MacからCH32V203C8T6にUSBで書き込む

0. はじめに

前回の記事で、CH32V203C8T6についてのあれこれを書きましたが、どれもWindowsPCで行なったものでした。
自分のメインPCはMacなので、ビルドや書き込みもMacから行いたい。今回はそんなことをまとめました。

使用したMac

% uname -a
Darwin Mac-mini.local 22.5.0 Darwin Kernel Version 22.5.0: Thu Jun  8 22:22:19 PDT 2023; root:xnu-8796.121.3~7/RELEASE_ARM64_T8103 arm64

% sw_vers
ProductName:		macOS
ProductVersion:		13.4.1
ProductVersionExtra:	(c)
BuildVersion:		22F770820d

1. VSCode + PlatformIO

↑こちらの記事が参考になります。

新規プロジェクト作成時のBoardにはgenericCH32V203C8T6を選択し、公式Lチカからmain.cをコピー。コンパイルは問題なし。

しかし、何度やっても原因不明のエラーで書き込みができませんでしたが、HSIの設定を変えたところ書き込みができるようになりました。HSIの設定が原因とは考えられないですが、タイミングがその時だったので・・・謎です。

書き込み失敗
書き込み成功

1.1 動作クロックの設定

Lチカのプログラムを、外部クロックなしのMCUに書き込んだところ、LEDの点滅が遅かったので、前回の教訓からHSIを設定しました。今回のsystem_ch32v20x.cのフルパスは↓こちら。

system_ch32v20x.cのフルパス

/Users/USERNAME/.platformio/packages/framework-wch-noneos-sdk/System/ch32v20x/system_ch32v20x.c

このファイル（HSE72MHzになっていた）をHSIに設定することで、プログラム通りの点滅速度になりました。

PlatformIOからだと、USBによる書き込みは出来ない（知らないだけかも？）ので、次のwchispを試します。

補足）

上記の「動作クロック未設定のプログラム」は、まだPlatformIOからの書き込みがエラーでできなかったので、（firmware.binは出来ていたので）次のwchispを使って書き込みました。

2. wchisp

wchispは、WCHISPToolのRust版です。

このコマンドを使うためには、Rust環境を構築する必要があります。
↓こちらの記事を参考に設定しました。

2.1 Rust環境構築

詳細は省きますが、次のコマンドを順に投入しました。

1. brew install rustup-init
2. rustup-init
3. source "$HOME/.cargo/env"

ちなみに、今回インストールされたバージョンは、次の通り。

% rustup --version
rustup 1.26.0 (2023-04-05)

% rustc --version
rustc 1.71.0 (8ede3aae2 2023-07-12)

% cargo --version
cargo 1.71.0 (cfd3bbd8f 2023-06-08) 

2.2 wchispのインストール

cargoでインストールします。

% cargo install wchisp

バージョンを確認しました。

% wchisp --version
wchisp 0.2.2

2.3 CH32V203C8T6にUSBで書き込んでみる

• まずは、USBデバイスとして認識しているかを確認

% wchisp probe
04:46:49 [INFO] Found 1 devices
04:46:49 [INFO] hint: use `wchisp info` to check chip info
Device #0: CH32V203C8T6[0x3119]

ちゃんと認識しているようです。

%  wchisp info
04:47:03 [INFO] Chip: CH32V203C8T6[0x3119] (Code Flash: 64KiB)
04:47:03 [INFO] Chip UID: 23-3B-5B-BC-CD-AB-4B-A3
04:47:03 [INFO] BTVER(bootloader ver): 02.60
04:47:03 [INFO] Code Flash protected: false
04:47:03 [INFO] Current config registers: a55a3fc000ff00ffffffffff
RDPR_USER: 0xC03F5AA5
  [7:0]   RDPR 0xA5 (0b10100101)
    `- Unprotected
  [16:16] IWDG_SW 0x1 (0b1)
    `- IWDG enabled by the software, and disabled by hardware
  [17:17] STOP_RST 0x1 (0b1)
    `- Disable
  [18:18] STANDBY_RST 0x1 (0b1)
    `- Disable, entering standby-mode without RST
  [23:22] SRAM_CODE_MODE 0x0 (0b0)
    `- CODE-192KB + RAM-128KB / CODE-128KB + RAM-64KB depending on the chip
DATA: 0xFF00FF00
  [7:0]   DATA0 0x0 (0b0)
  [23:16] DATA1 0x0 (0b0)
WRP: 0xFFFFFFFF
  `- Unprotected

• 問題なさそうなので、Hexファイルを書き込んでみます

前回、WCHISPStudioでビルドして作成されたhaxファイルGPIO_Toggle.hexを使い（WindowsからMacにコピーして）、wchisp flash haxファイルで書き込みします。

