RISC-V CH32V003 - Test i recenzja

[H1M4W4R1]

Wstęp

Ostatnio podkusiło mnie i zafundowałem sobie taki zestaw:

Dzisiaj dotarł i w wolnej chwili zabrałem się za testy tego mniejszego mikrokontrolera (CH32V003)...

Parametry układu (dla obudowy TSSOP20)

• Architektura: RISC-V 32bit
• Taktowanie rdzenia: 48MHz
• RAM: 2kB
• FLASH: 16kB
• Napięcie: 3.3V, 5V
• Maksymalnie dostępne I/O: 18
• Piny ADC: 8
• Rozdzielczość ADC: 10 bit (do przetestowania)
• Interfejs Debuggera: SWIO (Single Wire I/O)
• Zegary: 2x16-bit
• Interfejsy: 1x USART, 1xI2C, 1xSPI
• Cena: ~0.9 PLN (przy zakupie jakichś 250 sztuk, przy MoQ w oficjalnym sklepie sprzedawcy wychodzi nieco drożej, bliżej 1.2-1.5 PLN)

Dostępne są też inne obudowy: TSSOP20, SOP16, SOP8, QFN20 😉

Wyprowadzenia

Środowisko programistyczne

Mikrokontrolery RISC-V firmy WCH programujemy w środowisku MounRiver.

Jest to całkiem udana kopia STM Cube IDE, która działa bardzo wydajnie i nie ma za bardzo do czego się przyczepić. Może poza tym, że czasem ma problemy z buildem i trzeba go kliknąć dwa razy 😉

Do dyspozycji mamy też program WCH-Link, który umożliwia wgrywanie oprogramowania bezpośrednio na mikrokontroler.

W obu przypadkach wgrywanie oprogramowania odbywa się za pomocą programatora WCH-Link, który wspiera zarówno procesory ARM jak i RISC-V od firmy WCH. (Tak jest wspierany przez OpenOCD).

Piszemy program

Jestem masochistą i skorzystałem z dokumentacji i kilku przykładów w internecie by napisać kod na rejestrach... Tak jestem szalonym człowiekiem.

#include "ch32v00x_rcc.h"
#include <stdio.h>
#include "debug.h"

#define GPIO_CNF_OUT_PP 0

int main()
{
    SystemInit();

    // Init delay
    Delay_Init();


    // Enable GPIOs
    RCC->APB2PCENR |= RCC_APB2Periph_GPIOC;

    // GPIO C0 Push-Pull
    GPIOC->CFGLR &= ~(0xf<<(4*0));
    GPIOC->CFGLR |= (GPIO_Speed_10MHz | GPIO_CNF_OUT_PP)<<(4*0);

    while(1)
    {
        // Turn on GPIO
        GPIOC->BSHR = (1<<0);
        Delay_Ms( 1500 );
        // Turn off GPIO
        GPIOC->BSHR = (1<<16);
        Delay_Ms( 1500 );
    }
}

(jest to finalna wersja kodu)
Skompilowałem go (za pierwszym razem kompilacja nie przeszła, za drugim już bez problemu, ale to widocznie kwestia jakiegoś buga w IDE).

Wgrywanie...

Otworzyłem konfigurację "downloadu" kodu na mikrokontroler i pokazało się okienko aktualizacji programatora. Bezmyślnie je kliknąłem i co się okazało? Że posiadałem podpięty scalak do programatora i sobie zbrickowałem programator 😄 Odłączać scalak od programatora do aktualizacji kodu narzędzia!

Dobra lekcja na przyszłość. Windows nie wykrywa urządzenia, pokazuje błąd 28. Przekopałem folder MounRiver Studio i znalazłem sterowniki. Wgrałem je używając narzędzia Windowsowego i załapał, że programator zgubił program. Nie wiem dokładnie jak go naprawiłem, ale zrobiłem to w okienku konfiguracyjnym MounRiver (prawdopodobnie zrobiłem Query programatora i samo znalazło programator bez softu i go wgrało).

