XIAO ESP32C6 と (Embedded) Swift

note

この文書は AI によって翻訳されています。内容に不正確な点や改善すべき点がございましたら、文書下部のコメント欄または以下の Issue ページにてご報告ください。
https://github.com/Seeed-Studio/wiki-documents/issues

Seeed Studio XIAO-C6 と Embedded Swift のガイド

はじめに

Seeed Studio XIAO ESP32C6 は、ESP32-C6 SoC を基盤とした強力で多用途な開発ボードで、デュアル 32 ビット RISC-V プロセッサを搭載しています。高性能プロセッサは最大 160 MHz で動作し、低消費電力プロセッサは最大 20 MHz で動作します。512KB SRAM と 4MB フラッシュを備えた XIAO ESP32C6 は、広範なプログラミングスペースを提供し、さまざまな IoT アプリケーションに最適です。このボードは、2.4 GHz Wi-Fi 6、Bluetooth® 5.3、Zigbee、Thread (802.15.4) をサポートする無線接続に優れ、スマートホームの相互運用性に重要な Matter にもネイティブ対応しています。

Seeed Studio XIAO ESP32C6
今すぐ購入 🖱️

Swift は、Apple Inc. によって開発された強力で直感的なプログラミング言語で、iOS、macOS、watchOS、tvOS などのソフトウェア開発に使用されます。WWDC2024 では、Apple が Embedded Swift を発表しました。これは、組み込みシステムや IoT の世界に Swift をもたらすことを目的としたオープンソースプロジェクトです。Embedded Swift は、オペレーティングシステムがなく、利用可能なリソースが最小限のマイクロコントローラ上で Swift を使用できるようにします。現在、公式の swift-embedded-examples は、STM32、Raspberry Pi Pico、Nordic Semiconductor、さらには RISC-V ESP32 (ESP32C6) のハードウェアプラットフォームをサポートしています。

Swift 言語

Embedded Swift は以下のような利点を提供します：

• パフォーマンスと使いやすさ: C/C++ レベルのパフォーマンスを提供しながら、Swift のユーザーフレンドリーな構文と機能を維持します (Swift Forums)。
• ライブラリとフレームワークの統合: Swift は C/C++ ライブラリと直接リンクできるため、既存のフレームワークをシームレスに利用できます (GitHub)。
• 開発者の親和性: すでに Swift に精通している開発者は、馴染みのある API とツールを活用して、迅速に Embedded Swift をプロジェクトに採用できます (Swift.org)。

このガイドの目的

このページでは、以下をカバーします：

• 必要な開発環境のセットアップ方法。
• GPIO を使用した Blink の例を実行する方法。

前提条件

Seeed Studio XIAO-C6 で Embedded Swift を始めるには、以下のスキルとセットアップが必要です：

• Seeed Studio XIAO-C6: このガイドの中心となるハードウェア。
• USB-C ケーブル: XIAO-C6 をコンピュータに接続するために必要です。
• コンピュータ: Linux、macOS、または Windows（WSL2 を使用）を実行しているもの。
• ESP-IDF: ESP32-C6 での開発にはバージョン 5.2（推奨）が必要です。Espressif のウェブサイトからダウンロードしてインストールできます。
• Swift Toolchain: コンピュータに Swift 6.0 がインストールされていることを確認してください。これは公式 Swift ウェブサイトまたはお使いのオペレーティングシステムのパッケージマネージャーから取得できます。

インストールガイド

ESP-IDF のインストール:

• Linux と macOS ページに従って ESP-IDF をインストールしてください。
• Espressif ESP-IDF を使用した XIAO 開発ガイド を参照して詳細な手順を確認してください。

Swift Toolchain のインストール:

• 公式サイト から Swift release/6.0 ツールチェーンをインストールしてください。

Docker ソリューションを好む場合は、apple/swift-matter-examples/ の Dockerfile を参照してください。

セットアップと開発プロセスをスムーズに進めるために、必要な前提条件がすべて揃っていることを確認してください。

注意

このページでは、Ubuntu 22.04 Jammy Linux（WSL2）で Embedded Swift をセットアップして使用する手順を説明します。

ESP-IDF のインストール

#!/bin/bash
# 必要なパッケージを更新およびインストール
sudo apt-get update
sudo apt-get install -y git wget flex bison gperf python3 python3-pip python3-venv python3.10-venv cmake ninja-build ccache libffi-dev libssl-dev dfu-util libusb-1.0-0

# ESP-IDF リポジトリをクローン
cd ~
git clone --recursive https://github.com/espressif/esp-idf.git --jobs 10
cd esp-idf
git checkout v5.2.1; git submodule update --init --recursive

