Arduino Giga R1 WiFi¶

Arduino Giga R1 WiFi は、STMicroelectronics の STM32H747XI を中心に構成された 101 × 53 mm の Mega フォームファクタ基板です。STM32H747XI は、480 MHz の Cortex‑M7 と 240 MHz の Cortex‑M4 を組み合わせたデュアルコア SoC です。OpenMV ファームウェアは完全に M7 コア上で動作します。Giga は、標準的な Arduino Mega ヘッダレイアウトに加えて、22 ピンの Arducam カメラ用フレックスコネクタ、Arduino Giga Display Shield 用の MIPI‑DSI コネクタ、そして 3.5 mm ステレオオーディオジャックを備えています。

完全なデータシート、写真、寸法については、Arduino Giga R1 WiFi 製品ページを参照してください。

主な特徴¶

STMicroelectronics STM32H747XI — デュアル Cortex‑M7 (480 MHz) + Cortex‑M4 (240 MHz)。OpenMV ファームウェアは M7 コアのみで動作します。M4 コアはプロセッサ間通信のために openamp を通じて公開されています。
8 MB の外部 SDRAM に加えて 2 MB の内蔵フラッシュ と 16 MB の外部 QSPI フラッシュ。
ハードウェア JPEG エンコーダ/デコーダ。
22 ピンの Arducam 互換カメラ用フレックスコネクタ (J6) — OV5640 (5MP)、OV7670、GC2145、HM01B0、HM0360 センサーモジュールをドライバでサポート。
MIPI‑DSI ディスプレイコネクタ (J5) — Arduino Giga Display Shield (480×800 静電容量式タッチパネル) 用。加えて、高度なキャリア向けの LTDC RGB ディスプレイエンジンを搭載。
3.5 mm オーディオジャック — ステレオライン出力とマイク入力に対応。
Wi‑Fi b/g/n (2.4 GHz) + Bluetooth LE 5.1 — Murata 1DX (CYW4343W) モジュールによる。基板上の U.FL コネクタ を介して付属アンテナに接続します。
USB‑C (フルスピード) — 電源 / シリアル / プログラミング用。
ユーザー I/O — Mega スタイルのヘッダ上に D0–D75 (デジタル)、A0–A11 (アナログ)、DAC0/DAC1 (DAC 出力)、CAN_RX/CAN_TX (FDCAN2)、および内側列の SDA1/SCL1 I²C ペアを備えています。基板前面の独立した 6 ピン SPI1 ヘッダには CIPO/COPI/SCK (D89/D90/D91) が引き出されています。
JTAG / SWD — 高度なデバッグ用に上面のデバッグヘッダに引き出されています。

ピン配置¶

ピンリファレンス¶

Arduino Mega スタイルのヘッダには、76 本のデジタルピン (D0–D75)、12 本のアナログピン (A0–A11)、2 本の DAC 出力 (DAC0/DAC1)、セカンダリ I²C ペア (SDA1/SCL1)、および FDCAN2 ペア (CAN_RX/CAN_TX) が公開されています。基板前面の独立した 6 ピン SPI1 ヘッダには CIPO/COPI/SCK (D89/D90/D91) が引き出されています。

