Zephyr RTOS¶

IPRO SDK は Zephyr v4.4.0 のモジュールでもあります。SDK の HAL と SoC ドライバーが Zephyr のデバイスドライバー API の背後にあるため、FreeRTOS の代わりに Zephyr でアプリケーションを作成できます。このページは Zephyr 側のリファレンスで、ボード、ワークスペース、west によるビルドと書き込み、サンプル、制限事項を扱います。FreeRTOS アプリケーションとそのビルドは変わりません。

要点

ボード：ipro7_evb（IPRO7 EVB）と ipro7ai_evk（IPRO7AI EVK）。V2.2.1 には IPRO7AI Reef EVK 用の Zephyr ボード定義がありません。Reef では FreeRTOS アプリケーションを使用してください。
利用できるもの：一般的な周辺機能のドライバー、BLE（ビルド済みの IPRO BLE コントローラー上の Zephyr ホスト）、OpenThread を使う IEEE 802.15.4、MCUboot と BLE 経由の MCUmgr による更新。
利用できないもの：低消費電力モード、カメラ、オーディオコーデック、USB、SD ホスト、イーサネット、NPU の Zephyr ドライバー。
コンソール：UART0、2,000,000 baud。ホストに必要なもの：venv を使える Python 3、git、GitHub へのネットワークアクセス、CMake 3.20 以降。
最初のビルド：ワークスペース、次にビルド、書き込み、コンソール。

概要¶

ファイル／ディレクトリ	役割
`west.yml`	SDK は west のマニフェストリポジトリです。Zephyr v4.4.0 を固定し、許可リストにあるモジュールだけをインポートします
`zephyr/module.yml`	SDK を Zephyr モジュールとして、ボード、SoC、devicetree バインディング、`west flash` のランナーとともに登録します
`zephyr/boards/`、`soc/`、`dts/`	ボード定義、SoC 定義、devicetree バインディング
`zephyr/drivers/`、`hal_glue/`、`include/`	Zephyr ドライバーと、SDK の HAL とのグルーコード
`zephyr/patches.yml`、`patches/`	SDK による Zephyr への 2 つのパッチ。ワークスペースの作成時に適用されます
`zephyr/samples/`、`zephyr/tests/`	SDK のサンプルとテストスイート
`tools/zephyr/`	ワークスペースの作成、ビルド、書き込み、コンソールを開くためのスクリプト

Zephyr ドライバーは SDK の HAL を呼び出し、HAL は bsp/ から直接コンパイルされます。BLE は Zephyr のホストと IPRO BLE コントローラーのアーカイブを使います。IEEE 802.15.4 は Zephyr のドライバーインターフェースと OpenThread を使います。

対応ボード¶

Zephyr ボード	ハードウェア	Flash（devicetree）	PSRAM	`west flash` のデフォルト
`ipro7_evb`	IPRO7 EVB	2 MB	なし	`--pt=partition_cfg_2M.toml`、IPRO7 CMSIS-DAP プローブ経由でダウンロードモード
`ipro7ai_evk`	IPRO7AI EVK	1 MB	8 MB	`--pt=partition_cfg_1M_boot2.toml`、`--boot=shell`

どちらのボードも、コンソールは UART0、2,000,000 baud です。
パーティションテーブルの名前は、IntelProCube の chips/ipro7/partition/ 以下のファイルを指します。
ipro6s_evb のボードファイルは SDK に同梱されていますが、本リリースでは IPRO6S は Zephyr でサポートされていません。

IPRO7AI Reef EVK

V2.2.1 には Reef 用の Zephyr ボードも、Reef のカメラ、オーディオ、LED、microSD ソケットの devicetree もありません。本リリースでは、Reef での Zephyr イメージの動作は検証されていません。Reef で Zephyr が必要な場合は、INTELPRO にお問い合わせください。

ワークスペース¶

tools/zephyr/bootstrap.sh は SDK ルートに zephyr-workspace/ を作成します。初回の実行時に、Zephyr とそのモジュールを GitHub からダウンロードします。

tools/zephyr/bootstrap.sh              # zephyr-workspace/ を作成
source zephyr-workspace/env.sh         # ZEPHYR_BASE、CROSS_COMPILE を設定し、west を PATH に追加

スクリプトは次の処理を行います。

zephyr-workspace/.venv を作成し、west をインストールします。
SDK の west.yml から west を初期化し、west update を実行します（デフォルトは shallow）。
zephyr/patches.yml のパッチを適用します。
Zephyr と MCUboot の Python 依存パッケージをインストールします。
env.sh を書き出します：ZEPHYR_TOOLCHAIN_VARIANT=cross-compile、CROSS_COMPILE、ZEPHYR_BASE、PATH。

