บทเรียน 2.1 — ชุดเครื่องมือและการ build ครั้งแรก

เป้าหมาย

เมื่อจบบทเรียนนี้ คุณจะ

1. รันขั้นตอนตรวจความพร้อม ดึง dependency ของทุกโปรเจกต์ build และแฟลชแม่แบบเฟิร์มแวร์ได้สำเร็จ
2. อธิบายว่าคอร์ CM33_S, CM33_NS และ CM55 แต่ละคอร์รันอะไรในแม่แบบนี้
3. บันทึกเวอร์ชันของเครื่องมือและ commit ของ SDK ที่ใช้ build เพื่อให้ผู้อื่นทำซ้ำได้

ใช้เวลาประมาณ 70 นาที ไม่รวมดาวน์โหลด dependency ราว 1.9 GB — แนะนำให้เริ่มดาวน์โหลดตั้งแต่ต้นบทแล้วอ่านแนวคิดระหว่างรอ

ก่อนเริ่ม

ทวนจากโมดูล 1 สองข้อ

1. ค่าเริ่มต้นของตัวแปร .data อยู่ที่ไหนตอนบอร์ดยังไม่เปิด และใครคัดลอกมันไปไว้ใน RAM
2. flash ภายนอกของบอร์ดแบ่งพื้นที่ให้ image ของ CM33 secure, CM33 non-secure และ CM55 แยกกัน คุณคิดว่าทำไมต้องแยกเป็นสาม image

สิ่งที่ต้องมี: ModusToolbox™ 3.6 พร้อม Arm GCC 14.2.1 · Git และ bash 4 ขึ้นไป · พื้นที่ว่างราว 4 GB · บอร์ด TESAIoT Dev Kit กับสาย USB-C เข้า KitProg3

ดูของจริงก่อน

แม่แบบที่ build ได้มาเป็นไฟล์ zip ใน release ของ SDK ไม่ใช่ git clone เพราะ repository สาธารณะไม่ได้เก็บไลบรารี prebuilt (.a) หกตัวไว้ — ไลบรารีเหล่านั้นมากับ zip

ดาวน์โหลดสามไฟล์จาก release fw-c-only-v1.10.0 แล้วรัน

shasum -a 256 -c SHA256SUMS.txt
unzip bento-firmware-template-mtb-only.zip
cd bento-firmware-template-mtb-only
./setup.sh --check

ทายก่อนรัน: บรรทัดไหนจะขึ้น FAIL/warn ในเครื่องใหม่ — ส่วนใหญ่จะเห็น variant: mtb-only, บรรทัดของ compiler และ mtb_shared not found ตามด้วยขนาดราว 1.9 GB

แนวคิด (1) — แม่แบบนี้คือสามโปรเจกต์ บนสามคอร์

ลำดับบูต: extended boot ปล่อย CM33 secure ก่อน → ตั้งค่าการป้องกันแล้วปล่อย CM33 non-secure → CM33 non-secure เปิด CM55 ทั้งสาม image รันจาก flash QSPI แบบ execute in place ผลของ build คือไฟล์ app_combined.hex ไฟล์เดียว

ข้อควรจำ: CM55 ไม่มี console printf บน CM55 ไม่ออกไปไหน ข้อความทุกอย่างออกทาง CM33_NS

แนวคิด (2) — dependency ต้องดึงแยกทีละโปรเจกต์ แล้วแพตช์

make getlibs ดึงไลบรารีแต่ละโปรเจกต์ไว้ใน mtb_shared แม่แบบนี้ ไม่มี getlibs ระดับบนสุด ต้องรันในทั้งสามโปรเจกต์ — ถ้ารันแค่ proj_cm33_ns จะได้ 33 จาก 41 asset แล้ว build หยุดเพราะหาไฟล์ optiga-trust-m ไม่เจอ

