基于nanoESP32-C3开发板用ESP32-c3下试跑Zephyr

上周MuseLab的吴同学寄来一片nanoESP32-C3–一块带有ESPLink（base DAPlink）的ESP32-C3开发板。

正好最近支持esp32-c3的pr已经merge进入zephyr main，就拿来试跑一下。

想要在esp32-c3上尝鲜的同学请注意，目前esp32-c3刚刚把soc移植进去，对驱动支援有限，要实际使用可能还有比较长的一段路要走。

Zephyr esp32c3编译和下载

编译环境的搭建和esp32差别不大，参考文章Zephyr ESP32环境搭建即可，主要差别是toolchain的位置，修改环境变量即可

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export ESPRESSIF_TOOLCHAIN_PATH=“${HOME}/.espressif/tools/riscv32-esp-elf/1.24.0.123_64eb9ff-8.4.0/riscv32-esp-elf”

使用esp32c3_devkitm编译出来的sample可以直接在nanoESP32-C3上跑起来：

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west build -b esp32c3_devkitm samples/hello_world

烧写方式和esp32一致

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west flash --esp-device /dev/ttyS5

跑起来的log如下

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ESP-ROM:esp32c3-api1-20210207

Build:Feb 7 2021

rst:0x1 （POWERON），boot:0xc （SPI_FAST_FLASH_BOOT）

SPIWP:0xee

mode:DIO， clock div:2

load:0x3fcd6100，len:0x17f4

load:0x403ce000，len:0x8c8

load:0x403d0000，len:0x2c04

SHA-256 comparison failed：

Calculated： 0f38ba975edd6cdf3fa47a8186ed194cb3bf731b54225a98c8467c9b601ce1a8

Expected： 6b0078e7157b7406a271378332f5b65ceec18db5ee861bd4c76427a90993a786

Attempting to boot anyway.。。

entry 0x403ce000

I （49） boot： ESP-IDF c21d252a2 2nd stage bootloader

I （49） boot： compile time 1411

I （49） boot： chip revision： 3

I （51） boot_comm： chip revision： 3， min. bootloader chip revision： 2

I （59） boot.esp32c3： SPI Speed ： 40MHz

I （63） boot.esp32c3： SPI Mode ： DIO

I （68） boot.esp32c3： SPI Flash Size ： 4MB

I （73） boot： Enabling RNG early entropy source.。。

I （78） boot： Partition Table：

I （82） boot： ## Label Usage Type ST Offset Length

I （89） boot： 0 nvs WiFi data 01 02 00002000 00006000

I （96） boot： 1 phy_init RF data 01 01 00008000 00001000

I （104） boot： 2 factory factory app 00 00 00010000 00100000

I （111） boot： End of partition table

I （116） boot_comm： chip revision： 3， min. application chip revision： 0

I （123） esp_image： segment 0： paddr=00010020 vaddr=3c010020 size=00254h （ 596） map

I （132） esp_image： segment 1： paddr=0001027c vaddr=3fc82488 size=00068h （ 104） load

I （140） esp_image： segment 2： paddr=000102ec vaddr=40380000 size=02488h （ 9352） load

I （151） esp_image： segment 3： paddr=0001277c vaddr=00000000 size=0d89ch （ 55452）

I （168） esp_image： segment 4： paddr=00020020 vaddr=42000020 size=003ech （ 1004） map

I （170） boot： Loaded app from partition at offset 0x10000

I （172） boot： Disabling RNG early entropy source.。。

*** Booting Zephyr OS build zephyr-v2.6.0-1514-g718c77a4cdc4 ***

Hello World！ esp32c3

和esp32一样zephyr是作为app被ESP32C3的loader引导起来的，今年开发者大会乐鑫的ppt上提到今年4季会引入MCUBoot，也许到时候stage1不再是黑盒子

调试

编译openocd

nanoESP32-C3上面带有daplink可以搭配openocd对esp32-c3进行jtag调试。由于我主力使用windows，需要windwos版本的，但官方提供编译好的windows openocd不支持daplink，因此需要自己编译。按官方的步骤编译有一些依赖问题，这里记录一下我的编译步骤：

1. 安装MSYS2

注意一定要安装MSYS2带有32位支持，执行的时候用mingw32.exe

2. 安装依赖软件

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pacman -S --noconfirm --needed autoconf automake git make mingw-w64-i686-gcc mingw-w64-i686-toolchain mingw-w64-i686-libtool mingw-w64-i686-pkg-config mingw-w64-cross-winpthreads-git p7zip

安装libusb和libhidapi， 官方文档的libusb是手动指定的，但在configure的时候会提示找不到。libhidapi是cmsis-dap的依赖

