ESP32-S3開発問題解決ガイド

fatal: unable to access 'https://github.com/espressif/esp-idf.git/': 
SSL certificate problem: certificate verify failed

# 1. Git SSL検証を無効にする（一時的）
git config --global http.sslVerify false

# 2. 中国ユーザー向け：Giteeミラーを使用
git clone https://gitee.com/EspressifSystems/esp-idf.git -b v5.3.2

# 3. 企業ネットワーク：プロキシ設定
git config --global http.proxy http://proxy.company.com:8080
git config --global https.proxy https://proxy.company.com:8080

# 4. 手動ダウンロード
# https://dl.espressif.com/dl/esp-idf/ からzipファイルをダウンロード

ERROR: Could not find a version that satisfies the requirement kconfiglib

# 1. Pythonバージョン確認（3.8以上が必要）
python --version

# 2. 仮想環境作成（推奨）
python -m venv esp-idf-env
source esp-idf-env/bin/activate  # Linux/macOS
# esp-idf-env\Scripts\activate    # Windows

# 3. pip更新
python -m pip install --upgrade pip

# 4. 依存関係手動インストール
pip install -r $IDF_PATH/requirements.txt

# 5. 中国ユーザー：PyPIミラー使用
pip install -r $IDF_PATH/requirements.txt -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple/

serial.serialutil.SerialException: [Errno 13] could not open port /dev/ttyUSB0: [Errno 13] Permission denied

# 1. ユーザーをdialoutグループに追加
sudo usermod -a -G dialout $USER

# 2. udevルール設定
sudo tee /etc/udev/rules.d/99-esp32.rules << EOF
SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="10c4", ATTRS{idProduct}=="ea60", MODE="0666"
SUBSYSTEM=="usb", ATTRS{idVendor}=="1a86", ATTRS{idProduct}=="7523", MODE="0666"
EOF

# 3. udevルール再ロード
sudo udevadm control --reload-rules
sudo udevadm trigger

# 4. 再ログイン
# ログアウトして再ログイン、またはシステム再起動

# 1. CP210xドライバーインストール
# https://www.silabs.com/developers/usb-to-uart-bridge-vcp-drivers からダウンロード

# 2. CH340ドライバーインストール（一部開発ボード）
# http://www.wch.cn/downloads/CH341SER_EXE.html からダウンロード

# 3. デバイスマネージャーでポートを確認
# 「ポート (COMとLPT)」セクションでCOMポート番号確認

fatal error: freertos/FreeRTOS.h: No such file or directory

# 1. 正しいインクルードパス
#include "freertos/FreeRTOS.h"      // 正しい
#include "freertos/task.h"          // 正しい
// #include <FreeRTOS.h>            // 間違い

# 2. CMakeLists.txtでコンポーネント確認
idf_component_register(
    SRCS "main.cpp"
    INCLUDE_DIRS "."
    REQUIRES freertos esp_common
)

# 3. Kconfig設定確認
idf.py menuconfig
# Component config → FreeRTOS → (各種設定確認)

error: 'Serial' was not declared in this scope

# 1. 適切なESP-IDFコード使用
#include "esp_log.h"
#include "driver/uart.h"

// Arduino Serial.print() の代わり
ESP_LOGI("TAG", "Hello World!");

// Arduino delay() の代わり  
#include "freertos/FreeRTOS.h"
#include "freertos/task.h"
vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1000));  // 1秒遅延

# 2. ESP-IDF内でArduino使用（非推奨）
# sdkconfig.defaults に追加:
CONFIG_ENABLE_ARDUINO_DEPENDS=y

***ERROR*** A stack overflow in task main has been detected.

# 1. タスクスタックサイズ増加
xTaskCreate(
    task_function,
    "TaskName",
    8192,  // スタックサイズを4096から8192に増加
    NULL,
    5,
    &task_handle
);

# 2. 大きな配列を動的割り当てに変更
// スタック上の大きな配列（危険）
// char big_buffer[4096];

// 動的割り当て（安全）
char* big_buffer = (char*)malloc(4096);
if (big_buffer != NULL) {
    // 使用
    free(big_buffer);
}

# 3. スタック使用量監視
void print_stack_usage() {
    UBaseType_t stack_remaining = uxTaskGetStackHighWaterMark(NULL);
    ESP_LOGI("STACK", "残りスタック: %d words", stack_remaining);
}

E (12345) heap: Heap corruption detected at address 0x3ffb1234

# 1. メモリリーク検出
void check_memory_leak() {
    size_t free_heap = esp_get_free_heap_size();
    size_t min_free = esp_get_minimum_free_heap_size();
    
