290円から選べるRISC-Vマイコン「CH32」、4種のチップ選び方ガイド

「電子工作を始めるのにおすすめのボードは?」

その答えは、時代とともに変化している。10年ほど前であれば、8bit AVRを搭載したArduino Unoが一つの定番だった。その後、STM32やESP32、RP2040など32bitマイコンが普及し、Maker向けマイコンの選択肢は大きく広がった。そして今、存在感を増しているのが、中国の半導体メーカーWCH(南京沁恒微電子)が展開するCH32シリーズだ。

CH32シリーズのCH32V・CH32X系は、オープンな命令セットアーキテクチャ「RISC-V」を採用し、低価格ながら豊富な周辺機能を備えている。「290円のマイコンボード」としてFabSceneでも紹介した「UIAPduino Pro Micro」にもCH32V003が採用されており、国内でも少しずつ認知が広がっている。

本記事では各チップの違いや特徴を整理し、ビット・トレード・ワンが販売するボードとともに紹介する。自分の開発に合った1枚を見つける参考にしてほしい。

目次

CH32とは何か──RISC-V時代の新たな選択肢

CH32シリーズは、中国の半導体メーカーWCHが開発する32bitマイコンシリーズだ。チップ単体では数十円台から入手できる低価格なCH32V003をはじめ、USBホストやUSB PDに対応したモデルまで幅広く展開されている。

WCH社のWebサイトより引用

なかでもCH32V・CH32X系のCPUアーキテクチャには「RISC-V」が採用されている。RISC-Vの命令セット仕様は、特定の企業へのライセンス料やロイヤリティを必要としないオープンなもので、実装の自由度が高いことが特徴だ。近年はマイコンやSoCをはじめ、さまざまなプロセッサへの採用が広がっている。

こうした仕様を背景に、開発者コミュニティも拡大している。WCH公式のArduino IDE向け「Arduino Core for CH32」のほか、軽量な開発環境である「ch32fun」、CH32V003でUSB通信を実現するライブラリ「rv003usb」などが登場し、個人でも試しやすい環境が整いつつある。

CH32Vシリーズのラインアップ(WCH社のWebサイトより引用)

もちろん、あらゆる用途に向くわけではない。Wi-FiやBluetoothが必要ならESP32、より高い演算性能やメモリ容量を求めるならRP2040やSTM32などが有力な選択肢になる。

CH32シリーズが得意とするのは「無線は不要だが、安価な32bitマイコンを使いたい」というニーズだ。GPIOやタイマー、ADC、UART、SPI、I²Cなど電子工作でよく使う周辺機能を備えた製品が多く、数百円で購入できる開発ボードもある。LEDやセンサー、モーターの制御など、かつて他の低価格マイコンが担っていた用途における、新たな選択肢のひとつといえる。

チップの違いと選び方

CH32V・CH32X系には多くのチップが存在するが、本記事では深圳のメーカー「WeAct Studio」が開発するボードで採用されているCH32V003、CH32V006、CH32V203、CH32X035の4種類を取り上げる。シリーズ全体を網羅するものではないが、低価格な入門モデルからUSBホスト、USB PD対応モデルまで、それぞれ性格の異なるチップとして比較する。

チップ名称Flash / RAMクロック特徴おすすめ用途搭載ボード例・価格
CH32V00316KB / 2KB48MHz最小・最安クラスLED・センサー・単機能制御WeAct CH32V003(374円)、UIAPduino Pro Micro(290円)
CH32V006
64KB / 8KB
48MHzV003のメモリ強化版V003では容量が足りない小規模開発WeAct CH32V006(390円)
CH32V20364KB(Code Flash最大224KB)/  20KB144MHzUSBホスト・デバイス対応汎用開発・USB機器開発WeAct CH32V203(574円)、Suzuno32RV(2178円)
CH32X03565KB  / 20KB48MHzUSB PD・Type-C対応USB PD・Type-C機器WeAct CH32X035(403円)

※価格はいずれも税込で、ビット・トレード・ワン公式オンラインショップにおける記事初出時のもの。

最安クラスのCH32V003はLEDやセンサー制御などの単機能用途に、メモリに余裕が欲しければCH32V006、USB機器を扱うならCH32V203、USB PDを試したいならCH32X035が候補になる。

なお、搭載するボードによって書き込み方法も異なる。一般的なWeAct Studio製ボードでは、後述する「WCH-LinkE」などの書き込み機・デバッガーを利用する。一方、UIAPduino Pro MicroのようにUSB経由で手軽にプログラムを書き込めるボードも存在する。利用する際には、ボード本体だけでなく、書き込み環境や周辺機器もあわせて確認しておこう。

CH32V003|最小・最安クラスの32bitマイコン

CH32V003は、CH32シリーズの中でも低価格なエントリーモデルだ。48MHz動作のRISC-Vコア(RV32EC)に、Flash 16KB、RAM 2KBを備え、LEDやセンサー、モーター制御など、単機能の組み込み用途に向いている。

メモリ容量は限られるものの、そのぶん価格は安価だ。ネイティブのUSB機能は持たないが、コミュニティ製ライブラリ「rv003usb」を利用すれば、GPIOを使ったソフトウェアUSBを実装できる。Arduino IDEやライブラリで容量が厳しくなる場合には、より軽量な開発環境である「ch32fun」が選択肢となる。

WeAct CH32V003(WA00007)。以下で紹介するWeAct Studio製ボードにも、基板用のピンヘッダと書き込み用のピンヘッダが付属するが、写真では割愛している。