% wchisp flash ~/Downloads/GPIO_Toggle.hex    
04:48:07 [INFO] Chip: CH32V203C8T6[0x3119] (Code Flash: 64KiB)
04:48:07 [INFO] Chip UID: 23-3B-5B-BC-CD-AB-4B-A3
04:48:07 [INFO] BTVER(bootloader ver): 02.60
04:48:07 [INFO] Code Flash protected: false
04:48:07 [INFO] Current config registers: a55a3fc000ff00ffffffffff
RDPR_USER: 0xC03F5AA5
  [7:0]   RDPR 0xA5 (0b10100101)
    `- Unprotected
  [16:16] IWDG_SW 0x1 (0b1)
    `- IWDG enabled by the software, and disabled by hardware
  [17:17] STOP_RST 0x1 (0b1)
    `- Disable
  [18:18] STANDBY_RST 0x1 (0b1)
    `- Disable, entering standby-mode without RST
  [23:22] SRAM_CODE_MODE 0x0 (0b0)
    `- CODE-192KB + RAM-128KB / CODE-128KB + RAM-64KB depending on the chip
DATA: 0xFF00FF00
  [7:0]   DATA0 0x0 (0b0)
  [23:16] DATA1 0x0 (0b0)
WRP: 0xFFFFFFFF
  `- Unprotected
04:48:07 [INFO] Read Downloads/GPIO_Toggle.hex as IntelHex format
04:48:07 [INFO] Firmware size: 7168
04:48:07 [INFO] Erasing...
04:48:07 [INFO] Erased 8 code flash sectors
04:48:08 [INFO] Erase done
04:48:08 [INFO] Writing to code flash...
██████████████████████████████████████████████████████████████████████ 7168/716804:48:08 [INFO] Code flash 7168 bytes written
04:48:09 [INFO] Verifying...
██████████████████████████████████████████████████████████████████████ 7168/716804:48:09 [INFO] Verify OK
04:48:09 [INFO] Now reset device and skip any communication errors
04:48:09 [INFO] Device reset

書き込みが完了して、再びLチカが始まりました。

次に、今回PlatformIOでビルドしたfirmware.binを書き込んでみます。

% wchisp flash .pio/build/genericCH32V203C8T6/firmware.bin
05:57:38 [INFO] Chip: CH32V203C8T6[0x3119] (Code Flash: 64KiB)
05:57:38 [INFO] Chip UID: 23-3B-5B-BC-CD-AB-4B-A3
05:57:38 [INFO] BTVER(bootloader ver): 02.60
05:57:38 [INFO] Code Flash protected: false
05:57:38 [INFO] Current config registers: a55a3fc000ff00ffffffffff
RDPR_USER: 0xC03F5AA5
  [7:0]   RDPR 0xA5 (0b10100101)
    `- Unprotected
  [16:16] IWDG_SW 0x1 (0b1)
    `- IWDG enabled by the software, and disabled by hardware
  [17:17] STOP_RST 0x1 (0b1)
    `- Disable
  [18:18] STANDBY_RST 0x1 (0b1)
    `- Disable, entering standby-mode without RST
  [23:22] SRAM_CODE_MODE 0x0 (0b0)
    `- CODE-192KB + RAM-128KB / CODE-128KB + RAM-64KB depending on the chip
DATA: 0xFF00FF00
  [7:0]   DATA0 0x0 (0b0)
  [23:16] DATA1 0x0 (0b0)
WRP: 0xFFFFFFFF
  `- Unprotected
05:57:38 [INFO] Read .pio/build/genericCH32V203C8T6/firmware.bin as Binary format
05:57:38 [INFO] Firmware size: 7168
05:57:38 [INFO] Erasing...
05:57:38 [INFO] Erased 8 code flash sectors
05:57:39 [INFO] Erase done
05:57:39 [INFO] Writing to code flash...
██████████████████████████████████████████████████████████████████████ 7168/716805:57:39 [INFO] Code flash 7168 bytes written
05:57:39 [INFO] Verifying...
██████████████████████████████████████████████████████████████████████ 7168/716805:57:39 [INFO] Verify OK
05:57:39 [INFO] Now reset device and skip any communication errors
05:57:39 [INFO] Device reset
%

こちらも書き込みが完了して、問題なくLチカが始まりました。

3. WCHISPTool_CMD

WCH社が公式に提供しているコマンドラインツールがあり、これのMac版が使えるはず。ダウンロードは以下のURLから行う。

https://www.wch.cn/downloads/WCHISPTool_CMD_ZIP.html

『下载（ダウンロード）』をクリックするとWCHISPTool_CMD.ZIPがダウンロードされる。

3.2 マニュアルを確認する

ダウンロードしたZIPを解答すると、WCHISPTool_CMD Command Line Programming Tool Instruction.pdfという名前のPDFファイルがある。これが英語版の取説。

p.5「4. macOS Platform」からMacの場合のコマンドの使い方の説明がある。これによると、「4.1.1 USB ダウンロード モード」「4.1.2 シリアルポート ダウンロード モード」（ここでの「ダウンロード」は、マイコンへの「書き込み」のこと）とあるので、USBでの書き込みを試す。