Po ustawieniu wszystkich zmiennych kliknąłem Download i program się wgrał.

Ale nie działa...

Okazało się, że dioda świeci cały czas. Jako, że oscyloskop miałem odpięty i za bardzo nie chciało mi się go podpinać poszedłem "drogą przez mękę" i poszukałem źródeł z przykładami.

Znalazłem oficjalne, pobrałem i wgrałem ich Blink'a. Okazało się, że działa poprawnie. Skoro u mnie dioda świeci cały czas, a w oficjalnym mruga to problem leży zdecydowanie w Delay'u. Porównując kody okazało się, że mikrokontroler (SysInit) inicjuje dzielniki zegarowe Delay'a na 0 i trzeba ręcznie wywołać funkcję inicjacji, by dzielniki dostosowały się do taktowania procesora. Okej, w STM ogarnia to CubeMX, może też trzeba (szczerze nie pamiętam), mój błąd.

Po poprawieniu mojego kodu wgrałem go i działał poprawnie. Na tym zakończyłem swoje aktualne testy (do mojego zapotrzebowania przełączanie wyjścia cyfrowego jest wystarczające, w wolnej chwili poczytam o ADC i potestuję 😄)

 

Opinia

Czy układ jest wart swojej ceny? No a gdzie znajdziecie 32-bitowy mikrokontroler z taktowaniem 48MHz za niecałą złotówkę? W wielu projektach hobbystycznych nie potrzeba gigantycznej mocy obliczeniowej i wystarczy takie małe coś, co przełączy odpowiednie wyprowadzenia. Jak za tą cenę to jestem bardzo zadowolony z jego możliwości i nie ma co narzekać na to, że programator idzie ubić zapominając o odłączeniu kabelków (przynajmniej dało się naprawić).

Firma WCH posiada w ofercie też dużo bardziej zaawansowane układy oparte o architekturę RISC-V np. CH32V307 z wbudowanym USB 2.0 HS (razem z PHY, co rzadko się spotyka w przypadku ARM), a idąc tym tropem posiadają nawet CH565 z wbudowanym USB 3.0 (też razem z warstwą fizyczną).

A dla zwolenników bardziej klasycznych układów: klon STM32F103 na architekturze RISC-V 😉 Lub konkurencja dla ESP w dziedzinie BLE...

Konkludując - warto zainteresować się architekturą RISC-V do zastosowań hobbystycznych ze względu na niską cenę tych układów. Zwłaszcza CH32V003, który jest wystarczający do wielu projektów, a obecne ceny ATTiny oscylują w granicach 3-4 PLN za sztukę.

Post Scriptum

Myślę nad serią artykułów z projektowania PCB na bazie CH32V003, czy byliby chętni na taki zestawik?

 

[DeadGeneratio]

Niedługo będę go zamawiał z ciekawości ale bawi mnie trochę cena na aliexpress, gdzie za samą płytkę wychodzi 11 zł, a za zestaw z programatorem już 28.

[H1M4W4R1]

57 minut temu, DeadGeneratio napisał:

Niedługo będę go zamawiał z ciekawości ale bawi mnie trochę cena na aliexpress, gdzie za samą płytkę wychodzi 11 zł, a za zestaw z programatorem już 28.

Bo programator ma sporo mocniejszy MCU na pokładzie niż sama płytka 😉 Uprzedzam: łatwo go uceglić (ale da się odceglić, więc nie jest źle).

Sam CH32V003 w hurcie to koszt jakichś 10 centów w najtańszej wersji 😄  W sam raz w miejsca, gdzie nie chcesz wkładać czegoś droższego, bo może to zeżreć kwas czy sprzęt może "wybuchnąć" (aka. mcu steruje przetwornicą wysokiego napięcia itp.)

[DeadGeneratio]

A jak tam idzie czytanie o ADC? Ja zaczynam dopiero na rejestrach ADC ale w STM32 i z chęcią zobaczyłbym jak to działa na innych płytkach, więc jestem jak najbardziej za serią artykułów.

