XIAO nRF52840(sense) With Zephyr(RTOS)

RTOSとは

今日の組み込みシステムの最も重要なコンポーネントの一つは、RTOS（リアルタイムオペレーティングシステムとも呼ばれる）であり、タスクスケジューリングからアプリケーションの実行まで、すべてを担当しています。

RTOSは予測可能な実行モードを提供するように設計されています。処理がシステムの時間制限を満たす必要がある場合、RTOSが使用されます。したがって、GPOS（汎用オペレーティングシステム）と比較して、RTOSは通常軽量で小さく、一般的に特定のハードウェア上で特定のタイプのアプリケーションを実行するために必要な機能のみを提供します。場合によっては、開発者は既存のRTOSを変更し、特定のアプリケーションに必要な機能のみを提供するように絞り込んだり、その機能や性能特性をカスタマイズしたりできます。

Zephyrとは

Zephyr OSは、リソース制約のある組み込みシステムでの使用を目的として設計された小さなフットプリントカーネルに基づいています：シンプルな組み込み環境センサーやLEDウェアラブルから、高度な組み込みコントローラー、スマートウォッチ、IoTワイヤレスアプリケーションまで。

機能

Zephyrは、以下を含む多数の機能を提供し、その数は絶えず増加しています：

豊富なカーネルサービス群

Zephyrは開発のための多くの馴染みのあるサービスを提供します：

マルチスレッドサービス - 協調的、優先度ベース、非プリエンプティブ、およびプリエンプティブスレッド用で、オプションのラウンドロビンタイムスライシング付き。POSIX pthreads互換API サポートを含みます。
割り込みサービス - 割り込みハンドラーのコンパイル時登録用。
メモリ割り当てサービス - 固定サイズまたは可変サイズメモリブロックの動的割り当てと解放用。
スレッド間同期サービス - バイナリセマフォ、カウンティングセマフォ、およびミューテックスセマフォ用。
スレッド間データ受け渡しサービス - 基本メッセージキュー、拡張メッセージキュー、およびバイトストリーム用。
電源管理サービス - 包括的な、アプリケーションまたはポリシー定義のシステム電源管理や、細粒度の、ドライバー定義のデバイス電源管理など。

複数のスケジューリングアルゴリズム

Zephyrは包括的なスレッドスケジューリング選択肢を提供します：

協調的およびプリエンプティブスケジューリング
最早期限優先（EDF）
「割り込みボトムハーフ」または「タスクレット」動作を実装するメタIRQスケジューリング
タイムスライシング：同じ優先度のプリエンプティブスレッド間でのタイムスライシングを有効化
複数のキューイング戦略：
- シンプルなリンクリスト準備キュー
- 赤黒木準備キュー
- 従来のマルチキュー準備キュー

Bluetooth Low Energy 5.0サポート

Bluetooth 5.0準拠（ESR10）およびBluetooth Low Energyコントローラーサポート（LE Link Layer）。Bluetooth meshおよびBluetooth認定対応Bluetoothコントローラーを含みます。

すべての可能なLEロールを持つGeneric Access Profile（GAP）
Generic Attribute Profile（GATT）
Bluetooth 4.2のSecure Connections機能を含むペアリングサポート
クリーンなHCIドライバー抽象化
完全なHostスタックの代わりにZephyrをコントローラーとして実行するためのRaw HCIインターフェース
複数の人気コントローラーで検証済み
高度に設定可能

Meshサポート：

リレー、フレンドノード、低電力ノード（LPN）およびGATT Proxy機能
両方のプロビジョニングベアラーをサポート（PB-ADV & PB-GATT）
高度に設定可能で、最低16k RAMのデバイスに適合

参考: Zephyr Project

はじめに

Zephyrツールチェーンがセットアップされ、関連するSDKがダウンロードされたら、アプリケーション開発を開始できます。

Xiao nrf52840については、ボード説明ファイルを参照して、さらなるセットアップ情報を確認できます。

Xiao nrf52840をプログラムするには、以下の手順を実行できます：

サンプルまたはあなたのアプリケーションをビルドする
Xiao nrf52840を接続する
RSTボタンをダブルクリックして、デバイスをuf2ブートローダーモードに設定する
west flash -r uf2コマンドを実行してデバイスにフラッシュする