ピン名	リファレンス	機能
D0	3.3 V	USART1 RX (Serial1) / TIM4 CH2
D1	3.3 V	USART1 TX (Serial1) / TIM1 CH2
D2	3.3 V	TIM2 CH4 / TIM5 CH4 / USART2 RX
D3	3.3 V	TIM2 CH3 / TIM5 CH3 / USART2 TX
D4	3.3 V	TIM8 CH1 / UART8 TX
D5	3.3 V	TIM3 CH2 / SPI1 MOSI / SPI6 MOSI
D6	3.3 V	TIM4 CH2
D7	3.3 V	TIM3 CH1 / SPI1 MISO / SPI3 MISO / SPI6 MISO
D8	3.3 V	TIM4 CH3 / I2C1 SCL / I2C4 SCL / UART4 RX
D9	3.3 V	TIM4 CH4 / I2C1 SDA / I2C4 SDA / UART4 TX
D10	3.3 V	TIM1 CH1 / TIM8 CH3N
D11	3.3 V	TIM8 CH2 / SPI5 MOSI
D12	3.3 V	TIM8 CH2N / SPI5 MISO
D13	3.3 V	TIM12 CH1 / SPI5 SCK
D14	3.3 V	USART6 TX (Serial2) / SPI6 MOSI
D15	3.3 V	USART6 RX (Serial2) / TIM3 CH2 / TIM8 CH2
D16	3.3 V	UART4 TX (Serial3) / TIM8 CH1N
D17	3.3 V	UART4 RX (Serial3)
D18	3.3 V	USART2 TX (Serial4)
D19	3.3 V	USART2 RX (Serial4) / SPI3 MOSI
D20	3.3 V	I2C2 SDA / TIM2 CH4 / USART3 RX
D21	3.3 V	I2C2 SCL
D22	3.3 V	GPIO
D23	3.3 V	GPIO / SPI6 SCK
D24	3.3 V	GPIO / SPI6 MISO
D25	3.3 V	GPIO
D26	3.3 V	GPIO
D27	3.3 V	GPIO
D28	3.3 V	GPIO
D29	3.3 V	GPIO
D30	3.3 V	GPIO
D31	3.3 V	GPIO
D32	3.3 V	GPIO
D33	3.3 V	GPIO
D34	3.3 V	GPIO
D35	3.3 V	GPIO
D36	3.3 V	GPIO
D37	3.3 V	TIM8 CH2
D38	3.3 V	TIM8 CH2N
D39	3.3 V	GPIO
D40	3.3 V	TIM15 CH2 / SPI4 MOSI
D41	3.3 V	GPIO
D42	3.3 V	GPIO
D43	3.3 V	GPIO
D44	3.3 V	GPIO
D45	3.3 V	GPIO
D46	3.3 V	TIM8 CH3N
D47	3.3 V	SPI3 MOSI
D48	3.3 V	TIM8 CH3 / SPI5 SCK
D49	3.3 V	GPIO
D50	3.3 V	GPIO
D51	3.3 V	TIM15 CH1 / SPI4 MISO
D52	3.3 V	GPIO
D53	3.3 V	GPIO
D54	3.3 V	TIM8 CH1 (カメラ DCMI VSYNC)
D55	3.3 V	I2C3 SDA (カメラ DCMI HSYNC)
D56	3.3 V	TIM3 CH1 / TIM13 CH1 (カメラ DCMI PXCLK)
D57	3.3 V	TIM8 CH1N / UART8 RX (カメラマスタークロック — TIM1 CH3)
D58	3.3 V	TIM8 CH3 (カメラ DCMI D7)
D59	3.3 V	TIM8 CH2 (カメラ DCMI D6)
D60	3.3 V	GPIO (カメラ DCMI D5)
D61	3.3 V	TIM8 CH2N / UART4 RX (カメラ DCMI D4)
D62	3.3 V	SPI1 SCK (カメラ DCMI D3)
D63	3.3 V	TIM5 CH2 / I2C4 SCL (ディスプレイ I²C)
D64	3.3 V	TIM5 CH1 (カメラ DCMI D1)
D65	3.3 V	TIM12 CH2 (カメラ DCMI D0)
D66	3.3 V	GPIO (カメラリセット — カメラがアクティブなときに占有されます)
D67	3.3 V	GPIO (カメラパワーダウン — カメラがアクティブなときに占有されます)
D68	3.3 V	TIM3 CH1 / TIM8 CH1 / USART6 TX (Display Shield DSI RESET)
D69	3.3 V	TIM5 CH4 (Display Shield DSI TE)
D70	3.3 V	SPI2 SCK
D71	3.3 V	TIM8 CH4 / SPI2 MISO
D72	3.3 V	SPI2 MOSI
D73	3.3 V	ADC123 IN11 (Display Shield DFSDM マイクデータ)
D74	3.3 V	GPIO (ディスプレイバックライト — Giga Display Shield によって占有されます)
D75	3.3 V	SPI2 SCK (Display Shield DFSDM マイククロック)
A0 / D76	3.3 V	ADC12 IN4
A1 / D77	3.3 V	ADC12 IN8
A2 / D78	3.3 V	ADC12 IN9 / TIM3 CH3 / TIM8 CH2N
A3 / D79	3.3 V	ADC12 IN5 / TIM3 CH4 / TIM8 CH3N
A4 / D80	3.3 V	ADC12 IN13 / SPI2 MOSI
A5 / D81	3.3 V	ADC123 IN12 / SPI2 MISO
A6 / D82	3.3 V	ADC123 IN10
A7 / D83	3.3 V	ADC1 IN16 / TIM2 CH1 / TIM5 CH1 (オーディオジャックのマイク入力)
A8	3.3 V	ADC3 IN0 (アナログのみ)
A9	3.3 V	ADC3 IN1 (アナログのみ)
A10	3.3 V	ADC12 IN1 (アナログのみ)
A11	3.3 V	ADC12 IN0 (アナログのみ)
DAC0 / A12 / D84	3.3 V	DAC1 OUT1 / ADC12 IN18 (オーディオジャックのライン出力 L)
DAC1 / A13 / D85	3.3 V	DAC1 OUT2 / TIM2 CH1 / SPI1 SCK / ADC12 IN19 (オーディオジャックのライン出力 R)
D89	3.3 V	SPI1 MISO (前面 SPI ヘッダの `CIPO`)
D90	3.3 V	SPI1 MOSI (前面 SPI ヘッダの `COPI`)
D91	3.3 V	SPI1 SCK (前面 SPI ヘッダの `SCK`)
CAN_RX / D93	3.3 V	FDCAN2 RX / TIM3 CH2 / UART5 RX
CAN_TX / D94	3.3 V	FDCAN2 TX / SPI2 SCK / UART5 TX
SDA1 / D102	3.3 V	I2C4 SDA (ディスプレイタッチ / カメラ制御バス)
SCL1 / D101	3.3 V	I2C4 SCL (ディスプレイタッチ / カメラ制御バス)
RESET	3.3 V	基板上の RESET ボタンを押すか、GND に引き下げてリセットします
LED_RED	3.3 V	RGB LED の赤チャンネル (アクティブロー)
LED_GREEN	3.3 V	RGB LED の緑チャンネル (アクティブロー)
LED_BLUE	3.3 V	RGB LED の青チャンネル (アクティブロー)