    ESP_LOGI("MEMORY", "空きヒープ: %d bytes", free_heap);
    ESP_LOGI("MEMORY", "最小空き: %d bytes", min_free);
    
    if (free_heap < 10000) {  // 10KB以下の場合警告
        ESP_LOGW("MEMORY", "メモリ不足警告!");
    }
}

# 2. メモリ割り当て確認
void* ptr = malloc(1024);
if (ptr == NULL) {
    ESP_LOGE("MEMORY", "メモリ割り当て失敗");
    return;
}
// 使用後必ずfree
free(ptr);
ptr = NULL;  // ダングリングポインター防止

# 3. 大きなメモリはPSRAM使用
#include "esp_heap_caps.h"

// PSRAM（外部RAM）から割り当て
void* large_buffer = heap_caps_malloc(100000, MALLOC_CAP_SPIRAM);
if (large_buffer != NULL) {
    // 使用
    heap_caps_free(large_buffer);
}

A fatal error occurred: Failed to connect to ESP32-S3: Timed out waiting for packet header

# 1. 手動ダウンロードモードに入る
# ESP32-S3開発ボード：
# - BOOTボタンを押しながらENボタンを押す
# - ENボタンを離す
# - BOOTボタンを離す

# 2. USBケーブル確認
# - データ転送対応ケーブル使用（充電専用ケーブルは不可）
# - ケーブル長は1.5m以下推奨
# - 複数のケーブルで試行

# 3. ドライバー確認
# Windows: デバイスマネージャーでポート確認
# Linux: lsusb コマンドで確認
lsusb | grep -E "(CP210|CH340|FTDI)"

# 4. 書き込み速度を下げる
idf.py -p /dev/ttyUSB0 -b 115200 flash  # デフォルト460800から115200に

ets Jul 29 2019 12:21:46
rst:0x1 (POWERON_RESET),boot:0x8 (SPI_FAST_FLASH_BOOT)
Booting failed

# 1. パーティションテーブル確認
idf.py partition-table

# 2. 全Flash消去後再書き込み
idf.py -p /dev/ttyUSB0 erase-flash
idf.py -p /dev/ttyUSB0 flash

# 3. ブートローダー問題確認
idf.py -p /dev/ttyUSB0 monitor
# ブートログでエラー情報確認

# 4. sdkconfig確認
idf.py menuconfig
# Serial flasher config → Flash size → (正しいサイズ選択)
# Serial flasher config → Flash SPI mode → (QIOまたはDIO)

E (5678) task_wdt: Task watchdog got triggered. The following tasks did not reset the watchdog in time:

# 1. Watchdog設定調整
#include "esp_task_wdt.h"

void app_main() {
    // Watchdogタイムアウト延長（デフォルト5秒）
    esp_task_wdt_init(30, true);  // 30秒に延長
    
    // 現在のタスクをWatchdogに登録
    esp_task_wdt_add(NULL);
    
    while(1) {
        // 長時間処理
        long_running_function();
        
        // Watchdogリセット
        esp_task_wdt_reset();
        
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
    }
}

# 2. 長時間処理の分割
void long_running_function() {
    for(int i = 0; i < 10000; i++) {
        // 一部処理
        process_chunk(i);
        
        // 定期的にWatchdogリセット
        if(i % 1000 == 0) {
            esp_task_wdt_reset();
            vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(1));  // 他タスクに制御を譲る
        }
    }
}

# 3. 個別タスクでのWatchdog管理
void worker_task(void* params) {
    esp_task_wdt_add(NULL);
    
    while(1) {
        // 作業処理
        do_work();
        
        esp_task_wdt_reset();
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(100));
    }
}

Guru Meditation Error: Core  0 panic'ed (LoadProhibited). Exception was unhandled.

# 1. バックトレース解析
# GDBまたはaddr2lineツール使用
xtensa-esp32s3-elf-addr2line -pfiaC -e build/your_project.elf 0x40083c5c

# 2. よくある原因と対策

// NULL ポインター逆参照
char* ptr = NULL;
if (ptr != NULL) {  // チェック追加
    strcpy(ptr, "Hello");
}

// 配列境界外アクセス
int array[10];
for(int i = 0; i < 10; i++) {  // i < 11 ではなく i < 10
    array[i] = i;
}

// 解放済みメモリアクセス
char* buffer = malloc(100);
free(buffer);
buffer = NULL;  // ダングリングポインター防止
// strcpy(buffer, "data");  // これはエラー

