VSCodeのESP-IDF拡張機能「Espressif IDF」を使ってみる

以前のIoT記事にてArduino IDEを紹介しましたが、いつも使用しているVSCode(Visual Studio Code)でESP32のプログラムを作成できたら便利だなと思っていました。
今回はVSCodeでESP32のプログラムが作成できる ESP-IDF拡張機能「Espressif IDF」を紹介します。

ESP-IDF は”ESP-IoT Development Framework” の略です。
ESP32を開発した Espressif Systems 社が公開しているESP32向け開発環境です。
今回はこの「ESP-IDF」をVSCodeから使用してみます。

VSCode で ESP-IDF拡張機能「Espressif IDF」を検索してインストールします。

VSCodeを起動すると「ESP-IDF Setup」が表示されます。

上記の画面が表示されない場合はVSCodeのコマンドパレットで「>ESP」と入力します。
以下のような選択肢が表示されますので ESP-IDF Welcome を選択します。

次に「configure extension」を選択します。

「choose a setup mode」で EXPRESS を選択します。

以下の画面にて

• Select download server
• Select ESP-IDF version
• Enter ESP-IDF directory (IDF_PATH)
• Enter ESP-IDF Tools directory (IDF_TOOLS_PATH)

を設定します。

今回は以下のように設定しました。

上記の設定でインストールします。

インストールが完了するまでに10分ほど時間を要します。

上記のような画面になればインストール完了です。

Welcome画面から「Show examples」を選択します。

現環境の「ESP-IDF」のパスを選択します。

「hello world」サンプルを選択し、プロジェクトを作成します。

以下のようなプロジェクトが作成されます。

画面左下の「ESP-IDF Set Espressif device target」をクリックします。

「esp32」を選択します。(接続しているIoTデバイスはESP32 LOLIN D32です)

「ESP32 chip」を選択します。

「ESP-IDF Build project」をクリックします。

Buildが開始されます。(初回はかなり時間がかかります)

Buildが完了したら、「ESP-IDF Flash device」をクリックします。

「ESP-IDF select Flash method」で「UART」が選択されていない場合は「UART」を選択します。（ESP32とPCはUSBで接続しています）

USB(仮想COMポート)経由でプログラムがESP32のメモリに書き込まれます。

モニターで動作を確認します。
「ESP-IDF Monitor deivce」をクリックします。

仮想COMポート経由で「hello, world!」の文字列が出力されているのがわかります。

hello world のCプログラムを覗いてみます。

/*
 * SPDX-FileCopyrightText: 2010-2022 Espressif Systems (Shanghai) CO LTD
 *
 * SPDX-License-Identifier: CC0-1.0
 */

#include <stdio.h>
#include "sdkconfig.h"
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
#include "esp_chip_info.h"
#include "esp_flash.h"

void app_main(void)
{
    printf("Hello world!\n");

    /* Print chip information */
    esp_chip_info_t chip_info;
    uint32_t flash_size;
    esp_chip_info(&chip_info);
    printf("This is %s chip with %d CPU core(s), WiFi%s%s, ",
           CONFIG_IDF_TARGET,
           chip_info.cores,
           (chip_info.features & CHIP_FEATURE_BT) ? "/BT" : "",
           (chip_info.features & CHIP_FEATURE_BLE) ? "/BLE" : "");

    unsigned major_rev = chip_info.revision / 100;
    unsigned minor_rev = chip_info.revision % 100;
    printf("silicon revision v%d.%d, ", major_rev, minor_rev);
    if(esp_flash_get_size(NULL, &flash_size) != ESP_OK) {
        printf("Get flash size failed");
        return;
    }

    printf("%uMB %s flash\n", flash_size / (1024 * 1024),
           (chip_info.features & CHIP_FEATURE_EMB_FLASH) ? "embedded" : "external");

    printf("Minimum free heap size: %d bytes\n", esp_get_minimum_free_heap_size());

    for (int i = 10; i >= 0; i--) {
        printf("Restarting in %d seconds...\n", i);
        vTaskDelay(1000 / portTICK_PERIOD_MS);
    }
    printf("Restarting now.\n");
    fflush(stdout);
    esp_restart();
}

ヘッダ部分を見るとFreeRTOSが利用されているのがわかります。
こんなところでもFreeRTOSは利用されているのですね。

ここまで VSCode拡張機能「Espressif IDF」を”すんなり”インストールできたように見えますが、この環境を構築するまで色々と問題がありました。
ここから単独のESP-IDFインストーラーをダウンロードできますが、最初からESP-IDF開発環境をインストールしているとVSCode拡張機能が正しく動作しませんでした。
理由はわかっていませんが、ESP-IDFがインストールされていない状態でVSCode拡張機能をセットアップすると、セットアップ中にESP-IDFのランタイム部分がインストールされるようです。
(回避策が分かるまで筆者は何度もインストール・アンインストールを繰り返すことになりました)
単にESP32のCプログラムを作成したいだけなら Arduino IDEで十分だなと感じました。
ESP32+Rustの開発環境が構築できたらご報告したいと思います。

★追記：ESP-IDF関連記事を別記事でアップしました。

• ESP-IDFプロジェクトの構成とCMakeの仕組みを徹底解説！（VSCode＋ESP-IDF拡張機能）
• IDF Component ManagerとKconfig設定でハマった話（VSCode＋ESP-IDF拡張機能）