注釈

A8–A11 は STM32H747 の _C ピン上の アナログ専用 パッドです。GPIO 機能を持たず、ADC を通じてのみ読み取ることができます。

電源ピン¶

Mega ヘッダのピン:

VIN — 6–32 V 入力。基板上の降圧レギュレータを通じて基板に電力を供給します。
+5V — ダイオードを介した USB、または基板上の降圧レギュレータから供給される 5 V レール。
+3V3 — メインの 3.3 V レール。
IOREF — 基板の I/O 電圧 (3.3 V) を反映します。
AREF — ADC ピン用のアナログ電圧リファレンス。デフォルトは 3.3 V です。別のリファレンスを使用するには外部から駆動してください。
OFF — GND に引き下げると +3.3 V レールがオフになり、システムがシャットダウンします。
VRTC — 3.0 V コイン電池入力 (最大 3.3 V)。基板の残りの部分の電源がオフのときでもオンチップ RTC を動作させ続けます。
GND — 共通グランド。

Giga R1 は、これらの経路のいずれかを通じて電力を供給できます:

USB‑C — 基板上の降圧レギュレータに 5 V を供給します。
VIN ピン — 安定化された 6–32 V の電源を直接駆動します。

Tip

バッテリー寿命推定ツールを使用すると、特定のアクティブ / ディープスリープのデューティサイクルにおいて、Giga R1 がバッテリーでどれくらいの時間動作するかをモデル化できます。

リカバリおよびデバッグ用ピン¶

RESET — 電源ヘッダ上に引き出されたピンと、基板上面のモーメンタリスイッチの両方があり、SoC の NRST ラインに接続されています。GND に引き下げるか、ボタンを押してリセットします。

Giga R1 は、Arduino のブートローダに入るために Arduino 標準の ダブルタップリセット を使用します。RESET ボタンを素早く 2 回押すと、基板が USB 上で DFU デバイスとして再列挙され、OpenMV IDE が新しいファームウェアイメージを書き込めるようになります。

ブートローダが完全に失われている場合は、BOOT0 ボタンを押しながら RESET を押して、SoC を強制的に ROM ブートローダモードにします。

STM32 の SWD 信号は、基板前面の 10 ピン 1.27 mm Cortex Debug ヘッダ に引き出されています。SEGGER J‑Link、ST‑Link、または任意の標準 ARM JTAG/SWD プローブを介して配線してください。すべてのデバッグ信号は 3.3 V 基準 です。

オンボードペリフェラル¶

LED¶

Giga R1 には単一のユーザー RGB LED があり、machine.LED を通じてソフトウェアから制御できます:

from machine import LED

LED("LED_RED").on()
LED("LED_GREEN").on()
LED("LED_BLUE").on()

基板上の別の電源 LED は、+3.3 V レールが立ち上がっているときは常に点灯し、ユーザーが制御することはできません。

カメラコネクタ (J6)¶

J6 は 22 ピンの Arducam 互換カメラ用フレックスコネクタです。サポートされているセンサーモジュールのいずれかを差し込むと、ファームウェアが csi --- カメラセンサーモジュールを通じて自動的にそれらを検出します:

import csi

cam = csi.CSI()
cam.reset()
cam.pixformat(csi.RGB565)
cam.framesize(csi.QVGA)
cam.snapshot(time=2000)       # let auto‑exposure settle

while True:
    img = cam.snapshot()

サポートされているセンサー:

