ESP-WROOM-02でI2S DACを動か…せない

I2S WebStreamingのために買ったES9023ボードですが、今のところまだ成功しておりません。

せっかく（というほどの値段ではなかったですが）ES9023のDACを買ったのに使わないのはもったいないなぁと思いつつオクラにしてました。

が、こんなのを見つけました。ヒャッハー！

i2s_audio_example.c

ともかく、esp-open-rtosごと落とします。なお、open-rtosのビルドについてはこの手順でどぞ。macの場合、case sensitive volumeなどが必要なのでちょっと一手間必要です。

ESP-WROOM-02のRTOSをMacOS X El Capitaionで動かす

ESPのFlashに入るような手頃なサイズの音源がなかったので、GarageBandとiTunesを使ってWAV作りました。もしかしてできるかな？と思ってググったら出てくるからインターネッツはすばらしい。ありがとうございます。

GarageBandからITunesを使ってWAVファイルを作る

なお、iTunesの仕様が変わってしまって、記事の通り「曲」を右クリックをしてもWAVファイル作成のメニューは出てきません。ファイルメニューから、変換＞WAVバージョンを作成　で作れます。

かくして、ピアノの鍵盤を3回押しただけのsample.wavが出来上がりましたｗ　examples/i2s-audio/の下に files ディレクトリを作り、その中に入れます。

で、ビルド…しようと思ったら、久しぶりすぎてrtos sdkの想定しているesptool.pyとパラメータが異なりエラー。

ということでesptoolをアップデート

$pip install -I esptool

で、今度こそビルド＆インストール！

make flash -j4 -C examples/i2s_audio ESPPORT=/dev/tty.usbserial-DN01J0KN 

通った！　で、ES9023をつなぐまえにｗｋｔｋしながらオシロをつないでみました。出力はGPIO2 = LRCK, GPIO03 = DATA, GPIO15 = BCLKとのこと。

結果。

GPIO2にクロックみたいなものは出ているのですが、不規則。DATAとBCLKは出てませんでした。

…はい、また失敗です。うーん。

ESP-WROOM-02のRTOSをMacOS X El Capitaionで動かす

■大まかな手順■

• esp-open-sdkをビルド
• esp-open-rtosをダウンロード

…これだけのことなんですが、MacOS X El Capitain固有の問題やら私の環境固有の問題で大ハマリしました。また、最初ESP8266-RTOS-SDKを試してみたのですが、サンプルのビルドすら通らずに挫折してesp-open-rtosに逃げたら、あっという間にマルチスレッドなLチカまで通って拍子抜け、という経緯がありました。

ということで、ハマりどころも含めてご紹介します。

なお、esp-open-sdkは、大文字小文字を区別するファイル・システムでないと動作しません。なので、Volumeを作ってその中で作業をします。そしてesp-open-rtosはesp-open-sdkがないとダメです。なので、再起動などでunmoutされた後に再度esp-open-rtosを使う場合には以下の手順で再度esp-open-rtosの入っているdmgファイルをマウントしなおす必要があります。

$ sudo hdiutil mount ~/Documents/case-sensitive.dmg

…「見つからない」というエラーが出ればすぐ気づくのですが、ビルドで別のエラーがでる、esptool.pyで書き込みしようとした時にうまくいかない…という直接関連なさそうなエラーが出るので、ちょっとハマりました。

あと、Homebrewが必要です。

■まずesp-open-sdkをビルド■

https://github.com/pfalcon/esp-open-sdk
このページの「Requirements and Dependencies / MacOS」を参考にesp-open-sdkが動く様にします。

$ brew tap homebrew/dupes
$ brew install binutils coreutils automake wget gawk libtool gperf gnu-sed --with-default-names grep
$ export PATH="/usr/local/opt/gnu-sed/libexec/gnubin:$PATH"
$ sudo hdiutil create ~/Documents/case-sensitive.dmg -volname "case-sensitive" -size 10g -fs "Case-sensitive HFS+"
$ sudo hdiutil mount ~/Documents/case-sensitive.dmg
$ cd /Volumes/case-sensitive
$ git clone --recursive https://github.com/pfalcon/esp-open-sdk.git$ make STANDALONE=y

Buildingでのgit cloneは当然問題ないのですが、その次のmakeでビルドが通りませんでした。なお、私はmake STANDALONE=yを選択しました。esp-open-rtosにはSTANDALONE=nを選べと書いてあるのですが（後で気付いた）、とりあえず問題なく使うことができました。

□ハマり1：じゃまな古いsed□

ビルド途中でエラーが出ました。sed -rオプションが使えない云々。調べるとmac標準のsedではなくgnu-sedを使えば解消できるとあるのですが、「Requirements and Dependencies / MacOS」でbrewと使って導入済み。かなり右往左往しましたが、結果として消し忘れていたMacPortsのsedが悪さをしていました。以下の手順に従ってMacPortsをアンインストールして、sed -rオプション云々のエラーは消えました。

MacportsのアンインストールとHomebrewの導入

□ハマり2：Xcode command line tools□

makeしているとこんなエラーがズラーっと出てとまります。

[INFO ]  Installing pass-2 core C compiler[ERROR]    /Applications/Xcode.app/Contents/Developer/Toolchains/XcodeDefault.xctoolchain/usr/bin/../include/c++/v1/cstddef:46:9: error: no member named 'ptrdiff_t' in the global namespace
...