最も簡単な例は、ボード上で「Hello World」サンプルを実行することです。Zephyrインストールのディレクトリに移動した後、以下のコマンドを実行してください。

west build -p always -b xiao_ble samples/hello_world

Xiao nRF52840 Senseボードを使用している場合、xiao_bleの代わりにxiao_ble/nrf52840/senseを使用してボード定義ファイル用にビルドできます（この例では違いはありません）：

west build -p always -b xiao_ble/nrf52840/sense samples/hello_world

これが完了したら、uf2ブートローダーモードに入り、次のように入力します：

west flash -r uf2

デバイスのポートを見つけます。Ubuntuの場合は以下のコマンドで確認できます：ls /dev/tty* を実行し、USBを接続した際に表示されるデバイスを確認してください。

私の例では /dev/ttyACM0 が表示されます：

screenを使用してシリアル応答に接続し、監視することができます：

screen /dev/ttyACM0 115200

以下のような応答が表示されるはずです：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
Hello World! xiao_ble/nrf52840

Xiaoとその拡張ボードでZephyrを使用するプロセスを支援するため、ここで使用されるいくつかのオーバーレイと設定を含むリポジトリが構築されています。このwiki記事に含まれるコマンドは、zephyrルートに対して相対的に../applications/xiao-zephyr-examplesに配置されていることを前提としています。以下のコマンドでパスを更新することで、代替パスを提供できます。

git clone https://github.com/Cosmic-Bee/xiao-zephyr-examples

ハードウェア準備

Seeed Studio XIAO nrf52840 Sense	Seeed Studio Expansion Board

今すぐ購入取 🖱️	今すぐ購入取🖱️

開発者向け知識

XIAO拡張ボード

Seeed Studio XIAO nrf52840でGroveモジュールを使用するために、Seeed Studio Expansion Base for XIAOを使用し、その上にXIAO nrf52840を接続します。

その後、ボード上のGroveコネクタを使用してGroveモジュールを接続できます

ピン定義

GroveモジュールをSeeed Studio XIAO用GroveシールドのGroveコネクタに接続する際は、以下の図に従って適切な内部ピン番号を使用する必要があります。

主要機能

オンボードLED
オンボードIMU (Sense)
オンボードマイク (Sense)
Bluetooth
TFLite

オンボードLED

この例では、blinkyサンプルを使用してオンボードLEDを点滅させます。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/basic/blinky

RESETボタンを2回押してからフラッシュします：

west flash -r uf2

オンボードの赤色LEDがオンとオフを切り替わり、点滅効果を作り出すのが見えるでしょう。

この例がなぜ動作するのかを理解するために、少し詳しく見てみましょう。

関連するサンプルコードはled0を参照しています：

#define LED0_NODE DT_ALIAS(led0)
static const struct gpio_dt_spec led = GPIO_DT_SPEC_GET(LED0_NODE, gpios);

これは、Xiao nRF52840 デバイスツリーコードでエイリアスを介して定義されています：

 aliases {
  led0 = &led0;
 };

 leds {
  compatible = "gpio-leds";
  led0: led_0 {
   gpios = <&gpio0 26 GPIO_ACTIVE_LOW>;
   label = "Red LED";
  };
  ...
  }

ボード上の26番ピンに対応しています。

Xiaoブレイクアウトのピンについては、ボードファイルがXiaoコネクタを提供しているため、&gpio0ピンマッピングを直接使用する必要はありません。これによりインターフェースが簡素化されます。

例えば、D0を参照する場合は、&gpio 2または&xiao_d 0として参照します。

/ {
 xiao_d: connector {
  compatible = "seeed,xiao-gpio";
  #gpio-cells = <2>;
  gpio-map-mask = <0xffffffff 0xffffffc0>;
  gpio-map-pass-thru = <0 0x3f>;
  gpio-map
   = <0 0 &gpio0 2 0>  /* D0 */
   , <1 0 &gpio0 3 0>  /* D1 */
   , <2 0 &gpio0 28 0>  /* D2 */
   , <3 0 &gpio0 29 0>  /* D3 */
   , <4 0 &gpio0 4 0>  /* D4 */
   , <5 0 &gpio0 5 0>  /* D5 */
   , <6 0 &gpio1 11 0>  /* D6 */
   , <7 0 &gpio1 12 0>  /* D7 */
   , <8 0 &gpio1 13 0>  /* D8 */
   , <9 0 &gpio1 14 0>  /* D9 */
   , <10 0 &gpio1 15 0>  /* D10 */
   ;
 };
};

オンボードIMU（センス）

Xiao nrf52840の主要な機能の一つは、内蔵のIMUセンサーです。このデータを使用して、機械学習モデルの訓練、ジェスチャーの検出、ボードの動きの検出などが可能です。