OV5640 — 5 MP カラー、最大 QSXGA (2592 × 1944)。
OV7670 — 0.3 MP カラー、最大 VGA (640 × 480)。
GC2145 — 2 MP カラー、最大 UXGA (1600 × 1200)。
HM01B0 — 320 × 320 モノクロ。
HM0360 — VGA (640 × 480) モノクロ。

警告

カメラが初期化されている間、以下の Mega ヘッダのピンはファームウェアによって占有され、使用できません:

ピン	理由
`D54`–`D65`	カメラ用フレックスコネクタ上の DCMI データ + 同期信号
`D57`	TIM1 CH3 — カメラマスタークロック
`D66`	カメラのリセット GPIO
`D67`	カメラのパワーダウン GPIO
`SDA1` / `SCL1`	I²C 4 — カメラと共有されています。バスは使用可能ですが、センサーの I²C アドレスは避けてください

機械学習¶

ml --- 機械学習は、CMSIS‑NN カーネルを使用して Cortex‑M7 上で量子化された TFLite モデルを実行します。コンパクトな検出器を数フレーム毎秒で動かすのに十分な速度です。読み取り専用の /rom ファイルシステム上のモデルは、RAM にコピーすることなくフラッシュから直接ロードされます。以下は、検出された顔とその 6 つのランドマークを各フレームにオーバーレイする 128×128 の BlazeFace 検出器の例です:

import csi
import time
import ml
from ml.postprocessing.mediapipe import BlazeFace

# Initialize the sensor.
csi0 = csi.CSI()
csi0.reset()
csi0.pixformat(csi.RGB565)
csi0.framesize(csi.VGA)
csi0.window((400, 400))

# Load built-in face detection model
model = ml.Model("/rom/blazeface_front_128.tflite", postprocess=BlazeFace(threshold=0.4))
print(model)

clock = time.clock()
while True:
    clock.tick()
    img = csi0.snapshot()

    for r, score, keypoints in model.predict([img]):
        ml.utils.draw_predictions(img, [r], ("face",), ((0, 0, 255),), format=None)
        ml.utils.draw_keypoints(img, keypoints, color=(255, 0, 0))

    print(clock.fps(), "fps")

M4 コア¶

Cortex‑M4 コアは、プロセッサ間通信のために openamp を通じて公開されています。OpenMV ファームウェアは M7 のみで動作します。M4 には独自の MicroPython ランタイムがないため、これを使用するには別の C ファームウェアイメージをビルドし、openamp.RemoteProc を介してファイルシステムからロードする必要があります。仮想 UART エンドポイントを実装したビルド済みのサンプルファームウェアは openamp_vuart リポジトリで入手できます。その README に従って vuart.elf をビルドしてください:

import openamp
import time

def ept_recv_callback(src_addr, data):
    print("Received:", data.decode())

ept = openamp.Endpoint("vuart-channel", callback=ept_recv_callback)

rproc = openamp.RemoteProc("vuart.elf")
rproc.start()

count = 0
while True:
    if ept.is_ready():
        ept.send("Hello World %d!" % count, timeout=1000)
        count += 1
    time.sleep_ms(1000)

実際には、このサポートは動作するデュアルコアプラットフォームというよりも、openamp インターフェースのデモンストレーションとして扱うのが最良です。M4 は M7 とは独立してリセットできないため、M4 を停止するとシステム全体の再起動が強制されます。

ディスプレイ (J5)¶

J5 は Arduino Giga Display Shield 用の MIPI‑DSI コネクタです。これは ST7701 パネルドライバと GT911 タッチコントローラを中心に構成された 480 × 800 の静電容量式タッチパネルです。両方のドライバはファームウェアに凍結された状態で同梱されています。フレームバッファをプッシュするには display --- ディスプレイドライバを、タッチ入力には gt911.GT911 を使用してください。

以下の例では、カメラをポートレートの 800 × 480 ディスプレイウィンドウにミラーリングし、各タッチ接点を色付きの円としてオーバーレイします:

import csi
import time
import image
import display
from gt911 import GT911
from machine import I2C

IMG_OFFSET = 80
touch_detected = False
points_colors = ((255, 0, 0), (0, 255, 0), (0, 0, 255),
                 (0, 255, 255), (255, 255, 0))

csi0 = csi.CSI()
csi0.reset()
csi0.pixformat(csi.RGB565)
csi0.framesize(csi.VGA)

lcd = display.DSIDisplay(
    framesize=display.FWVGA,
    portrait=True,
    refresh=60,
    controller=display.ST7701(),
)