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pacman -S mingw-w64-i686-libusb

pacman -S mingw-w64-i686-hidapi

3. 编译

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export LDFLAGS=“$LDFLAGS -L/mingw32/bin/”

export CPPFLAGS=“$CPPFLAGS -D__USE_MINGW_ANSI_STDIO=1 -Wno-error”; export CFLAGS=“$CFLAGS -Wno-error”

git clone --recursive https://github.com/espressif/openocd-esp32.git

cd openocd-esp32/

。/bootstrap

。/configure --disable-doxygen-pdf --enable-ftdi --enable-jlink --enable-ulink --enable-cmsis-dap --build=i686-w64-mingw32 --host=i686-w64-mingw32

make

mkdir out

export DESTDIR=“$PWD/out”

make install

cp /mingw32/bin/libusb-1.0.dll $DESTDIR/mingw32/bin

cp /mingw32/bin/libhidapi-0.dll $DESTDIR/mingw32/bin

指定-L/mingw32/bin/是因为在configure检查的时候遇到找不到libz的情况。

以上步骤做完后 openocd就编译并安装到out下了

启用esp32-c3 jtag

esp32-c3默认没有开启jtag支持，需要使用esp-idf下的工具重写fuse， 脚本在components/esptool_py/esptool/下，执行

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。/espefuse.py -p /dev/ttyS5 burn_efuse JTAG_SEL_ENABLE

按照提示输入BURN，看到下面的信息说明已经烧成功

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Connecting.。。。

Detecting chip type.。。 ESP32-C3

espefuse.py v3.1-dev

The efuses to burn：

from BLOCK0

- JTAG_SEL_ENABLE

Burning efuses：

- ‘JTAG_SEL_ENABLE’ （Set this bit to enable selection between usb_to_jtag and pad_to_jtag through strapping gpio10 when both reg_dis_usb_jtag and reg_dis_pad_jtag are equal to 0.） 0b0 -》 0b1

Check all blocks for burn.。。

idx， BLOCK_NAME， Conclusion

［00］ BLOCK0 is empty， will burn the new value

。

This is an irreversible operation！

Type ‘BURN’ （all capitals） to continue.

BURN

BURN BLOCK0 - OK （write block == read block）

Reading updated efuses.。。

Checking efuses.。。

Successful

`

使用

在share/openocd/scripts/interface/cmsis-dap.cfg中添加

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adapter_khz 5000

否则会提示Error： CMSIS-DAP command CMD_DAP_SWJ_CLOCK failed.而退出openocd

执行

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cd out/mingw32/bin/

。/openocd.exe -f 。。/share/openocd/scripts/interface/cmsis-dap.cfg -f 。。/share/openocd/scripts/target/esp32c3.cfg

将会看到

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Open On-Chip Debugger v0.10.0-esp32-20210721 （2021-07-28-17:08）

Licensed under GNU GPL v2

For bug reports， read

http://openocd.org/doc/doxygen/bugs.html

adapter speed： 5000 kHz

Info ： Listening on port 6666 for tcl connections

Info ： Listening on port 4444 for telnet connections

Info ： CMSIS-DAP： SWD Supported

Info ： CMSIS-DAP： JTAG Supported

Info ： CMSIS-DAP： FW Version = 0255

Info ： CMSIS-DAP： Serial# = 0800000100540055430000094e504332a5a5a5a597969908

Info ： CMSIS-DAP： Interface Initialised （JTAG）

Info ： SWCLK/TCK = 1 SWDIO/TMS = 1 TDI = 1 TDO = 1 nTRST = 0 nRESET = 1

Info ： CMSIS-DAP： Interface ready

Info ： clock speed 5000 kHz

Info ： cmsis-dap JTAG TLR_RESET

Info ： cmsis-dap JTAG TLR_RESET

Info ： JTAG tap： esp32c3.cpu tap/device found： 0x00005c25 （mfg： 0x612 （Espressif Systems）， part： 0x0005， ver： 0x0）

Info ： datacount=2 progbufsize=16

Info ： Examined RISC-V core; found 1 harts

Info ： hart 0： XLEN=32， misa=0x40101104

Info ： Listening on port 3333 for gdb connections

在WSL中执行

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~/.espressif/tools/riscv32-esp-elf/1.24.0.123_64eb9ff-8.4.0/riscv32-esp-elf/bin/riscv32-esp-elf-gdb build/zephyr/zephyr.elf

开启gdb后执行

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target remote 127.0.0.1:3333

set remote hardware-watchpoint-limit 2

mon reset halt

flushregs

thb main

c

就可以跳到main执行

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Temporary breakpoint 1， main （） at /mnt/d/code/zephyrproject/zephyr/samples/hello_world/src/main.c:12

12 printk（“Hello World！ %s

”， CONFIG_BOARD）;

之后用gdb进行debug即可，当然也可以通过vscode调用gdb进行图像化的调试操作

参考

https://github.com/wuxx/nanoESP32-C3https://docs.zephyrproject.org/latest/boards/riscv/esp32c3_devkitm/doc/index.html

https://docs.espressif.com/projects/esp-idf/en/latest/esp32/api-guides/jtag-debugging/building-openocd-windows.html

编辑：jq