RISC-V用のプログラムを開発する場合、いくつかの方法があります。
- Arduino IDEを使って開発する
- Freedom-E-SDKを使って開発する
Arduino IDEは他のArduinoプラットフォームとの親和性が良く、Arduinoチップとして楽しむならば十分な環境です。また、Freedom-E-SDKはコンソールを使ってプログラムのコンパイルやアップロードを行う環境で、初心者にはややハードルが高いですが、柔軟なプログラムを開発することができます。
そんな中で、Linux, Windows, MacOSに対応した開発環境として、EclipseをベースとしたGUIツールとして、SiFive社から”Freedom Studio“という開発環境が公開されています。
図：Freedom StudioのGUI画面
Freedom Studioのダウンロードとインストール
Freedom StudioのダウンロードはSiFiveのホームページから誰でもダウンロードすることができます。
SiFiveのウェブサイトから、Windows版のFreedom Studio(v20180122 beta3)をダウンロードします。ダウンロード完了してファイルを展開し、FreedomStudio\Freedom Studio.exeをダブルクリックするだけでFreedom Studioを起動できます。
さらに、HiFive1をWindows上でデバッグするためには、Windowsにドライバをインストールする必要があります。マニュアルには$(Freedom Studioのパッケージ場所)\FreedomStudio\SiFive\Miscに格納されているドライバをインストールすることと書いてありますが、どうやらドライバは$(Freedom Studioのパッケージ場所)\FreedomStudio\Sifive\Driverに移動しているようです。HiFive1を使用するときはHiFive1_Driver.exe、それ以外の場合はOlimex_Driver.exeをインストールします。
サンプルプログラムをインポートしてHiFive1で動作させる
それでは、Freedom Studioに格納されているサンプルプログラムを動作させてみましょう。サンプルプログラムはFreedomStudio\SiFive\Examplesに圧縮して格納されています。ここでは、HiFive1.zipを展開してインポートします。HiFive1.zipを展開すると、以下のプロジェクトが用意されていることが分かります。
- demo_gpio
- dhrystone
- hello
- led_fade
つぎに、このプロジェクトをインポートします。Freedom Studioのメニューから[File]→[Open Projects from File System…]をクリックします。”Import Projects from File System or Archive”ウィンドウが開きますので、”Import source:” に先ほど展開したディレクトリの場所を指定します。
図：Import Projects でExampleのディレクトリを指定する
自動的にサンプルプログラムが読み込まれ、プロジェクトがインポートされます。[Finish]ボタンをクリックすると、プロジェクトがロードされていることが分かります。
図：Freedom Studioにプロジェクトがインポートされた様子
予めパッケージに含まれているサンプルプログラムをFreedom Studioにインポートし、その中でサンプルプログラムの一つであるdemo_gpioを動作させます。ビルドを実行し、「Debug Run」を実行するとデバッグモードに移行します。
動作を確認するために、Tera Termからシリアルコンソールを観測すると、無事にコンソールにプログラムの動作状態が表示されました。
freedom-studio-debug
プロジェクト”Hello”を動作させてみよう
次に、”hello”プロジェクトを選択してコンパイルし、HiFive1ボードで動作させてみましょう。hello.cの中身は以下のようになっています。
#include <stdio.h>
int main()
{
puts("hello world!\n");
return 0;
}
“hello”プロジェクトを選択して、メニューから[Project]→[Build All]を選択します。プロジェクトがコンパイルされ、バイナリが生成されていることが分かります。
図：プロジェクトhelloのコンパイル結果
HiFive1はUSB経由でWindowsPCに接続されている状態とします。このときシリアルデバイスが見えていますので、それを観察することにします。ここではTera Termを使用しました。
さて、準備が完了したのでFreedom Studioに戻って、メニューの[Run]→[Debug Configurations]をクリックします。ここでは”hello”プロジェクトをデバッグしたいので、”GDB OpenOCD Debugging”をダブルクリックします。”hello OpenOCD”を選択し、以下の画面が表示されたら、最後に”Debug”ボタンをクリックします。
しばらくすると、プログラムがHiFive1に転送されてプログラムが起動します。Console画面を見ていると、hardware triggerによりプログラムの実行が停止されていることが分かります。これはputs("hello world!n");の部分にデバッグ用のトリガかかけられているためです。
図：Freedom Studioでhelloを実行したところ。ハードウェアトリガがかけられている。
F8キーを押してResume実行しましょう。最後までプログラムが完走するはずです。ここで先ほどのTera Termの画面を見ると、きちんとメッセージが表示されています。
終わりに
今回はRISC-VのGUI開発環境であるFreedom Studioを使ってみました。これまでご紹介した通り、RISC-Vの開発環境は様々なものが用意されています。自分に最適なものを選択して、使ってみてください。
今回で、RISC-Vの連載は終了です。非常に基礎的なものではありますが、RISC-Vを使うための最初のステップについて解説してきました。RISC-Vを使い始めるにあたり、少しでも参考になれば幸いです。
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RISC-Vを使うにはいろんな手段があります。ASICチップが乗っているボードを買ってくることもできますし、FPGAにデザインを焼いて動作させることができます。特にFPGAを使う場合は、自分で簡単にカスタマイズすることもできますので独自のRISC-V環境を作ることもできます。
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