# Pass pin names (not Pin objects) so the driver can flip
# the reset pin's direction during start-up.
touch = GT911(
    I2C(4, freq=400_000),
    reset_pin="D71",
    irq_pin="D70",
    touch_points=5,
    refresh_rate=240,
    reverse_x=True,
    touch_callback=lambda pin: globals().update(touch_detected=True),
)

clock = time.clock()
while True:
    clock.tick()
    img = csi0.snapshot()

    if touch_detected:
        n, points = touch.read_points()
        for i in range(n):
            img.draw_circle(
                (points[i][0] - IMG_OFFSET,
                 points[i][1],
                 points[i][2] * 3),
                color=points_colors[points[i][3]],
                thickness=2,
            )
        touch_detected = False

    lcd.write(img, y=IMG_OFFSET, hint=image.TRANSPOSE | image.VFLIP)
    print(clock.fps())

警告

Giga Display Shield は、カメラと同じ I²C 4 バス (SDA1/SCL1) を使用し、LCD バックライトの有効化には D74 を、GT911 タッチの IRQ とリセットには D70/D71 を、DSI パネルの TE および RESET 信号には D68/D69 を使用します。

マイク (Display Shield)¶

Arduino Giga Display Shield は、STM32H747 の DFSDM ペリフェラルに配線されたデジタルマイクを搭載しています (マイククロックは D75、マイクデータは D73)。マイクは audio --- オーディオモジュールを通じてキャプチャされます。各バッファは符号付き 16 ビット PCM の bytearray として届き、DSP 用に ulab/numpy に直接渡す準備が整っています:

import audio
from ulab import numpy as np

def loudness(pcmbuf):
    samples = np.array(np.frombuffer(pcmbuf, dtype=np.int16), dtype=np.float)
    rms = np.sqrt(np.mean(samples ** 2))
    if rms > 10000:
        print("Loud!", int(rms))

audio.init(channels=1, frequency=16000, gain_db=24)
audio.start_streaming(loudness)

while True:
    pass

IMU (Display Shield)¶

Arduino Giga Display Shield は、Bosch BMI270 6 軸 IMU (3D 加速度センサー + 3D ジャイロスコープ) を、同じ I²C 4 バス上のアドレス 0x68 に搭載しています。これを読み取るには、コミュニティ製の micropython_bmi270 ドライバを使用してください:

import time
from machine import I2C
from micropython_bmi270 import bmi270

sensor = bmi270.BMI270(I2C(4, freq=400_000))
sensor.load_config_file()

while True:
    ax, ay, az = sensor.acceleration   # m/s²
    gx, gy, gz = sensor.gyro
    print(ax, ay, az, gx, gy, gz)
    time.sleep_ms(100)

完全なレジスタマップは BMI270 データシートにあります。

RGB LED (Display Shield)¶

Arduino Giga Display Shield は、同じ I²C 4 バス上の ISSI IS31FL3197 3 チャンネル LED ドライバによって駆動される基板上の RGB LED を搭載しています。ドライバの AD ピンは GND に接続されているため、I²C アドレス 0x50 に位置します。LED を制御するには、コミュニティ製の IS31FL3197 ドライバを使用してください:

from machine import I2C
from is31fl3197 import IS31FL3197

led = IS31FL3197(I2C(4, freq=400_000))
led.set_color(255, 0, 0)   # full red

完全なレジスタマップは IS31FL3197 データシートにあります。

Wi‑Fi¶

基板上の Murata 1DX (CYW4343W) は、network --- ネットワーク構成を通じてステーションインターフェースとして公開されています。無線を起動する前に、付属アンテナを基板上の U.FL コネクタ に接続してください:

import network, time

wlan = network.WLAN(network.STA_IF)
wlan.active(True)
wlan.connect("ssid", "password")
while not wlan.isconnected():
    time.sleep(1)
print("Wi‑Fi IP:", wlan.ipconfig("addr4")[0])

Bluetooth¶

同じ Murata 1DX は Bluetooth LE 5.1 も公開しています。asyncio に適した BLE には aioble --- 非同期 BLE を使用してください。例えば、ペリフェラルとしてアドバタイズし、セントラルの接続を待ちます:

import asyncio
import aioble

async def run():
    while True:
        conn = await aioble.advertise(250_000, name="Giga-R1")
        print("Connected:", conn.device)
        await conn.disconnected()

asyncio.run(run())

バスリファレンス¶

GPIO¶

シルクスクリーン印刷されたピンのいずれかを読み取ったり駆動したりするには machine.Pin を使用します。出力は 3.3 V CMOS で、ピンあたり最大 20 mA をシンク/ソースできます (ヘッダ全体では合計 140 mA)。

from machine import Pin

out = Pin("D2", Pin.OUT)
out.on()
out.off()
out.value(1)

inp = Pin("D3", Pin.IN, Pin.PULL_UP)
print(inp.value())