この機能をテストするために、IMUを利用する内蔵サンプルを使用し、その後、なぜそれが動作するのかに関連するコードを調べてみます。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p -b xiao_ble/nrf52840/sense samples/sensor/lsm6dsl

RESETボタンをダブルプレスしてからフラッシュします：

west flash -r uf2

Next you'll need to connect to see the output:

screen /dev/ttyACM0 115200

これは以下のような内容を表示するはずです：

3LSM6DSL sensor samples:

accel x:1.330409 ms/2 y:-1.705484 ms/2 z:9.957133 ms/2
gyro x:0.049632 dps y:-0.070860 dps z:-0.006184 dps
loop:46 trig_cnt:9677

3LSM6DSL sensor samples:

accel x:1.314257 ms/2 y:-1.734198 ms/2 z:9.902696 ms/2
gyro x:-0.220216 dps y:0.032833 dps z:-0.000458 dps
loop:47 trig_cnt:9892

3LSM6DSL sensor samples:

accel x:1.414158 ms/2 y:-1.476371 ms/2 z:9.835697 ms/2
gyro x:0.035430 dps y:-0.132252 dps z:-0.007788 dps
loop:48 trig_cnt:10107

なぜ動作するのでしょうか？Zephyrのgithubリポジトリを通じてサンプルコードを確認できます。

 const struct device *const lsm6dsl_dev = DEVICE_DT_GET_ONE(st_lsm6dsl);

サンプルロジックは、ターゲットボード用の関連する st_lsm6dsl デバイスツリーオブジェクトを見つけます。Xiao nrf52840 sense デバイスツリーを確認して、それがどのように設定されているかをさらに詳しく見ることができます：

 lsm6ds3tr-c-en {
  compatible = "regulator-fixed-sync", "regulator-fixed";
  enable-gpios = <&gpio1 8 (NRF_GPIO_DRIVE_S0H1 | GPIO_ACTIVE_HIGH)>;
  regulator-name = "LSM6DS3TR_C_EN";
  regulator-boot-on;
  startup-delay-us = <3000>;
 };

&i2c0 {
 compatible = "nordic,nrf-twim";
 /* Cannot be used together with spi0. */
 status = "okay";
 pinctrl-0 = <&i2c0_default>;
 pinctrl-1 = <&i2c0_sleep>;
 pinctrl-names = "default", "sleep";
 clock-frequency = <I2C_BITRATE_FAST>;

 lsm6ds3tr_c: lsm6ds3tr-c@6a {
  compatible = "st,lsm6dsl";
  reg = <0x6a>;
  irq-gpios = <&gpio0 11 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
  status = "okay";
 };
};

GPIOを使用してピン電源を有効にしています。定義ファイルから、GPIO1 8を使用していることがわかります。以下にXiao nRF52840回路図の関連部分をハイライトしました：

この回路図のハイライトから、GPIO1 8がIMUのイネーブルピンであることがわかります。さらに、GPIO0 11が割り込みピンです。そのため、これは上記のデバイスツリースニペットに反映されています。

オンボードマイク（Sense）

Xiao nrf52840の主要な機能の一つは、内蔵マイクです。IMUと同様に、その使用により多くの機械学習アプリケーションが可能になります。

この機能をテストするために、マイクを利用する内蔵サンプルを使用し、それが動作する理由に関連するコードを調べてみます。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p -b xiao_ble/nrf52840/sense samples/drivers/audio/dmic

RESETボタンをダブルプレスしてからフラッシュします：

west flash -r uf2

Next you'll need to connect to see the output:

screen /dev/ttyACM0 115200

This should display something along these lines:

[00:00:00.297,088] <inf> dmic_sample: PCM output rate: 16000, channels: 1
[00:00:00.297,119] <inf> dmic_nrfx_pdm: PDM clock frequency: 1280000, actual PCM rate: 16000
[00:00:00.397,216] <inf> dmic_sample: 0 - got buffer 0x20008380 of 3200 bytes
[00:00:00.497,222] <inf> dmic_sample: 1 - got buffer 0x20006a80 of 3200 bytes
[00:00:00.597,229] <inf> dmic_sample: 2 - got buffer 0x20005180 of 3200 bytes
[00:00:00.697,235] <inf> dmic_sample: 3 - got buffer 0x20008380 of 3200 bytes
[00:00:00.797,241] <inf> dmic_sample: 4 - got buffer 0x20006a80 of 3200 bytes
[00:00:00.897,247] <inf> dmic_sample: 5 - got buffer 0x20005180 of 3200 bytes
[00:00:00.997,222] <inf> dmic_sample: 6 - got buffer 0x20008380 of 3200 bytes
[00:00:01.097,229] <inf> dmic_sample: 7 - got buffer 0x20006a80 of 3200 bytes
[00:00:01.097,259] <inf> dmic_sample: PCM output rate: 16000, channels: 2
[00:00:01.097,259] <inf> dmic_nrfx_pdm: PDM clock frequency: 1280000, actual PCM rate: 16000
[00:00:01.197,387] <inf> dmic_sample: 0 - got buffer 0x20008380 of 6400 bytes
[00:00:01.297,393] <inf> dmic_sample: 1 - got buffer 0x20005180 of 6400 bytes
[00:00:01.397,399] <inf> dmic_sample: 2 - got buffer 0x20006a80 of 6400 bytes
[00:00:01.497,375] <inf> dmic_sample: 3 - got buffer 0x20008380 of 6400 bytes
[00:00:01.597,381] <inf> dmic_sample: 4 - got buffer 0x20005180 of 6400 bytes
[00:00:01.697,387] <inf> dmic_sample: 5 - got buffer 0x20006a80 of 6400 bytes
[00:00:01.797,393] <inf> dmic_sample: 6 - got buffer 0x20008380 of 6400 bytes
[00:00:01.897,399] <inf> dmic_sample: 7 - got buffer 0x20005180 of 6400 bytes
[00:00:01.897,399] <inf> dmic_sample: Exiting

なぜ動作するのでしょうか？Zephyrのgithubリポジトリを通じてサンプルコードを確認できます。

このサンプルは以下のことを実演しています：

これは:ref:Audio DMIC APIの使用方法を示し、このAPIを実装するドライバーの開発を支援することを目的とした非常にシンプルなアプリケーションです。異なる設定（1チャンネルと2チャンネルを使用）で2つのPDM転送を実行しますが、受信したオーディオデータを処理することはありません。

const struct device *const dmic_dev = DEVICE_DT_GET(DT_NODELABEL(dmic_dev));

サンプルロジックは、ターゲットボード用の関連する dmic_dev デバイスツリーオブジェクトを見つけます。Xiao nrf52840 sense のデバイスツリーを確認して、それがどのように設定されているかをさらに詳しく見ることができます：

/ {
 msm261d3526hicpm-c-en {
  compatible = "regulator-fixed";
  enable-gpios = <&gpio1 10 (NRF_GPIO_DRIVE_S0H1 | GPIO_ACTIVE_HIGH)>;
  regulator-name = "MSM261D3526HICPM-C-EN";
 };
}

&pdm0 {
 pinctrl-0 = <&pdm0_default>;
 pinctrl-1 = <&pdm0_sleep>;
 pinctrl-names = "default", "sleep";
 clock-source = "PCLK32M";
};

サンプルプロジェクトのオーバーレイでは、このレギュレータが有効化されます：

/ {
 msm261d3526hicpm-c-en {
  regulator-boot-on;
 };
};

dmic_dev: &pdm0 {
 status = "okay";
};

GPIOがピン電源を有効にするために使用されています。以下にXiao nRF52840回路図の関連部分をハイライトしました：

この回路図のハイライトから、GPIO1 10がマイクの有効ピンであることがわかります。

Bluetooth

このセットアップをテストするために、Zephyrの既存のサンプルを使用できます：

west build -p always -b xiao_ble samples/bluetooth/observer

ボードにフラッシュします：

west flash -r uf2

フラッシュ後にMCUがリセットされるまで少し待ち、モニターに接続してください：

screen /dev/ttyACM0 115200

ボードにコマンドを送信するためのコンソールが利用可能になります：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
Starting Observer Demo
Started scanning...
Exiting main thread.
Device found: EC:11:27:22:AF:D2 (public) (RSSI -74), type 0, AD data len 31
Device found: 0D:9A:BE:8D:10:FC (random) (RSSI -81), type 3, AD data len 31
Device found: D2:70:D8:F2:6F:C4 (random) (RSSI -68), type 0, AD data len 20
Device found: 72:7C:3C:87:E2:17 (random) (RSSI -77), type 0, AD data len 17
Device found: 65:65:23:B9:AD:EC (random) (RSSI -68), type 0, AD data len 17
Device found: 6D:39:26:C2:94:B5 (random) (RSSI -70), type 0, AD data len 18