オプション／変数	意味
`-w DIR`	別のワークスペースディレクトリを使用
`--full`	Zephyr とモジュールを全履歴付きで取得
`IPRO_TOOLCHAIN`	ツールチェーンのディレクトリ。デフォルトは `/opt/toolchain/riscv_ipro7`

west.yml がインポートするのは mbedtls、tf-psa-crypto、openthread、picolibc、segger、mcuboot、liblc3、zcbor だけです。

bootstrap の再実行

bootstrap は更新の前に、パッチが変更する Zephyr のファイルを固定リビジョンの状態に戻します。それらのファイルへのローカルな編集は破棄されます。

Zephyr には CMake 3.20 以降が必要です。tools/cmake/ の CMake は Linux x86-64 用の 3.15 で、FreeRTOS のビルド専用です。

ビルド、書き込み、コンソール¶

source env.sh の後、zephyr-workspace/ で次を実行します。

west build -b ipro7_evb zephyr/samples/hello_world                       # Zephyr のサンプル
west build -b ipro7_evb ../zephyr/samples/periph_smoke -d build/smoke     # SDK のサンプル
west flash -d build/smoke
../tools/zephyr/monitor.sh --port /dev/cu.usbserial-XXXX                  # コンソール、2,000,000 baud

SDK ルートからは、tools/zephyr/build.sh [-b ipro7_evb|ipro7ai_evk] [-d DIR] [-p] APP [-- cmake args] が west build をラップしており、SDK のサンプルを名前で指定できます（tools/zephyr/build.sh -b ipro7ai_evk periph_smoke）。

west flash は SDK の ipro ランナー（zephyr/scripts/runners/ipro.py）を使います。ランナーはボードをダウンロードモードにし、IntelProCube のコマンドラインツールで zephyr.bin を書き込み、ボードをリセットします。

ランナーのオプション	意味
`--boot probe` / `shell` / `manual`	ボードをダウンロードモードにする方法：IPRO7 CMSIS-DAP プローブ（デフォルト）、動作中のイメージの `reboot_dl`、または手動
`--port`、`--probe-port`	書き込み用 UART とプローブのブリッジのポート。デフォルトは `$IPRO_SERIAL_PORT`、`$IPRO_PROBE_PORT`
`--tool`	IntelProCube の CLI バイナリ。デフォルトは `$IPRO_FLASH_TOOL`、または `PATH` 上のツール
`--pt`	パーティションテーブル：`.toml` のパス、またはツールの `chips/<chip>/partition/` 以下のテーブル名
`--baudrate`、`--console-baud`	書き込みのボーレートと、`--boot shell` で使うコンソールのボーレート。どちらもデフォルトは 2000000
`--no-reset`、`--attempts`、`--tool-arg`	ダウンロードモードのままにする。再試行回数（3）。ツールへの追加引数

ランナーのオプションは -- の後に渡します。例：west flash -- --boot shell --port /dev/cu.usbserial-XXXX。

west flash は --chip-variant を渡しません。IntelProCube は、その chips/ipro7/eflash_loader/eflash_loader_cfg.ini に保存されている flash pin の設定を使います。
MCUboot を含む sysbuild のイメージでは、west flash がまず tools/zephyr/merge_mcuboot.py で MCUboot と署名済みアプリケーションを 1 つのイメージに結合します。
tools/zephyr/flash.sh は reboot_dl を 115200 baud で送信しますが、動作中の Zephyr イメージ（2,000,000 baud）はこれを受信しません。先に手動でダウンロードモードに入れるか、west flash を使用してください。

機能¶

分野	Zephyr での対応
ドライバー	GPIO、UART（非同期を含む）、SPI、I2C、PWM、ADC、DAC、counter/RTC、ウォッチドッグ、Flash、DMA、entropy、hwinfo、I2S/PDM
ディスプレイ	Zephyr 自身の ST7789V ドライバーによる IPRO7AI EVK の LCD
Bluetooth LE	`components/wireless/bluetooth/ipro_ble_controller/lib/` の IPRO BLE コントローラーのアーカイブ上で動く Zephyr ホスト
IEEE 802.15.4 / Thread	Zephyr の IEEE 802.15.4 ドライバーと OpenThread。Thread と Matter を参照
ブートと更新	sysbuild による MCUboot。MCUmgr SMP による BLE 経由のイメージのアップロード。OTA アップデートを参照

Zephyr では、BLE コントローラーのアーカイブを次のキーで選択し、devicetree オーバーレイで bt_hci ノードを有効にします（zephyr/samples/bt_peripheral_hr/ipro7.overlay）。

zephyr/samples/bt_peripheral_hr/ipro7.conf（抜粋）

CONFIG_IPRO7_EM_SIZE_KB=16
CONFIG_BT_IPRO_CTLR_LIB="link1_periph"
CONFIG_BT_IPRO_CTLR_FEATURE="bt52"
CONFIG_BT_MAX_CONN=1
CONFIG_ENTROPY_GENERATOR=y