หลังดึงเสร็จต้องใส่แพตช์ด้วย patch -F0 แล้วตรวจด้วย SHA-256 — ทำไมต้อง -F0: ค่าเริ่มต้นของ GNU patch ยอมให้บริบทคลาดเคลื่อนได้แล้วยังคืนค่าสำเร็จ และแพตช์ 10 ใน 11 ตัว "fail silently" เมื่อหายไป (เช่น mTLS ถอยไปใช้กุญแจซอฟต์แวร์ แล้ว broker ปฏิเสธอุปกรณ์)

exit status บอกว่าแพตช์ลงไปที่ไหนสักที่ ส่วน digest บอกว่ามันลงถูกที่

แนวคิด (3) — build ที่ทำซ้ำได้ เริ่มจากรุ่นที่ตรึงไว้

README ของ SDK ตรึง ModusToolbox ไว้ที่ 3.6 — Configurator รุ่นใหม่กว่าจะสร้างการตั้งค่า BSP ใหม่จาก design.modus แล้วออก notice ที่กลายเป็น error ในไฟล์ที่ไม่เคยแตะ รุ่นใหม่กว่าจึงไม่ได้ดีกว่าเสมอไป

"ซอร์สที่อ่าน" (commit ใน git) กับ "แพ็กเกจที่ build" (zip ของ release) เป็นคนละชิ้น — บันทึกให้ครบทั้งสองชิ้นเสมอ

build ที่ทำซ้ำได้ต้องตอบสามคำถาม: ใช้เครื่องมือรุ่นอะไร · ใช้ซอร์สที่ commit ไหน · มีอะไรที่แก้แต่ยังไม่ commit — บวกหลักฐานผลลัพธ์ เช่นขนาดและ SHA-256 ของ app_combined.hex

ตัวอย่างสมบูรณ์ — ท่าที่ 1/2 ตรวจเครื่อง แล้วดึงและแพตช์

# ท่าที่ 1: ตรวจสิ่งที่ได้รับ และตรวจเครื่อง
(cd lib && ./verify.sh)      # ลายเซ็นและ digest ของไลบรารี prebuilt
./bento.sh doctor            # toolchain และสิ่งที่แม่แบบไม่ได้แนบมา

# ท่าที่ 2: ดึง dependency ทีละโปรเจกต์ แล้วแพตช์
for p in proj_cm33_s proj_cm33_ns proj_cm55; do (cd $p && make getlibs); done

ถ้า verify.sh ไม่ผ่าน ให้หยุด — แพ็กเกจที่ได้มาไม่ใช่ตัวที่ถูกเซ็นไว้ หรือกำลังรันใน clone ของ git ที่ไม่มีไฟล์ .a

ตัวอย่างสมบูรณ์ — ท่าที่ 3 build flash แล้วดูหลักฐาน

make build -j                # build ครั้งแรกของทั้งสามคอร์ใช้เวลาราวสิบนาที
make program                 # เขียนผ่าน KitProg3

แล้ว ถอดสาย USB ให้สุด รอสักครู่ แล้วเสียบใหม่ เปิด serial console ที่ 115200 8N1 ไว้ก่อนเสียบ หลักฐานว่าบูตสำเร็จคือบรรทัด [HB] t=...s tasks=... ทุกสิบวินาที และป้ายรุ่นบนหน้าจอ Home ที่ลงท้ายด้วย -mtb_only

กับดักที่พบในวันแรก: #21 จอดำหลัง flash (ถอดสายเสียบใหม่ทุกครั้ง) · #22 บูตเย็นอาจต้องเสียบรอบที่สอง · #16 อย่า attach debugger กับบอร์ดที่กำลังทำงาน · อย่าเรียก openocd ตรง ๆ ใช้ make program เท่านั้น

ฝึกเติม

บทนี้ฝึกกับเครื่องมือ ไม่ใช่กับโค้ด — ตอบคำถามโดยอ่านจากเครื่องของคุณและจากไฟล์ใน SDK ไม่ใช่จากความจำ