3.3 USB ダウンロード モード

次のコマンドで実行可能なようだが、Config.iniファイルが必要らしい。

Exsample

sudo ./WCHISPTool_CMD -p 0x02131000 -c Config.ini -o program -f Target.hex

3.3.1 Configuration fileファイル

マニュアルのp.2に説明があった。これによると、WCHISPStudioの機能にあるSave UI Configで作るとのこと。

WindowsでWCHISPStudioを起動し、メニューからSave UI Configを選択、保存ダイアログが表示されるので適当な名前をつけてconfigファイルを保存した。

3.3.2 WCHISPTool_CMDコマンドの所在

WCHISPTool_CMDコマンドは、macOS/README.mdによると、Xcodeでビルドしてカスタマイズできると説明があるが、標準のコマンドはmacOS/bin/WCHISPTool_CMDにある。

ただし、実行権限がないので、chmodで付与する。

% ls -l
-rw-r--r--@ 1 USERNAME  staff  406432  6  1 13:45 WCHISPTool_CMD

% chmod +x WCHISPTool_CMD

% ls -l
-rwxr-xr-x@ 1 USERNAME  staff  406432  6  1 13:45 WCHISPTool_CMD  

3.3.3 マニュアルの説明に従う

「4.1.1 USB ダウンロード モード」に従い、以下の操作を行う。

① USBをつなぐ

MCU が BOOT ダウンロード モードであり、USB デバイスの PID が 0x55e0 であることを確認してください

② USBデバイスのロケーションIDを確認

システムレポート -> ハードウェア -> USB でデバイスを見つけます。 USB デバイス ツリー内のロケーション ID を次の図に示します

BOOTを1にてマイコンボードをMacにつなぎ、システム情報で確認する。

上記スクショの通り、

• 製品ID：0x55e0
• 場所ID：0x00133000

を確認した。

③ ダウンロード命令の実行

configファイルとhexファイルがあるディレクトリに移動して、以下のコマンドを投入。

% sudo ./WCHISPTool_CMD/macOS/bin/WCHISPTool_CMD -p 0x00133000 -c CH32V203_233B5BBCCDAB4BA3.ini -o program -f GPIO_Toggle.hex 
Password:

=====ISP_Command_Tool=====

TOOL VERSION:  V3.50

p:0x00133000
b:0
v:0
c:CH32V203_233B5BBCCDAB4BA3.ini
o:0
f:GPIO_Toggle.hex

{"Device":0x00133000", "Status":"Fail", "Code":6, "Message":"Fail to find any valid isp device"}

Fail to find any valid isp device（デバイスが見つからない）エラーとなった。

マイコンをリセット後、再度、Bootモードにてコマンドを投入したが、同じエラーである。
念のため、Xcodeでビルドしたコマンドを使用してみたが、結果は同じ。

シリアル接続で試すも、同じ結果。

% sudo ./WCHISPTool_CMD/macOS/bin/WCHISPTool_CMD -p /dev/cu.usbmodem8D568F0612342 -b 115200 -c CH32V203_233B5BBCCDAB4BA3.ini -o program -v boot -f GPIO_Toggle.hex

=====ISP_Command_Tool=====

TOOL VERSION:  V3.50

p:/dev/cu.usbmodem8D568F0612342
b:115200
v:1
c:CH32V203_233B5BBCCDAB4BA3.ini
o:0
f:GPIO_Toggle.hex

{"Device":/dev/cu.usbmodem8D568F0612342", "Status":"Fail", "Code":6, "Message":"Fail to find any valid isp device"}

Xcodeでトレースすると、次の関数がエラーとなっている。

iDevCnt = WCH55x_EnumDevices(AfxDnDev, DEV_MAX_NUMBER, &BtChipSeries, &BtChipType, &IsPreBTV230);

WCH55x_EnumDevicesは受け取るものだけで、特に渡しているパラメタが無いので、環境が疑われる。

XcodeのプロジェクトでApp SandboxにUSBを追加してみると、_libsecinit_appsandbox.coldで例が発生・・・

App Sandbox周りが怪しいので、後日、もう少し調べてみます。

4. おわりに

VSCode + PlatformIOで、ビルドとリシアルによる書き込みができました。また、WCHISPTool_CMDコマンドはまだ使えませんが、wchispコマンドでUSBでの書き込みができたので、当初の目的は達成できました。

Rust環境も作れたので、RISK-Vコアだし、今後、Rustで何かやってみたいと思います。

以上