ISO と LE Audio には zephyr/samples/bt_le_audio/iso.conf（link1、bt54_iso2、CONFIG_IPRO7_EM_SIZE_KB=32）を使います。アーカイブの組み合わせについては BLE 開発で説明しています。

サンプル¶

サンプル（`zephyr/samples/`）	ボード	内容
`periph_smoke`	`ipro7_evb`	各ドライバーを動かします：GPIO、UART、SPI、I2C、PWM、Flash、DMA、counter、ウォッチドッグ、TRNG
`mcuboot_app`	`ipro7_evb`、`ipro7ai_evk`	boot2 → MCUboot → イメージのブートチェーンを確認します
`ble_ota`	`ipro7_evb`、`ipro7ai_evk`	MCUboot + MCUmgr SMP。BLE で更新します
`bap_broadcast_source`	`ipro7_evb`、`ipro7ai_evk`	LE Audio のブロードキャストソース（LC3）
`bap_broadcast_sink`	`ipro7ai_evk`	LE Audio のブロードキャストシンク。EVK のスピーカーで再生します
`le_audio_headset`	`ipro7ai_evk`	LE Audio のユニキャストヘッドセット（CAP acceptor）
`evk_demo`	`ipro7ai_evk`	EVK の LCD、マイク、スピーカー、カメラプレビュー用の `evk` シェルコマンド
`ieee802154_shell`	`ipro7_evb`	IEEE 802.15.4 シェル。OpenThread 用の `ot.conf` と `csl.conf` も含みます
`bt_peripheral_hr`、`bt_le_audio`	–	Zephyr 自身のサンプル用の設定フラグメント

SDK のフラグメントを使った Zephyr 自身のサンプル（zephyr-workspace/ で実行）：

west build -b ipro7_evb zephyr/samples/bluetooth/peripheral_hr -- \
    -DEXTRA_CONF_FILE=$PWD/../zephyr/samples/bt_peripheral_hr/ipro7.conf \
    -DEXTRA_DTC_OVERLAY_FILE=$PWD/../zephyr/samples/bt_peripheral_hr/ipro7.overlay
west build -b ipro7_evb zephyr/samples/net/openthread/shell -- \
    -DEXTRA_CONF_FILE=$PWD/../zephyr/samples/ieee802154_shell/ot.conf \
    -DEXTRA_DTC_OVERLAY_FILE=$PWD/../zephyr/samples/ieee802154_shell/app.overlay

zephyr/tests/ には、15 のドライバーテストスイート（zephyr/tests/drivers/）と 3 つの SoC テストスイート（camclk、psram、reboot）があり、標準の ztest スイートとして書かれています。

ビルド済みコンポーネント¶

Zephyr のビルドは、HAL を含む SDK のすべてのコードをソースからコンパイルします。例外は次のとおりです。

コンポーネント	場所
IPRO BLE コントローラー	`components/wireless/bluetooth/ipro_ble_controller/lib/`
RF ドライバー	`components/wireless/rf/ipro7_rf/lib/zephyr/`（`libipro_rf_core.a`、`libipro_rf_core_short_enums.a`）
IEEE 802.15.4 MAC	`components/wireless/ieee802154/lib/zephyr/`（`libipro_ieee802154_core.a`、`libipro_ieee802154_core_short_enums.a`）

BLE コントローラーをリンクする場合、イメージ全体が -fshort-enums でコンパイルされ、ビルドは対応する RF と 802.15.4 のバリアントを選びます。

本リリースの制限事項¶

IPRO7AI Reef EVK 用の Zephyr ボードはありません。IPRO6S は Zephyr でサポートされていません。
低消費電力モード：Zephyr の pm_state は PDS にも HBN にも入らず、BLE コントローラーはスリープしません。低消費電力が必要な場合は FreeRTOS を使用してください。低消費電力を参照してください。
カメラ、オーディオコーデック、USB、SD ホスト、イーサネット、NPU の Zephyr ドライバーはありません。ディスプレイは IPRO7AI EVK の LCD のみです。
Zephyr では IPRO7 で Wi-Fi を使用できません。zephyr/drivers/wifi は IPRO6S のオンチップドライバーです。
これらの機能が必要な製品では、FreeRTOS アプリケーションを使用します。

Thread と Matter：OpenThread の設定と最初のテスト。
OTA アップデート：MCUboot と MCUmgr。
BLE 開発：コントローラーのアーカイブと BLE API。
ツールのコマンドライン：tools/zephyr/ のスクリプト。