CONFIG_BT=y
CONFIG_BT_OBSERVER=y

conf ファイルは、Zephyr ビルドに対してbluetooth関連機能を有効にします。

TFLite - Hello World

Zephyr で TFLite を有効にして更新します：

west config manifest.project-filter -- +tflite-micro
west update

サンプルをビルドしてボードにフラッシュします：

west build -p always -b xiao_ble samples/modules/tflite-micro/hello_world

ボードにフラッシュします：

west flash -r uf2

フラッシュ後にMCUがリセットされるまで少し待ち、モニターに接続してください：

screen /dev/ttyACM0 115200

コンソールから返される結果が表示されます：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
x_value: 1.0*2^-127, y_value: 1.0*2^-127

x_value: 1.2566366*2^-2, y_value: 1.4910772*2^-2

x_value: 1.2566366*2^-1, y_value: 1.1183078*2^-1

x_value: 1.8849551*2^-1, y_value: 1.677462*2^-1

x_value: 1.2566366*2^0, y_value: 1.9316229*2^-1

x_value: 1.5707957*2^0, y_value: 1.0420598*2^0

x_value: 1.8849551*2^0, y_value: 1.9146791*2^-1

x_value: 1.0995567*2^1, y_value: 1.6435742*2^-1

x_value: 1.2566366*2^1, y_value: 1.0674761*2^-1

x_value: 1.4137159*2^1, y_value: 1.8977352*2^-3

TFLiteに関する追加情報はこのガイドの範囲外ですが、この例はデバイスの機能とTFLiteセットアップの実行に必要なコンポーネントのガイドとして役立ちます。

追加コンポーネント

Grove - Expansion Board - I2Cディスプレイ
Grove - Expansion Board - ボタン
Grove - Expansion Board - ブザー
Grove - Expansion Board - SDカード
Grove - Temperature and Humidity Sensor (SHT31)
1.69inch LCD Display Module, 240×280 Resolution, SPI Interface
Round Display for Xiao
Round Display for Xiao - SDカード

Grove - Expansion Board - I2Cディスプレイ

このセットアップをテストするために、Zephyrの既存のサンプルを使用できます：

west build -p always -b xiao_ble samples/drivers/display --  -DSHIELD=seeed_xiao_expansion_board
west flash -r uf2

この表示では、複数の黒いボックスと角で点滅するボックスが表示されます。この表示は2色のみをサポートしているためです。

この例がなぜ機能するのかを詳しく見てみましょう：

/ {
    chosen {
      zephyr,display = &ssd1306;
    };
};

&xiao_i2c {
  status = "okay";

  ssd1306: ssd1306@3c {
    compatible = "solomon,ssd1306fb";
    reg = <0x3c>;
    width = <128>;
    height = <64>;
    segment-offset = <0>;
    page-offset = <0>;
    display-offset = <0>;
    multiplex-ratio = <63>;
    segment-remap;
    com-invdir;
    prechargep = <0x22>;
  };
};

シールドは0x3CレジスタにSSD1306 OLEDスクリーンを設定します。これはchosenセクションでzephyrディスプレイとして選択されます。

Grove - 拡張ボード - ボタン

このセットアップをテストするために、Zephyrの既存のサンプルを使用できます：

west build -p always -b xiao_ble samples/basic/button -- -DSHIELD=seeed_xiao_expansion_board

ボードにフラッシュします：

west flash -r uf2

フラッシュ後にMCUがリセットされるまで少し待ち、モニターに接続してください：

screen /dev/ttyACM0 115200

ボタンをサンプルで押すと、オンボードLEDが点灯します。

コンソールから結果が返されるのが確認できます：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
Set up button at gpio@50000000 pin 3
Set up LED at gpio@50000000 pin 26
Press the button
Button pressed at 839637
Button pressed at 857904
Button pressed at 883367
Button pressed at 1001258

この例を少し詳しく見て、なぜ動作するのかを理解してみましょう：

/ {
    aliases {
      sw0 = &xiao_button0;
    };

    buttons {
      compatible = "gpio-keys";
      xiao_button0: button_0 {
        gpios = <&xiao_d 1 (GPIO_PULL_UP | GPIO_ACTIVE_LOW)>;
        label = "SW0";
        zephyr,code = <INPUT_KEY_0>;
      };
    };
};

シールド/オーバーレイファイルは、さまざまなボードコンポーネントのセットアップに使用されます。このファイルを使用することで、ボタンの例を活用できます。オーバーレイによりZephyrがボタンを設定し、関連するコードで使用できるようになります。

この場合、Xiao nrf52840のD1です。このオーバーレイでボタンとして動作するように設定され、sw0名にエイリアスされて、この名前を期待するコードを持つサンプルで使用できるようになります。