任意の入力ピンは、エッジ遷移で割り込みを発生させることもできます:

def handler(pin):
    print("triggered:", pin)

Pin("D3", Pin.IN, Pin.PULL_UP).irq(
    handler, Pin.IRQ_FALLING | Pin.IRQ_RISING,
)

UART¶

バス	TX	RX	Arduino 名
UART1	D1	D0	Serial1
UART6	D14	D15	Serial2
UART4	D16	D17	Serial3
UART2	D18	D19	Serial4

from machine import UART

uart = UART(1, baudrate=115200)
uart.write("hello")
uart.read(5)

I²C¶

バス	SCL	SDA
I2C2	D21	D20
I2C1	D8	D9
I2C4	SCL1	SDA1

from machine import I2C

i2c = I2C(2, freq=400_000)
i2c.scan()
i2c.writeto(0x76, b"hi")

バス 2 (D20/D21、シルクスクリーン印刷された SCL/SDA) は、デフォルトの Arduino Wire バスです。バス 4 (SCL1/SDA1) は、カメラおよび Giga Display Shield の GT911 タッチコントローラと共有されています。このバス上のユーザーデバイスは、以下のアドレス (7 ビット) を避ける必要があります:

0x3C — OV5640 / GC2145
0x24 — HM01B0 / HM0360
0x21 — OV7670
0x5D — GT911 タッチコントローラ (Giga Display Shield)

同じハードウェアは、machine.I2CTarget を通じてターゲット (スレーブ) モードでも使用でき、別の I²C コントローラにメモリ領域を公開できます:

from machine import I2CTarget

buf = bytearray(32)
target = I2CTarget(2, addr=0x42, mem=buf)

SPI¶

バス	MOSI	MISO	SCK
SPI1	D90	D89	D91
SPI5	D11	D12	D13

SPI1 は基板前面の専用 6 ピンヘッダに公開されています。SPI5 は D11/D12/D13 のシルクスクリーン印刷された COPI/CIPO/SCK ラベルに公開されています。

注釈

前面の 6 ピン SPI1 ヘッダ (J7) のピン配置:

ピン	信号
1	`D89` (CIPO)
2	+5V
3	`D91` (SCK)
4	`D90` (COPI)
5	NRST
6	GND

from machine import SPI
from machine import Pin

spi = SPI(5, baudrate=10_000_000)
cs = Pin("D10", Pin.OUT, value=1)   # CS is not driven by the SPI peripheral

cs.value(0)
spi.write(b"hello")
cs.value(1)

CAN (FDCAN)¶

バス	TX	RX
FDCAN2	D94	D93

from machine import CAN

can = CAN(2, 500_000)
can.set_filters(None)
can.send(0x123, b"\xDE\xAD\xBE\xEF")
print(can.recv())

ADC¶

Giga R1 は A0–A11 上に 12 個の 12 ビット ADC チャンネルを公開しており、すべて 3.3 V 基準 です。read_u16 は、ピンでの 0–3.3 V にわたって 0–65535 を返します。A8–A11 は GPIO ペリフェラルを持たないアナログ専用の _C パッドです:

from machine import ADC
import time

adc = ADC("A0")
while True:
    voltage = adc.read_u16() * 3.3 / 65535
    print(voltage)
    time.sleep_ms(100)

注釈

A7 は 3.5 mm TRRS オーディオジャックの マイク入力 にも配線されています。ヘッドセットが差し込まれているとき、ADC("A7") はアナログマイク信号を直接読み取ります。

DAC¶

2 つの 12 ビット DAC チャンネルが pyb.DAC を通じて DAC0 と DAC1 に公開されています。どちらも 3.5 mm TRRS オーディオジャックの左右の ライン出力 チャンネルとして配線されています:

from pyb import DAC

left  = DAC("DAC0")
right = DAC("DAC1")

left.write(int(0.5 * 255))    # 8‑bit, ~1.65 V
right.write(int(0.5 * 255))