# 3. メモリ保護の有効化
# sdkconfig 設定:
CONFIG_HEAP_POISONING_COMPREHENSIVE=y
CONFIG_HEAP_TRACING=y

E (1234) i2c: i2c_master_cmd_begin(1234): I2C timeout

# 1. I2Cバススキャン
#include "driver/i2c.h"

void i2c_scan_bus() {
    ESP_LOGI("I2C", "I2Cバススキャン開始...");
    
    for(uint8_t addr = 1; addr < 127; addr++) {
        i2c_cmd_handle_t cmd = i2c_cmd_link_create();
        i2c_master_start(cmd);
        i2c_master_write_byte(cmd, addr << 1 | I2C_MASTER_WRITE, true);
        i2c_master_stop(cmd);
        
        esp_err_t ret = i2c_master_cmd_begin(I2C_NUM_0, cmd, pdMS_TO_TICKS(100));
        i2c_cmd_link_delete(cmd);
        
        if(ret == ESP_OK) {
            ESP_LOGI("I2C", "デバイス発見: 0x%02X", addr);
        }
    }
}

# 2. プルアップ抵抗確認
# SDA/SCL に 4.7kΩ抵抗が接続されているか確認

# 3. 配線確認
ESP32-S3    →    I2Cデバイス
GPIO 41     →    SDA
GPIO 42     →    SCL  
3.3V        →    VCC
GND         →    GND

# 4. 信号レベル測定
# オシロスコープまたはロジックアナライザーで信号波形確認

# 1. ピン接続確認
ESP32-S3    →    MAX98357A
GPIO 15     →    BCLK
GPIO 16     →    LRC (WS)
GPIO 7      →    DIN
GND         →    GND
3.3V        →    VCC

# 2. I2S設定確認
void debug_i2s_config() {
    i2s_config_t config = {
        .mode = I2S_MODE_MASTER | I2S_MODE_TX,
        .sample_rate = 16000,
        .bits_per_sample = I2S_BITS_PER_SAMPLE_16BIT,
        .channel_format = I2S_CHANNEL_FMT_RIGHT_LEFT,  // ステレオ
        .communication_format = I2S_COMM_FORMAT_STAND_I2S,
        .intr_alloc_flags = ESP_INTR_FLAG_LEVEL2,
        .dma_buf_count = 8,    // DMAバッファ数
        .dma_buf_len = 1024,   // バッファサイズ
    };
    
    ESP_LOGI("I2S", "Sample rate: %d Hz", config.sample_rate);
    ESP_LOGI("I2S", "Bits per sample: %d", config.bits_per_sample);
    ESP_LOGI("I2S", "DMA buffers: %d x %d", config.dma_buf_count, config.dma_buf_len);
}

# 3. テスト信号生成
void generate_test_tone(int16_t* buffer, size_t samples, float frequency) {
    for(size_t i = 0; i < samples; i += 2) {
        float t = (float)i / (2.0f * 16000.0f);  // 時間
        int16_t sample = (int16_t)(sin(2.0f * M_PI * frequency * t) * 16000);
        
        buffer[i] = sample;      // 左チャンネル
        buffer[i + 1] = sample;  // 右チャンネル
    }
}

# 4. オーディオバッファ監視
void monitor_audio_buffer() {
    size_t bytes_written;
    esp_err_t result = i2s_write(I2S_NUM_1, audio_data, audio_len, &bytes_written, 100);
    
    if(result != ESP_OK) {
        ESP_LOGE("I2S", "I2S書き込みエラー: %s", esp_err_to_name(result));
    }
    
    if(bytes_written != audio_len) {
        ESP_LOGW("I2S", "書き込み不完全: %d/%d bytes", bytes_written, audio_len);
    }
}

# 1. 電源電圧監視
#include "driver/adc.h"
#include "esp_adc_cal.h"

void monitor_supply_voltage() {
    // ADCキャリブレーション
    esp_adc_cal_characteristics_t adc_chars;
    esp_adc_cal_characterize(ADC_UNIT_1, ADC_ATTEN_DB_11, ADC_WIDTH_BIT_12, 
                            1100, &adc_chars);
    
    // 内部電圧リファレンス測定（近似）
    adc1_config_width(ADC_WIDTH_BIT_12);
    adc1_config_channel_atten(ADC1_CHANNEL_0, ADC_ATTEN_DB_11);
    
    uint32_t adc_reading = adc1_get_raw(ADC1_CHANNEL_0);
    uint32_t voltage = esp_adc_cal_raw_to_voltage(adc_reading, &adc_chars);
    
    ESP_LOGI("POWER", "推定電源電圧: %d mV", voltage);
    
    if(voltage < 3000) {  // 3.0V以下
        ESP_LOGW("POWER", "低電圧警告!");
    }
}

# 2. 電流消費測定
void print_power_consumption() {
    // WiFi無効化時の消費電流
    esp_wifi_stop();
    ESP_LOGI("POWER", "WiFi停止 - 消費電流測定可能");
    