1. ./setup.sh --check ตรวจอะไรบ้าง และตรวจอะไร ไม่ ได้ (มันแตะแพตช์หรือไม่)
2. หลัง getlibs นับจำนวนโฟลเดอร์ระดับแรกใน ../mtb_shared ได้เท่าไร
3. ใน third_party_patches/series มีแพตช์กี่ไฟล์ และตัวไหนที่ README บอกว่าเป็นตัวเดียวที่ทำให้ build หยุด
4. เปิด resources/build-record.md แล้วเติมส่วน "เครื่องและเครื่องมือ" กับ "ซอร์สที่ build" ให้ครบ

ลองเองก่อนอย่างน้อย 15 นาทีก่อนเทียบกับคำตอบในบทเต็ม

เช็กความเข้าใจ

ตอบคำถาม 5 ข้อใน quiz.yaml ครอบคลุมเป้าหมายทั้งสามข้อ (ตอบถูกตั้งแต่ 4 ข้อขึ้นไปถือว่าจบบทเรียน)

1. เรียงขั้นตอนตั้งแต่ clone จนเห็นว่าบอร์ดทำงาน สำหรับแม่แบบ mtb-only
2. ผู้เรียนรัน make getlibs เฉพาะใน proj_cm33_ns แล้ว build อาการที่ README ของแม่แบบบอกไว้คืออะไร
3. ในแม่แบบ mtb-only คอร์ใดเป็นเจ้าของ UART console ตัวเดียวของบอร์ด และคอร์ใดวาดหน้าจอ
4. ข้อใดอธิบายลำดับการเริ่มทำงานของสามคอร์ได้ถูกต้อง
5. เพื่อนต้อง build เฟิร์มแวร์ตัวเดียวกับคุณในเดือนหน้า ข้อมูลใดต้องอยู่ในบันทึกการ build (เลือกได้หลายข้อ)

แล็บ

งาน: build และ flash แม่แบบ mtb-only ครั้งแรก แล้วเขียนบันทึกการ build ที่เพื่อนทำซ้ำได้

1. ทำตามสามท่าในหัวข้อตัวอย่างสมบูรณ์จนเห็นบรรทัด [HB] อย่างน้อยสองบรรทัด
2. ตรวจว่าตัวเลข t= เพิ่มทีละ 10 และจำนวน task คงที่หลังบูตเสร็จ
3. เติม resources/build-record.md ให้ครบทุกช่อง รวม SHA-256 ของ build/app_combined.hex
4. ให้เพื่อนหนึ่งคน build จากบันทึกของคุณบนเครื่องของเขา แล้วเทียบ SHA-256 ถ้าไม่ตรงกัน ให้หาว่าต่างกันตรงไหนก่อนสรุปว่าอะไรผิด

หลักฐานที่เก็บไว้ใน portfolio: log ของ getlibs และการตรวจแพตช์ (บรรทัด OK) บรรทัด [HB] จาก console ภาพหน้าจอ Home และไฟล์ build record ที่เติมครบ

ไปต่อ

• เปิด A0 — What you can build, and where each piece lives หาว่าไลบรารี prebuilt ตัวไหนลิงก์เข้าคอร์ไหน ตรงกับตารางในแนวคิดข้อ 1 หรือไม่
• เทียบกับ mtb-example-psoc-edge-hello-world @ release-v2.1.0 ของ Infineon ซึ่งทดสอบกับ ModusToolbox 3.7 — ถ้าจะใช้ทั้งสองรุ่นในเครื่องเดียว ต้องจัดการเรื่องรุ่นอย่างไร

บทถัดไป: บทเรียน 2.2 — Make และตัวแปรของการ build

แหล่งที่มาและเครดิต

"พื้นฐานเฟิร์มแวร์ภาษา C บน PSoC Edge" จาก TESA Open Knowledge โดยสมาคมสมองกลฝังตัวไทย
(Thai Embedded Systems Association: TESA) https://github.com/tesaiot/tesa-qualification-program
สัญญาอนุญาต CC BY-NC 4.0

บทเรียนนี้อ้างอิง SDK ที่ commit ef72c1b และ release fw-c-only-v1.10.0
(Apache-2.0, tesaiot-pse84-devkit-sdk) — ไม่มีการคัดลอกไฟล์ของ SDK มาไว้ในหลักสูตรนี้