PWM¶

ピン	タイマー / チャンネル
D0	TIM4 CH2 / TIM17 CH1N
D1	TIM1 CH2
D2	TIM2 CH4 / TIM5 CH4 / TIM15 CH2
D3	TIM2 CH3 / TIM5 CH3 / TIM15 CH1
D4	TIM1 CH3N / TIM8 CH1
D5	TIM1 CH1N / TIM3 CH2 / TIM8 CH1N / TIM14 CH1
D6	TIM4 CH2
D7	TIM3 CH1
D8	TIM4 CH3 / TIM16 CH1
D9	TIM4 CH4 / TIM17 CH1
D10	TIM1 CH1 / TIM8 CH3N
D11	TIM1 CH2N / TIM8 CH2
D12	TIM1 CH2 / TIM8 CH2N
D13	TIM12 CH1
D15	TIM3 CH2 / TIM8 CH2
D16	TIM8 CH1N
D20	TIM2 CH4
D37	TIM8 CH2
D38	TIM8 CH2N
D40	TIM15 CH2
D46	TIM8 CH3N
D48	TIM1 CH1N / TIM8 CH3
D51	TIM15 CH1
D54	TIM8 CH1
D56	TIM3 CH1 / TIM13 CH1
D57	TIM1 CH3 / TIM8 CH1N
D58	TIM8 CH3
D59	TIM8 CH2
D61	TIM8 CH2N
D63	TIM5 CH2
D64	TIM5 CH1
D65	TIM12 CH2
D68	TIM3 CH1 / TIM8 CH1
D69	TIM5 CH4
D71	TIM8 CH4
D78 / A2	TIM1 CH2N / TIM3 CH3 / TIM8 CH2N
D79 / A3	TIM1 CH3N / TIM3 CH4 / TIM8 CH3N
D83 / A7	TIM2 CH1 / TIM5 CH1
D85 / A13	TIM2 CH1 / TIM8 CH1N

machine.PWM を通じてそれらのいずれかを駆動します:

from machine import Pin, PWM

pwm = PWM(Pin("D2"), freq=1_000, duty_u16=32768)

警告

TIM1 は、カメラが csi --- カメラセンサーを通じて初期化されるときに カメラマスタークロック 用に予約されます。PWM 機能が TIM1 のみのピン — D1、D10、D11、D12 — は、カメラがアクティブな間 PWM 駆動できません。その他の一覧されたピンはすべて TIM1 以外の代替を持っています。

注釈

いくつかのピンはタイマーチャンネルを共有しています:

TIM2 CH4 は D2 および D20 にあります。
TIM2 CH1 は D83/A7 および D85/A13 にあります。
TIM3 CH1 は D7、D56、および D68 にあります。
TIM3 CH2 は D5 および D15 にあります。
TIM4 CH2 は D0 および D6 にあります。
TIM5 CH1 は D64 および D83/A7 にあります。
TIM5 CH4 は D2 および D69 にあります。
TIM8 CH1 は D4、D54、および D68 にあります。
TIM8 CH1N は D5、D16、D57、および D85/A13 にあります。
TIM8 CH2 は D11、D15、D37、および D59 にあります。
TIM8 CH2N は D12、D38、D61、および D78/A2 にあります。
TIM8 CH3 は D48 および D58 にあります。
TIM8 CH3N は D10、D46、および D79/A3 にあります。
TIM15 CH1 は D3 および D51 にあります。
TIM15 CH2 は D2 および D40 にあります。

タイマーチャンネルごとに 1 つのコンシューマを選んでください。

ソフトウェアビットバンギングバス¶

追加のバスが必要な場合、machine.SoftI2C と machine.SoftSPI は任意の GPIO で動作します。

サーマルセンサー (オフボード)¶

ファームウェアには、外部に配線されたサーマルイメージャー用の fir --- 熱センサードライバー（fir == 遠赤外線）ドライバが含まれています:

MLX90621 — 16 × 4 IR アレイ
MLX90640 — 32 × 24 IR アレイ
MLX90641 — 16 × 12 IR アレイ
AMG8833 — 8 × 8 IR アレイ

モジュールを基板の I²C バスに配線し、fir.init() + fir.snapshot() でフレームを読み取ります:

import time
import image
import fir

fir.init()                          # auto‑detects the sensor
clock = time.clock()

while True:
    clock.tick()
    try:
        img = fir.snapshot(x_scale=5, y_scale=5,
                           color_palette=image.PALETTE_IRONBOW,
                           hint=image.BICUBIC,
                           copy_to_fb=True)
    except OSError:
        continue
    print(clock.fps())

fir ドライバはセンサーと I²C 1 経由でのみ通信します。モジュールを D8 (SCL) と D9 (SDA) に配線してください。

タイミング¶

time¶

time モジュールは、ブロッキング遅延、モノトニックティック、経過時間の測定をカバーします:

import time

time.sleep(1)              # seconds
time.sleep_ms(500)
time.sleep_us(10)

start = time.ticks_ms()
# ...do work...
elapsed = time.ticks_diff(time.ticks_ms(), start)

仮想タイマー¶

machine.Timer は、ハードウェアタイマースロットを消費することなく、周期的またはワンショットのコールバックをスケジュールします。仮想 (ソフトウェア) タイマーを使用するには、id として -1 を渡します:

from machine import Timer

one_shot = Timer(-1)
one_shot.init(period=5_000, mode=Timer.ONE_SHOT,
              callback=lambda t: print("once"))

periodic = Timer(-1)
periodic.init(period=2_000, mode=Timer.PERIODIC,
              callback=lambda t: print("tick"))