    // CPUクロック下げる
    esp_pm_config_esp32s3_t pm_config = {
        .max_freq_mhz = 80,  // 240MHzから80MHzに
        .min_freq_mhz = 10,
        .light_sleep_enable = true
    };
    esp_pm_configure(&pm_config);
    
    ESP_LOGI("POWER", "CPUクロック下げました - 消費電流測定可能");
}

# 3. リセット原因解析
void print_reset_reason() {
    esp_reset_reason_t reason = esp_reset_reason();
    
    switch(reason) {
        case ESP_RST_POWERON:
            ESP_LOGI("RESET", "電源投入リセット");
            break;
        case ESP_RST_SW:
            ESP_LOGI("RESET", "ソフトウェアリセット");
            break;
        case ESP_RST_PANIC:
            ESP_LOGE("RESET", "パニックリセット");
            break;
        case ESP_RST_INT_WDT:
            ESP_LOGE("RESET", "割り込みWatchdogリセット");
            break;
        case ESP_RST_TASK_WDT:
            ESP_LOGE("RESET", "タスクWatchdogリセット");
            break;
        case ESP_RST_WDT:
            ESP_LOGE("RESET", "その他Watchdogリセット");
            break;
        case ESP_RST_BROWNOUT:
            ESP_LOGE("RESET", "電圧降下リセット - 電源容量不足");
            break;
        default:
            ESP_LOGW("RESET", "不明なリセット原因: %d", reason);
    }
}

#include "esp_timer.h"
#include "esp_system.h"

typedef struct {
    uint64_t start_time;
    uint64_t total_time;
    uint32_t call_count;
    const char* name;
} perf_counter_t;

static perf_counter_t counters[10];
static int counter_index = 0;

int perf_counter_create(const char* name) {
    if(counter_index >= 10) return -1;
    
    counters[counter_index].name = name;
    counters[counter_index].total_time = 0;
    counters[counter_index].call_count = 0;
    return counter_index++;
}

void perf_counter_start(int id) {
    if(id >= 0 && id < counter_index) {
        counters[id].start_time = esp_timer_get_time();
    }
}

void perf_counter_stop(int id) {
    if(id >= 0 && id < counter_index) {
        uint64_t elapsed = esp_timer_get_time() - counters[id].start_time;
        counters[id].total_time += elapsed;
        counters[id].call_count++;
    }
}

void perf_counter_report() {
    ESP_LOGI("PERF", "=== 性能レポート ===");
    for(int i = 0; i < counter_index; i++) {
        uint64_t avg_time = counters[i].call_count > 0 ? 
                           counters[i].total_time / counters[i].call_count : 0;
        
        ESP_LOGI("PERF", "%s: %d 回, 平均 %lld μs, 合計 %lld μs",
                counters[i].name, counters[i].call_count, avg_time, counters[i].total_time);
    }
}

// 使用例
void audio_processing_task() {
    int audio_perf = perf_counter_create("audio_processing");
    
    while(1) {
        perf_counter_start(audio_perf);
        
        // オーディオ処理
        process_audio_data();
        
        perf_counter_stop(audio_perf);
        
        vTaskDelay(pdMS_TO_TICKS(10));
    }
}

#include "esp_log.h"

// ログレベル設定
void setup_logging() {
    // 詳細デバッグが必要なコンポーネント
    esp_log_level_set("AUDIO", ESP_LOG_DEBUG);
    esp_log_level_set("AI", ESP_LOG_DEBUG);
    
    // 通常情報のみ
    esp_log_level_set("WIFI", ESP_LOG_INFO);
    esp_log_level_set("HTTP", ESP_LOG_INFO);
    
    // エラーのみ
    esp_log_level_set("CAMERA", ESP_LOG_ERROR);
}

// 条件付きログ
#define DEBUG_AUDIO 1

#if DEBUG_AUDIO
#define AUDIO_LOGD(format, ...) ESP_LOGD("AUDIO", format, ##__VA_ARGS__)
#define AUDIO_LOGI(format, ...) ESP_LOGI("AUDIO", format, ##__VA_ARGS__)
#else
#define AUDIO_LOGD(format, ...)
#define AUDIO_LOGI(format, ...)
#endif

// パフォーマンス重要な部分での使用
void process_audio_frame(int16_t* buffer, size_t samples) {
    AUDIO_LOGD("音声フレーム処理開始: %d サンプル", samples);
    
    // 実際の処理...
    
    AUDIO_LOGD("音声フレーム処理完了");
}

// 16進データダンプ
void dump_audio_buffer(const int16_t* buffer, size_t samples, const char* label) {
    ESP_LOGI("AUDIO", "%s (%d サンプル):", label, samples);
    ESP_LOG_BUFFER_HEX_LEVEL("AUDIO", buffer, 
                            samples > 16 ? 32 : samples * 2, ESP_LOG_INFO);
}