エラーメッセージの内容からXcodeのcommand line toolsが悪さをしているっぽい。対応策はここで見つけました。

Problem building on OS X, possibly related to Xcode 6.3 (6D570) #45

私のところはXcode 6.3ではないですが、結果的には以下のスクリプトを実行することで解消できました。

sed -i '1s/^/#include <stddef.h>\n/' crosstool-NG/.build/src/gcc-4.8.2/gcc/graphite.c
sed -i '1s/^/#include <stddef.h>\n/' crosstool-NG/.build/src/gcc-4.8.2/gcc/graphite-blocking.c
sed -i '1s/^/#include <stddef.h>\n/' crosstool-NG/.build/src/gcc-4.8.2/gcc/graphite-clast-to-gimple.c
sed -i '1s/^/#include <stddef.h>\n/' crosstool-NG/.build/src/gcc-4.8.2/gcc/graphite-dependences.c
sed -i '1s/^/#include <stddef.h>\n/' crosstool-NG/.build/src/gcc-4.8.2/gcc/graphite-interchange.c
sed -i '1s/^/#include <stddef.h>\n/' crosstool-NG/.build/src/gcc-4.8.2/gcc/graphite-optimize-isl.c
sed -i '1s/^/#include <stddef.h>\n/' crosstool-NG/.build/src/gcc-4.8.2/gcc/graphite-poly.c
sed -i '1s/^/#include <stddef.h>\n/' crosstool-NG/.build/src/gcc-4.8.2/gcc/graphite-scop-detection.c
sed -i '1s/^/#include <stddef.h>\n/' crosstool-NG/.build/src/gcc-4.8.2/gcc/graphite-sese-to-poly.c

すぐに終わりますので、再度 make STANDALONE=y を実行します。私のところはこれで通りました。

Espressif ESP8266 SDK is installed, its libraries and headers are merged with the toolchain

このメッセージが出たら完了です。

なお、そのすぐ上にも書いてあるように、ツールを実行するためにパスを設定する必要があります。.bash_profileに追加しておきましょう。

export PATH=/Volumes/case-sensitive/esp-open-sdk/xtensa-lx106-elf/bin:$PATH

■esp-open-rtosの設定とサンプルの実行■

https://github.com/SuperHouse/esp-open-rtos

RTOS-SDKの大騒ぎと比べるとあっけないほど簡単です。まず、適当な作業用ディレクトリを作り、そこにesp-open-rtosをダウンロードします。

cd
mkdir esp
cd esp
git clone --recursive https://github.com/Superhouse/esp-open-rtos.git
cd esp-open-rtos

…はい、これだけです。

次に、自分のアプリをビルドする際のssidとpasswordを設定しておきます。１つのESP8266/ESP-WROOM-02だけで遊ぶには良いんですが、複数あるときはちょっと面倒ですが・・・include/ssid_config.hを開き、

#define WIFI_SSID "mywifissid"
#define WIFI_PASS "my secret password"

を自分のSSID/passwordに変更し、すぐ上にある#warningも消します。やらないとは思いますが、ここでcloneしたsdkに変更をしてpushする際に、自分のSSID/passwordを一緒にプッシュしないように気をつけなさいよ、というwarningです。

続いて、サンプルのビルドと実行ですが、そのまえにESP-WROOM-02をシリアルポートにつなぎ、PROGを押したままRESETを押し離し、PROGを離します。さらに2組のLEDと220-1kΩの抵抗を直列にして、GPIO 12とGPIO 13に接続します。次に、examples/blink_times/blink_timers.cを開き、

const int gpio_frc2 = 14;

を

const int gpio_frc2 = 13;

に変更します（他のGPIOを使う場合にはそれに合わせて変更してください）。

あとは、

make flash -j4 -C examples/blink_timers ESPPORT=/dev/＜usbシリアルのポート＞

を実行すれば、ビルドの後、自動的にESPに書き込まれ、二個のLEDが1/5秒周期と2秒周期で点滅します。ソースを見ればわかりますが、2個のLEDはそれぞれ別々のスレッドとして動作しています。

お疲れ様でした。ソースをXcodeなどのエディタで開いてしまえば、ビルド&ダウンロードはコマンド一発（ターミナルでは上向き↓を押してENTERを押すだけ）なので、Arduino IDEで使う場合とそう変わりはありません。これで本格的なマルチスレッドが手に入るのだから、苦労も報われるというものです。

■余談：ESP8266-RTOS-SDKをビルドする際のハマり■

ビルドはできたものの、サンプル中の「GPIO_OUTPUTが見つからない」というエラーを解消できずに挫折というか諦めました。ただ、そこまで行くのにかなり苦労したので、一応記録を残しておきます。

ESP8266_RTOS_SDK

まず、esp-open-sdkをセットアップするのはesp-open-rtosと同じです。

次に適当なディレクトリを作ってそのなかに移動してから

$git clone https://github.com/espressif/ESP8266_RTOS_SDK.git

でSDKをダウンロードします。つぎに、gen_misc.shを開き、SDK_PATHは書いてあるとおりRTOSの場所、BIN_PATHはビルドしたバイナリを置く場所を指定します。

BIN_PATHに指定したディレクトリはビルド前に作っておかないとエラーになります。指定したディレクトリにバイナリが入るので、そこからesptool.pyなどを起動すると何かとラクですね。

さて、ビルドを始めると、

.out section `.irom0.text' will not fit in region `irom0_0_seg'

で止まってしまいます。

回避策はRTOS_SDK V1.3 do not fit my code any moreで見つけました。ESP8266_RTOS_SDK/ld/eagle.app.v6.ldってファイルを開き、MEMORYってブロックを記事の末尾にある

MEMORY
{
  dport0_0_seg :                        org = 0x3FF00000, len = 0x10
  dram0_0_seg :                         org = 0x3FFE8000, len = 0x14000
  iram1_0_seg :                         org = 0x40100000, len = 0x8000
  irom0_0_seg :                         org = 0x40210000, len = 0x7C000
}

で置き換えるとビルド通ります。お疲れ様でした。