周期の値はミリ秒単位です。停止してスロットを解放するには deinit() を呼び出します。

リアルタイムクロック¶

machine.RTC は、リセットをまたいで実時間を保持します。VRTC ピンにコイン電池が接続されていれば、完全な電源オフをまたいでも保持します:

from machine import RTC

rtc = RTC()
rtc.datetime((2026, 4, 30, 4, 12, 0, 0, 0))   # Y, M, D, weekday, h, m, s, subsec
print(rtc.datetime())

ウォッチドッグ¶

machine.WDT は、アプリケーションがハングした場合に基板をリセットします。一度開始すると停止や再設定はできません。メインループ内で定期的にフィードしてください:

from machine import WDT

wdt = WDT(timeout=5_000)   # 5 second window
while True:
    # ...do work...
    wdt.feed()

ブートおよびランタイム情報¶

ファームウェアアップデート (DFU)¶

Giga R1 は、Arduino のブートローダに入るために Arduino 標準の ダブルタップリセット を使用します。RESET ボタンを素早く 2 回押すと、基板が USB 上で DFU デバイスとして再列挙され、OpenMV IDE が新しいファームウェアイメージを書き込めるようになります。ブートローダが完全に失われている場合は、BOOT0 ボタンを押しながら RESET を押して、SoC を強制的に ROM ブートローダモードにします。

実行中のスクリプトは、machine.bootloader() を呼び出すことで、必要に応じてブートローダに再び入ることができます:

import machine

machine.bootloader()

ファイルシステムとブート順序¶

Giga R1 ファームウェアは、起動時に最大 2 つのファイルシステムをマウントします:

内蔵フラッシュ — 常に /flash にマウントされます。デフォルトで main.py と README.txt を保持し、最初の起動時に作成されます。
ROMFS — /rom にある読み取り専用のメモリマップドファイルシステムで、起動時に MicroPython によって自動的にマウントされます。

マウント後、作業ディレクトリは /flash に設定されます。その後、インタプリタはそのディレクトリからスクリプトを実行します:

boot.py は、すべての ソフトリセット (コールドブート、REPL からの Ctrl‑D、または実行中のスクリプトが復帰したとき) で実行されます。
main.py は、boot.py の直後、コールドブート時のみ 実行されます。それ以降のソフトリセットでは boot.py が再実行されますが、そのまま REPL に落ちます。main.py を再実行するには、基板を完全にリセットする必要があります。

新しく書き込まれた基板に同梱されるデフォルトの main.py は、ハートビートとしてユーザー RGB LED の青チャンネルを点滅させるだけです (2 回の短いパルス、短い間隔)。これにより、ホストを接続しなくてもファームウェアが正常に起動したことが分かります。

sys.path は両方のファイルシステムとそれらの lib/ サブディレクトリを含むように拡張されているため、インポート可能なモジュールは /flash/lib または /rom/lib に置くことができます。

USB 経由で接続されると、/flash はホスト上で USB マスストレージドライブとしても列挙され、boot.py、main.py、その他のファイルを直接編集できます。基板をリセットする前にドライブを取り出してください。これにより、ホストがキャッシュされた書き込みをフラッシュします。

注釈

OS はドライブをパッシブなブロックデバイスとして扱うため、カメラ上で実行されるコードによって作成または変更されたファイルは、ホストがドライブを再マウントするまで表示されません。OS とカメラの両方が同じファイルシステムに同時に書き込むと、OS が優先され、カメラによって行われた変更が上書きされます。

注釈

ホストが USB マスストレージドライブから読み取りまたは書き込みを行っている間、ユーザー RGB LED の赤チャンネルが短時間点灯することがあります。これはファームウェアによるアクティビティインジケータであり、故障ではありません。

ストレージサイズ¶

Giga R1 には以下が同梱されています:

/flash — 11 MB の FAT ファイルシステム、読み書き可能。
/rom — 4 MB の読み取り専用メモリマップド ROMFS。ゼロコピーの mmap アクセスから恩恵を受けるスクリプトや ML モデルの同梱に使用されます。

ハードフォルトインジケータ¶

ユーザー RGB LED がすべての色を高速に巡回している場合 — 個別の色合いというよりも きらめく白色 LED のように見えるほど高速な場合 — ファームウェアは回復不能なハードフォルトに陥っています。回復するにはファームウェアを再書き込みしてください。再書き込みで解決しない場合は、基板が物理的に損傷している可能性があります。

ソフトウェアライブラリ¶

モジュールの完全な一覧 (Giga R1 ビルド固有のものも含む) については、ライブラリインデックスを参照してください。