Grove - 拡張ボード - ブザー

blinky PWMの例を使用してブザーを有効化し、PWM信号を介してその動作を制御します。このために、A3ピンのPWMを有効にするカスタムオーバーレイを使用します。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/basic/blinky_pwm -- -DDTC_OVERLAY_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/xiao-nrf52480/xiao_expansion_buzzer.overlay"

フラッシュ後、サンプルが実行される過程で音が変化する一連のブザー音が聞こえ始めるはずです。

これがなぜ機能するのかを見てみましょう：

&pwm0 {
 status = "disabled";
};

&sw_pwm {
 status = "okay";
 channel-gpios = <&gpio0 29 PWM_POLARITY_INVERTED>;
};

&pwm_led0 {
 pwms = <&sw_pwm 0 PWM_MSEC(20) PWM_POLARITY_INVERTED>;
};

オーバーレイは、Xiao nrf52840のピン配置のA3ピンに対応するピン29のPWMロジックを設定します。

Grove - 拡張ボード - SDカード

ここではファイルシステムサンプルをXiao拡張ボードシールドと一緒に使用して、SPI経由でSDカードリーダーとのインターフェースを試してみます。拡張ボードシールドには、関連する&xiao_d 2ピン用に設定されたCSピンがあるため、この機能をボードに関連付けるためにシールドを追加する以外に、あなたが行う作業はありません。さらに準備するために、SDカード機能を有効にするカスタム設定を使用しています。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/subsys/fs/fs_sample -- -DEXTRA_CONF_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/xiao_expansion_sd.conf" -DSHIELD=seeed_xiao_expansion_board

次にフラッシュして監視します（まずRESETを2回押してuf2ブートローダーモードに入ります）：

west flash -r uf2

次のような応答が表示されるはずです：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
[00:00:00.483,367] <inf> sd: Maximum SD clock is under 25MHz, using clock of 24000000Hz
[00:00:00.483,856] <inf> main: Block count 15519744
Sector size 512
Memory Size(MB) 7578
Disk mounted.

Listing dir /SD: ...
[FILE] IMAGE1.JPG (size = 58422)
[FILE] IMAGE2.JPG (size = 97963)

この場合、私のSDカードには2つのファイルがありました。それらの名前とサイズがコンソールに出力されました。

ここで関連する要素を見てみましょう：

CONFIG_SPI=y
CONFIG_DISK_DRIVER_SDMMC=y
CONFIG_GPIO=y

関連する設定では、SPI、SDMMCディスクドライバー、およびGPIOを有効にしています。この設定がないと、サンプルがSDカードを見つけることができないため、オーバーレイがエラーを引き起こします。

Xiao拡張ボードシールドの関連部分を以下に示します：

&xiao_spi {
 status = "okay";
 cs-gpios = <&xiao_d 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;

 sdhc0: sdhc@0 {
  compatible = "zephyr,sdhc-spi-slot";
  reg = <0>;
  status = "okay";
  mmc {
   compatible = "zephyr,sdmmc-disk";
   status = "okay";
  };
  spi-max-frequency = <24000000>;
 };
};

前述のように、&xiao_d 2 ピンマッピングは、&xiao_d ピン設定をサポートしている限り、使用するボードに関係なく D2 ピンを選択できるようにするために使用されます。

Grove - 温湿度センサー (SHT31)

まずピンをはんだ付けし、Xiao nrf52840 を拡張ボードに接続します。次に、Grove SHT31 と拡張ボード上の I2C ポートの 1 つの間に Grove コネクタケーブルを接続します。

この設定をテストするために、Zephyr の既存のサンプルを使用できます：

west build -p always -b xiao_ble samples/sensor/sht3xd -- -DDTC_OVERLAY_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/sht31.overlay

ボードがuf2ブートローダーモードになった後、ボードにフラッシュします：

west flash -r uf2

フラッシュ後にMCUがリセットされるまで少し待ち、モニターに接続してください：

screen /dev/ttyACM0 115200

コンソールから返される結果が表示されます：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
SHT3XD: 25.68 Cel ; 54.73 %RH
SHT3XD: 25.75 Cel ; 55.44 %RH
SHT3XD: 25.79 Cel ; 55.95 %RH
SHT3XD: 25.82 Cel ; 55.93 %RH
SHT3XD: 25.84 Cel ; 56.07 %RH
SHT3XD: 25.84 Cel ; 55.69 %RH