# ESP-IDF のインストールスクリプトを実行
cd ~/esp-idf && ./install.sh

# ESP-IDF 環境のエイリアスを設定
echo 'alias get_idf=". ~/esp-idf/export.sh"' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

echo "インストールが完了しました。'get_idf' を使用して ESP-IDF 環境を設定してください。"

Swift 6.0 のインストール

以下のスクリプトを直接実行して Swift 6.0 をインストールできます。

#!/bin/bash
# Swift 6.0 スナップショットをダウンロード
wget https://download.swift.org/swift-6.0-branch/ubuntu2204/swift-6.0-DEVELOPMENT-SNAPSHOT-2024-07-03-a/swift-6.0-DEVELOPMENT-SNAPSHOT-2024-07-03-a-ubuntu22.04.tar.gz

# アーカイブを展開
tar -xvzf swift-6.0-DEVELOPMENT-SNAPSHOT-2024-07-03-a-ubuntu22.04.tar.gz

sudo mv swift-6.0-DEVELOPMENT-SNAPSHOT-2024-07-03-a-ubuntu22.04 $HOME/swift-6.0

# PATH を更新
echo 'export PATH=$HOME/swift-6.0/usr/bin:$PATH' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc

# インストールを確認
swift --version

echo "Swift 6.0 のインストールが完了しました。"

Swiftで初めてのBlinkプログラムを実行する

ステップ 1. サンプルを取得する

get_idf #idf環境を取得
cd ~ && git clone https://github.com/apple/swift-embedded-examples.git #GitHubリポジトリを取得
cd ~/swift-embedded-examples/esp32-led-blink-sdk

GitHubリポジトリ

ステップ 2. サンプルをビルドする

ユーザーLEDがGPIO15に接続されているため、コードを以下のように修正する必要があります: let led = Led(gpioPin: 15):

@_cdecl("app_main")
func app_main() {
    print("Hello from Swift on ESP32-C6!")

    var ledValue: Bool = false
    let blinkDelayMs: UInt32 = 500
    let led = Led(gpioPin: 15)

    while true {
        led.setLed(value: ledValue)
        ledValue.toggle() // ブール値を切り替える
        vTaskDelay(blinkDelayMs / (1000 / UInt32(configTICK_RATE_HZ)))
    }
}

その後、ファームウェアをビルドします:

idf.py set-target esp32c6
idf.py build

問題発生？

もし/bin/sh: 1: -target: not foundという問題が発生した場合は、ビルドフォルダ内にあるbuild.ninjaファイルを編集することで解決できます。

-targetというキーワードを見つけて、その前にswiftcキーワードを追加してください。結果としてswiftc -target ...のようになります。この調整で問題が解決するはずです。

ファームウェアがXIAO C6に書き込まれる準備が整い、Project build complete.というプロンプトが表示されます。

ステップ 3. ファームウェアを書き込む

WSL2を使用する場合はusbipdが必要です

WSL2を使用している場合は、usbipdをインストールする必要があります。

インストールするには、Windowsパッケージマネージャーを使用して以下のコマンドを実行します:

winget install usbipd

インストール後、USBデバイスを共有するには以下を使用します:

usbipd list #BUSIDを確認
usbipd bind -b '<BUSID>'

WSL2内からデバイスをアタッチするには以下を使用します:

usbipd attach --wsl --busid=<BUSID>

共有されているポートを確認するには以下を使用します:

dmesg | tail
# dmesg | tail -n 100 | sed -n 's/.*\(ttyACM[0-9]*\).*/\1/p'

ttyACM0が検出されたと仮定すると、コマンドは以下のようになります:

idf.py -p /dev/ttyACM0 flash monitor

このコマンドは以下を行います:

1. ttyACM0に接続されたデバイスにファームウェアを書き込む。
2. デバイスからのシリアル出力を監視し、print文やログを表示する。

デモンストレーション

参考

• Embedded Swift Blog
• A Vision for Embedded Swift
• swift-embedded-examples
• esp32-led-blink-sdk - GitHub

リソース

• WWDC24: Go small with Embedded Swift - Apple YouTube
• Add support for Matter in your smart home app
• Embedde Swift - Apple Forum
• Use C, C++ and Objective C Libraries in a Swift Project - Cecilia Humlelu - YouTube
• Mixing Swift and C++
• awesome-embedded-swift

技術サポートと製品に関する議論

弊社製品をお選びいただきありがとうございます！製品の使用体験が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ネルをご用意しています。