[Polecacz 101]

Produkcja i montaż PCB - wybierz sprawdzone PCBWay!
   • Darmowe płytki dla studentów i projektów non-profit
   • Tylko 5$ za 10 prototypów PCB w 24 godziny
   • Usługa projektowania PCB na zlecenie
   • Montaż PCB od 30$ + bezpłatna dostawa i szablony
   • Darmowe narzędzie do podglądu plików Gerber
Zobacz również » Film z fabryki PCBWay

[DeadGeneratio]

Myślę, że możesz dodać do recenzji temat przywracania zbrickowanego programatora, z zapałem kliknąłem aktualizację oprogramowania mając go wpiętego do płytki. W przypadku gdy w menadżerze urządzeń widnieje on jako nieznane urządzenie to dobrze. Jak pojawia się w jakikolwiek inny sposób to należy odinstalować urządzenie wraz z sterownikiem. W tym momencie gdy programator jest przygotowany w taki sposób należy odpiąć go od laptopa i znaleźć w folderze z IDE WCH-Link Utility. W moim przypadku ścieżka dostępu wygląda tak: Dysk D -> MounRiver -> MSR_Community -> ExTool -> SWDTool -> WCH-LinkUtility.exe. Nie musiałem go uruchamiać na uprawnieniach administratora. Gdy pojawi się główne okno programu wpinamy programator, powinien zostać wykryty w dolnej części programu w miejscu gdzie u mnie pokazało poprawne wgranie softu:

 

Klikamy drugą opcję od góry od lewej strony o nazwie Connect WCH-Link zostawiając takie ustawienia jak są, i program powinien automatycznie wykryć brak oprogramowania. W dolnej części pojawi się pasek postępu, a po ukończonym wgrywaniu wyświetli stosowny komunikat.

Edit: myślę, że za szybko szampana otworzyłem, co prawda z płytki zgasła mrugająca niebieska dioda zagłady, ale IDE nie wykrywa jeszcze programatora.

Edit2: po instalacji sterowników z MounRiver -> MRS_Community -> LinkDrv -> WCHLink -> DRVSETUP64 -> DRVSETUP64.exe w menadżerze urządzeń widoczny jest poprawnie jak przed ucegleniem jednak IDE ma dalej problem. Nawiązuje połączenie ale krzyczy o statusie Read-Protect.

Open On-Chip Debugger 0.11.0+dev-02415-gfad123a16-dirty (2023-09-22-10:36)
Licensed under GNU GPL v2
For bug reports, read
	http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html
Info : only one transport option; autoselect 'sdi'
Warn : Transport "sdi" was already selected
Ready for Remote Connections
Started by GNU MCU Eclipse
Info : Listening on port 6666 for tcl connections
Info : Listening on port 4444 for telnet connections
Info : WCH-LinkE  mode:RV version 2.11 
Info : wlink_init ok
Info : clock speed 6000 kHz
Info : [wch_riscv.cpu.0] datacount=2 progbufsize=8
Info : [wch_riscv.cpu.0] Examined RISC-V core; found 1 harts
Info : [wch_riscv.cpu.0]  XLEN=32, misa=0x40901105
[wch_riscv.cpu.0] Target successfully examined.
Info : starting gdb server for wch_riscv.cpu.0 on 3333
Info : Listening on port 3333 for gdb connections
Info : accepting 'gdb' connection on tcp/3333
Info : device id = 0x683aabcd
Info : flash size = 64kbytes
Warn : Prefer GDB command "target extended-remote :3333" instead of "target remote :3333"
Error: Read-Protect Status Currently Enabled
Error: failed erasing sectors 0 to 6
Error: flash_erase returned -4
Info : dropped 'gdb' connection

Edit3: okej, okazuje się, że w domyśle jest ochrona, którą należy wyłączyć. Należy wejść w strzałkę i kliknąć raz na trzecią ikonkę. Po wszystkim program się wgrywa oraz działa.

Edytowano Grudzień 1, 2023 przez DeadGeneratio