この例を少し詳しく見て、なぜ動作するのかを理解しましょう：

 &xiao_i2c {
 sht3xd@44 {
   compatible = "sensirion,sht3xd";
   reg = <0x44>;
  };
 };

アプリオーバーレイファイルは、さまざまなボードコンポーネントをセットアップするために使用されます。このファイルを使用することで、SHT31の例を活用できます。オーバーレイがサンプルロジックに対して、私たちのボード用にセンサーを設定する方法を通知するためです。

1.69インチLCDディスプレイモジュール、240×280解像度、SPIインターフェース

この例では、SPIを使用して240x280解像度の1.69インチLCDに接続します。

まず、以下の画像をガイドとして使用してボードをLCDスクリーンに接続してください（この場合はXiao nrf52840を使用していますが、接続には同じピンレイアウトが使用されます）。

1.69インチLCD SPIディスプレイ	XIAO nrf52840
VCC	3V3
GND	GND
DIN	D10
CLK	D8
CS	D1
DC	D3
RST	D0
BL	D6

これでファームウェアをビルドしてフラッシュできます：

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/drivers/display -- -DDTC_OVERLAY_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/240x280_st7789v2.overlay -DEXTRA_CONF_FILE=$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/240x280_st7789v2.conf
west flash -r uf2

新しいファームウェアが配置されると、デバイスは以前に拡張ボードで見たのと同じデモ画面を表示しますが、今度はSPI経由のカラーLCD用に更新されています。

Xiao用ラウンドディスプレイ

このセットアップをテストするために、Zephyrの既存のサンプルを使用できます：

west build -p always -b xiao_ble samples/drivers/display --  -DSHIELD=seeed_xiao_round_display

ブートローダーモードに入り、デバイスをフラッシュします：

west flash -r uf2

複数の色付きコーナーと黒いコーナーが点滅している表示が見えます。

別の例では、タッチスクリーンの使用方法を示しています：

west build -p always -b xiao_ble samples/modules/lvgl/demos --  -DSHIELD=seeed_xiao_round_display -DCONFIG_LV_Z_DEMO_MUSIC=y

ここで示されている音楽デモは実際の画面の一部分のみですが、それでもタッチスクリーンの動作を実演しています。ご覧のように、再生ボタンをタッチすると音楽アニメーションがオンになります。

シールドファイルから分かるように、これはGC9A01円形ディスプレイドライバーとSPI経由でインターフェースし、CHSC6Xタッチモジュールとi2c経由でインターフェースすることで動作します。

この例について少し詳しく見て、どのように動作するかを確認してみましょう：

/ {
    chosen {
      zephyr,display = &gc9a01_xiao_round_display;
    };

 lvgl_pointer {
  compatible = "zephyr,lvgl-pointer-input";
  input = <&chsc6x_xiao_round_display>;
 };
};

/*
 * xiao_serial uses pins D6 and D7 of the Xiao, which are used respectively to
 * control the screen backlight and as touch controller interrupt.
 */
&xiao_serial {
 status = "disabled";
};

&xiao_i2c {
 clock-frequency = < I2C_BITRATE_FAST >;

 chsc6x_xiao_round_display: chsc6x@2e {
  status = "okay";
  compatible = "chipsemi,chsc6x";
  reg = <0x2e>;
  irq-gpios = <&xiao_d 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;
 };
};

&xiao_spi {
 status = "okay";
 cs-gpios = <&xiao_d 1 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&xiao_d 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;

 gc9a01_xiao_round_display: gc9a01@0 {
  status = "okay";
  compatible = "galaxycore,gc9x01x";
  reg = <0>;
  spi-max-frequency = <DT_FREQ_M(100)>;
  cmd-data-gpios = <&xiao_d 3 GPIO_ACTIVE_HIGH>;
  pixel-format = <PANEL_PIXEL_FORMAT_RGB_565>;
  width = <240>;
  height = <240>;
  display-inversion;
 };
};

このシールドは以下の機能を実行します：

GC9A01ディスプレイを選択されたZephyrディスプレイとして設定
CHSC6Xモジュールを使用するようにLVGLポインタロジックを設定
ピンがバックライトとタッチ割り込みに使用されるため、シリアルを無効化（上記のirq-gpios = <&xiao_d 7 GPIO_ACTIVE_LOW>;で確認可能）
D1、D2、D3ピンを使用してSPI用の円形ディスプレイを設定

