Raspberry Pi Picoの環境構築 on WSL1

はじめに

最近はマイコンがなさ過ぎるので新しいマイコンたちにも手を出していきたい。
家で眠っているRaspberry Pi PicoをWin10のWSL1の上でビルド環境を作る。

Raspberry Pi Pico

Raspberry Pi PicoはRP2040というRaspberry Piが作ったチップが乗ったマイコンボードです。

最近の半導体不足で製造されているものとは違う半導体プロセスで構築されていてチップ不足の影響が少ないらしい。 https://japan.zdnet.com/article/35182607/

特徴としては、https://www.switch-science.com/catalog/7173/ より

  • デュアルコア Arm Cortex-M0+ @ 133 MHz
  • 264 KB オンチップRAM
  • 最大16 MBのQSPIバスを介した外付けフラッシュメモリをサポート
  • DMAコントローラ
  • インターポレータおよび整数除算ペリフェラル
  • 30 GPIOピン（4ピンはアナログ入力として利用可能）
  • 2 × UART、2 × SPIコントローラ、2 × I2Cコントローラ
  • 16 × PWMチャンネル
  • 1 × USB 1.1コントローラ/PHY（ホスト/デバイスサポート）
  • 8 × Raspberry Pi Programmable I/O（PIO）ステートマシン
  • ドラッグアンドドロッププログラミングのためのUSBマスストレージブートモード（UF2サポート）

適当なモータドライバ用のマイコンとしても使えそうかも？

環境

  • Windows 10
  • WSL1

環境構築

基本的には https://github.com/raspberrypi/pico-sdkに従う

CMake GCCコンパイラのインストール

sudo apt install cmake gcc-arm-none-eabi libnewlib-arm-none-eabi libstdc++-arm-none-eabi-newlib

Raspberry Pi Pico SDKのインストール

方式はいくつかあるが、今回はraspi_picoというフォルダにSDKをgit cloneしてくる。多分サブモジュール関連も必要なのでこちらもアップデートする。

mkdir raspi_pico
cd raspi_pico
git clone https://github.com/raspberrypi/pico-sdk.git
git submodule update --init --recursive

プロジェクトの作成・ビルド

ここではpico_testというプロジェクトを作成する

cd raspi_pico
mkdir pico_test

pico_sdk_import.cmakeファイルをプロジェクトのフォルダにコピーする。

cp ../pico-sdk/external/pico_sdk_import.cmake pico_sdk_import.cmake

pico_test内に次のCMakeLists.txtを作成

cmake_minimum_required(VERSION 3.13)

# initialize the SDK based on PICO_SDK_PATH
# note: this must happen before project()
include(pico_sdk_import.cmake)

project(pico_test)

# initialize the Raspberry Pi Pico SDK
pico_sdk_init()

# rest of your project
add_executable(hello_world
    hello_world.c
)
# Add pico_stdlib library which aggregates commonly used features
target_link_libraries(hello_world pico_stdlib)

# create map/bin/hex/uf2 file in addition to ELF.
pico_add_extra_outputs(hello_world)

またpico_test内に次のhello_world.cを作成

#include <stdio.h>
#include "pico/stdlib.h"

int main() {
    setup_default_uart();
    const uint LED_PIN1 = PICO_DEFAULT_LED_PIN;
    const uint LED_PIN2 = 3;
    gpio_init(LED_PIN);
    gpio_set_dir(LED_PIN, GPIO_OUT);
    gpio_init(LED_PIN2);
    gpio_set_dir(LED_PIN2, GPIO_OUT);

    while (true) {
        gpio_put(LED_PIN1,1);
        gpio_put(LED_PIN2,0);
        sleep_ms(250);
        gpio_put(LED_PIN1,0);
        gpio_put(LED_PIN2,1);
        sleep_ms(250);
        printf("Hello, world!\n");
    }
    return 0;
}

そして次のコマンドでビルドする

mkdir build
cd build
cmake .. -DPICO_SDK_PATH=/mnt/d/raspi_pico/pico-sdk
make hello_world

すると/build/hello_world.uf2が生成される。

最終的なフォルダ構成はこのようになっていればおｋのはず

raspi_pico  
    ├─pico_test  
    │   ├─build  
    │   │   ├─いろいろ  
    │   │   └─hello_world.uf2  
    │   ├─CMakeLists.txt  
    │   ├─hello_world.c  
    │   └─pico_sdk_import.cmake  
    └─pico-sdk
        └─いろいろ

書きこみ

Raspberry Pi Picoのリセットボタンを押した状態で、USBケーブルでPCと接続すると、ストレージとして認識される。このストレージに先ほど作成したhello_world.uf2をコピーすれば書き込み完了。 データシートより、 PICO_DEFAULT_LED_PINはGP25で、デフォルトのUARTは1,2番ピン、ボーレートは115200が利用されているので適当なUSBシリアル変換器とTera Termなどで接続すればprintfの出力も見れる。

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