modeに入る。
  # Arduinoのディレクトリが現れる。
  fxiao

以上で、プログラムが起動する。

(4)シリアル通信の起動
以下のように別の端末でシリアル通信を起動するとシリアルに結果が出力される：

$ picocom /dev/ttyACM0 -b115200
  picocom v1.7

  <省略>

  Terminal ready
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  hello world!
  ...

TinyGOのモジュールを利用する


  実行例：

  # 以下で、モジュールをインストールする
  go get tinygo.org/x/drivers

  # インストールしたモジュールのパスを設定する
  export TIGOLIBS=$GOPATH/src/tinygo.org/x/drivers/

  #　インポートしたいモジュールを確認する
  ls $TIGOLIBS
    ...
    adt7410          ds1307        l9110x          shifter        vl53l1x
    adxl345          ds3231        lis3dh          shiftregister  waveshare-epd
    amg88xx          easystepper   lsm6ds3         sht3x          wifinina
    apa102           espat         mag3110         ssd1306        ws2812
    at24cx           examples      mcp3008         ssd1331
    bh1750           flash         microbitmatrix  st7735
    ...

  #　ここでは例として「ws2812」をインポートする
  mkdir ws2812
  cd ws2812

  # モジュールをディレクトリの形でコピーする
  cp -r $TIGOLIBS/ws2812 .

  # exampleのmain.goをコピーする
  cp $TIGOLIBS/examples/ws2812/main.go .

  # main.goを編集する
  leafpad main.go
  # 以下のように修正する：


  // Connects to an WS2812 RGB LED strip with 10 LEDS.
  //
  // See either the others.go or digispark.go files in this directory
  // for the neopixels pin assignments.
  package main

  import (
      "image/color"
      "machine"
      "time"

      "./ws2812"
      //"tinygo.org/x/drivers/ws2812"
  )

  var leds [64]color.RGBA
  //var leds [10]color.RGBA

  func main() {
      led := machine.LED
      led.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})

          neo := machine.D4 // for Feater-M4/XIAO
  //        neo := machine.NEOPIXELS

      neo.Configure(machine.PinConfig{Mode: machine.PinOutput})

      ws := ws2812.New(neo)
      rg := false

      for {
          rg = !rg
          for i := range leds {
              rg = !rg
              if rg {
                  // Alpha channel is not supported by WS2812 so we leave it out
                  //leds[i] = color.RGBA{R: 0xff, G: 0x00, B: 0x00}
                  leds[i] = color.RGBA{R: 0x0f, G: 0x00, B: 0x00}
              } else {
                  //leds[i] = color.RGBA{R: 0x00, G: 0xff, B: 0x00}
                  leds[i] = color.RGBA{R: 0x00, G: 0x0f, B: 0x00}
              }
          }

          ws.WriteColors(leds[:])
          led.Set(rg)
          time.Sleep(100 * time.Millisecond)
      }
  }

続き：


  # 以下、ビルド&書き込み
  . ~/setenv4tg
  tgxiao
  # ボードをbootloader-modeに入れる
  fxiao

D4をneopixelsのDIN,3V3をVCC,GNDをGNDに接続する。書き込んで実行すると、接続したneopixelsが色を変えて光る。

tmp102(i2c)を動かす


  mkdir tmp102
  cd tmp102

  cp -r $TIGOLIBS/tmp102 .
  cp $TIGOLIBS/examples/tmp102/main.go .

  leafpad main.go
  # 以下の内容にする：
  (修正点はimportの部分のみ)


  package main

  import (
      "fmt"
      "machine"
      "time"

      "./tmp102"
      //"tinygo.org/x/drivers/tmp102"
  )

  func main() {
      machine.I2C0.Configure(machine.I2CConfig{
          Frequency: machine.TWI_FREQ_400KHZ,
      })

      thermo := tmp102.New(machine.I2C0)
      thermo.Configure(tmp102.Config{})

      for {

          temp, _ := thermo.ReadTemperature()

          print(fmt.Sprintf("%.2f°C\r\n", float32(temp)/1000.0))

          time.Sleep(time.Millisecond * 1000)
      }

  }

続き：

# 以下、ビルド&書き込み
  . ~/setenv4tg
  tgxiao
  # bootloader-modeに入る
  fxiao

ピン定義が実際のXIOAと異なるせいで動作しなかった。

総括

制限付きだがXIAOでTinyGOが動作することが確認できた。本格的に使用するには、ピン定義を実際のXIAOのものに合わせる必要がある。

Feather-M0のピン定義

流用しているFeather-M0のピン定義を参考に以下にあげる：


  const (
      D0    = PA11  // UART0 RX
      D1    = PA10  // UART0 TX
      D2    = NoPin // does not seem to exist
      D3    = PA09
      D4    = PA08
      D5    = PA15  // PWM available
      D6    = PA20  // PWM available
      D7    = NoPin // does not seem to exist
      D8    = PA06
      D9    = PA07  // PWM available
      D10   = PA18  // can be used for PWM or UART1 TX
      D11   = PA16  // can be used for PWM or UART1 RX
      D12   = PA19  // PWM available
      D13   = PA17  // PWM available
  )

  const (
      A0    = PA02  // ADC/AIN[0]
      A1    = PB08  // ADC/AIN[2]
      A2    = PB09  // ADC/AIN[3]
      A3    = PA04  // ADC/AIN[4]
      A4    = PA05  // ADC/AIN[5]
      A5    = PB02  // ADC/AIN[10]
  )

  const (
      LED = D13
  )

  const (
      USBCDC_DM_PIN = PA24
      USBCDC_DP_PIN = PA25
  )

  const (
      UART_TX_PIN   = D10
      UART_RX_PIN   = D11
  )

  const (
      SDA_PIN   = PA22  // SDA: SERCOM3/PAD[0]
      SCL_PIN   = PA23  // SCL: SERCOM3/PAD[1]
  )

  const (
      SPI0_SCK_PIN  = PB11  // SCK: SERCOM4/PAD[3]
      SPI0_MOSI_PIN = PB10  // MOSI: SERCOM4/PAD[2]
      SPI0_MISO_PIN = PA12  // MISO: SERCOM4/PAD[0]
  )