サンプルロジックはLVGLデモサンプルコードに依存しており、さらに詳しく調べることができます。

Round Display for Xiao - SDカード

ここではファイルシステムサンプルとXiao Expansion Boardシールドを使用して、SPI経由でSDカードリーダーとのインターフェースを試します。拡張ボードシールドには関連する&xiao_d 2ピン用にCSピンが設定されているため、この機能をボードに関連付けるためにシールドを追加する以外に作業は必要ありません。さらに準備するために、SDカード機能を有効にするカスタム設定を使用しています。

cd ~/zephyrproject/zephyr
west build -p always -b xiao_ble samples/subsys/fs/fs_sample -- -DEXTRA_CONF_FILE="$(dirname $(pwd))/applications/xiao-zephyr-examples/xiao_expansion_sd.conf" -DSHIELD=seeed_xiao_round_display

次にフラッシュして監視します（まずRESETを2回押してuf2ブートローダーモードに入ります）：

west flash -r uf2

フラッシュ後にMCUがリセットされるまで少し待ち、モニターに接続してください：

screen /dev/ttyACM0 115200

次のような応答が表示されるはずです：

*** Booting Zephyr OS build v3.6.0-5403-gd9e2b0c70763 ***
[00:00:00.491,485] <inf> sd: Maximum SD clock is under 25MHz, using clock of 24000000Hz
[00:00:00.491,973] <inf> main: Block count 15519744
Sector size 512
Memory Size(MB) 7578
Disk mounted.

Listing dir /SD: ...
[FILE] IMAGE1.JPG (size = 58422)
[FILE] IMAGE2.JPG (size = 97963)

期待通り、ファイルの内容はXiao拡張ボードSDカードの例からの出力と同様の方法で表示されます。

ラウンドディスプレイシールドの関連部分を以下に示します：

&xiao_spi {
 status = "okay";
 cs-gpios = <&xiao_d 1 GPIO_ACTIVE_LOW>, <&xiao_d 2 GPIO_ACTIVE_LOW>;

 sdhc_xiao_round_display: sdhc@1 {
  compatible = "zephyr,sdhc-spi-slot";
  reg = <1>;
  status = "okay";
  mmc {
   compatible = "zephyr,sdmmc-disk";
   status = "okay";
  };
  spi-max-frequency = <DT_FREQ_M(24)>;
 };
};

D2はSD CSピンに使用されます。

✨ コントリビュータープロジェクト

このプロジェクトはSeeed Studioのコントリビュータープロジェクトによってサポートされています。
Timの努力に感謝し、あなたの作品は展示されます。

技術サポートと製品ディスカッション

私たちの製品をお選びいただきありがとうございます！私たちは、お客様の製品体験が可能な限りスムーズになるよう、さまざまなサポートを提供しています。異なる好みやニーズに対応するため、複数のコミュニケーションチャンネルを提供しています。

RTOSとは​

Zephyrとは​

機能​

豊富なカーネルサービス群​

複数のスケジューリングアルゴリズム​

Bluetooth Low Energy 5.0サポート​

はじめに​

ハードウェア準備​

開発者向け知識​

XIAO拡張ボード​

ピン定義​

主要機能​

オンボードLED​

オンボードIMU（センス）​

オンボードマイク（Sense）​

Bluetooth​

TFLite - Hello World​

追加コンポーネント​

Grove - Expansion Board - I2Cディスプレイ​

Grove - 拡張ボード - ボタン​

Grove - 拡張ボード - ブザー​

Grove - 拡張ボード - SDカード​

Grove - 温湿度センサー (SHT31)​

1.69インチLCDディスプレイモジュール、240×280解像度、SPIインターフェース​

Xiao用ラウンドディスプレイ​

Round Display for Xiao - SDカード​

✨ コントリビュータープロジェクト​

技術サポートと製品ディスカッション​

RTOSとは

Zephyrとは

機能

豊富なカーネルサービス群

複数のスケジューリングアルゴリズム

Bluetooth Low Energy 5.0サポート

はじめに

ハードウェア準備

開発者向け知識

XIAO拡張ボード

ピン定義

主要機能

オンボードLED

オンボードIMU（センス）

オンボードマイク（Sense）

Bluetooth

TFLite - Hello World

追加コンポーネント

Grove - Expansion Board - I2Cディスプレイ

Grove - 拡張ボード - ボタン

Grove - 拡張ボード - ブザー

Grove - 拡張ボード - SDカード

Grove - 温湿度センサー (SHT31)

1.69インチLCDディスプレイモジュール、240×280解像度、SPIインターフェース

Xiao用ラウンドディスプレイ

Round Display for Xiao - SDカード

✨ コントリビュータープロジェクト

技術サポートと製品ディスカッション