WeAct CH32V003(WA00007)は、CH32V003を搭載したWeAct Studio製の小型開発ボードだ。USB Type-C端子からは電源を供給し、プログラムの書き込みやデバッグには、後述するWCH-LinkEなどを利用する。LEDやセンサー制御などの小規模な電子工作から、CH32シリーズの学習用途まで、374円という価格と合わせ、最初の1枚として選びやすいボードだ。

CH32V006|V003のメモリ容量強化版

CH32V006は、CH32V003を発展させたメモリ容量強化モデルだ。最大48MHzという基本性能はそのままに、Flashは16KBから64KB、RAMは2KBから8KBへ増量されている。V003ではプログラムやライブラリの容量が厳しいものの、CH32V203ほどの処理性能やUSB機能までは必要ない、といった用途に適している。

WeAct CH32V006 3.3V版(WA00036)(左)と、同5V版(WA00035)(右)。

WeAct Studioからは、CH32V006F8U6を搭載した、I/O電圧が異なる3.3V版と5V版の2種類が販売されている。接続するセンサーやモジュールなど、周辺機器の電圧に合わせて選択できる。

価格はいずれも390円だ。V003搭載モデルとほぼ同じ価格帯ながらメモリ容量に余裕があるため、「できるだけ低価格に抑えたいが容量が心配」という場合に選びやすいボードだ。

CH32V203|STM32ライクな144MHzの汎用モデル

CH32V203は、本記事で紹介する4種類の中で最も汎用性の高いチップだ。最大144MHzで動作するRISC-Vコア(RV32IMAC)を搭載し、64KB(Code Flash最大224KB)と20KB RAMを備え、USBデバイスとUSBホストの両方に対応する。LEDやセンサー制御だけでなく、USB機器を扱う組み込み開発まで視野に入れたモデルだ。

もう一つの特徴が、STM32F103に近いペリフェラル構成を採用していることだ。CPUコアの種類こそ異なるが、STM32ユーザーの知識を応用しやすく、親しみやすい構成となっている。

WeAct CH32V203(WA00008)

WeAct CH32V203(WA00008)は、V003やV006と比べてピン数や表面実装されたスイッチが多く、周辺機器を接続した開発や評価に向いている。STM32ライクな汎用性や、USBデバイス・ホスト機能を利用した開発のベースボードとして扱いやすい。価格は574円だ。

CH32X035|USB PDに対応

CH32X035は、最大48MHzで動作するRISC-Vコアに、Flash 65KB、RAM 20KBを備える。USBデバイス・ホスト機能に加え、USB Power Delivery(USB PD)に対応していることが最大の特徴だ。

WeAct CH32X035(WA00004)

WeAct CH32X035(WA00004)を使えば、USB PDの開発を手軽に試せる。価格は403円と、CH32V203より170円ほど安価なのも魅力だ。USB機器全般を扱うならCH32V203、USB PDの制御したいならCH32X035、と考えると選びやすい。

開発を始めやすい関連製品

ここまで紹介したWeAct Studio製ボードは、CH32V・CH32X系の各チップを手軽に試せることが魅力だが、開発を始めるには書き込み機が必要となる。また、Arduinoユーザーが移行しやすいボードや、USBだけで書き込みできる派生ボードなど、用途に応じた関連製品も登場している。

汎用的なデバッガー|WCH-LinkE

WCH-LinkE(WA00038)

WCH-LinkE(WA00038)は、CH32シリーズ向けの標準的な書き込み機兼デバッガーで、価格は990円だ。CH32V003では1線式、CH32V203やCH32X035では2線式のデバッグインターフェースを利用し、多くのボードに共通して使用できる。FabSceneの過去記事でも、WeAct Studio製品を用いた開発時に利用した。

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WCHが提供するMounRiver StudioやArduino Coreのほか、コミュニティによるPlatformIO向けの開発環境からも利用できる。旧型のWCH-Link(WA00006)は対応チップが限られるため、これからそろえるのであればWCH-LinkE(WA00038)を選ぶのが好ましい。

Arduino UNO互換でRISC-Vを試す|Suzuno32RV

Suzuno32RV

Suzuno32RVは、CH32V203を搭載したArduino UNO互換ボードだ。開発はVTuber・三峰スズ氏が手がけている。価格は2178円だ。

Arduino UNOと同じ基板サイズとピン配置を採用し、USB Type-C(デバイス)とUSB Type-A(ホスト)を備えているため、CH32V203が持つUSB機能も試しやすい。Arduino UNO用のシールドや配線・試作などの資産を生かしながら、RISC-Vマイコンでの開発に使える1台だ。

USBケーブルだけで始められる|UIAPduino Pro Micro CH32V003

JM00005 UIAPduino Pro Micro CH32V003 V1.4

UIAPduino Pro Microは、UIAPが開発するCH32V003搭載の小型ボードだ。ケーブルやピンヘッダは付属しないが、価格は1枚290円と最安レベルだ。

これまで紹介したCH32V003ボードとは異なり、UIAPduino Pro Microでは1本のUSB Type-Cケーブルで電源供給とプログラムの書き込みができる。USBホスト保護ヒューズを備えていることも特徴だ。ビット・トレード・ワンが運営する委託販売プラットフォーム「自電市場」などで取り扱われている。

安く試せるCH32マイコンの選び方

CH32V・CH32Xシリーズは、低価格ながら32bitの性能と豊富な周辺機能を備え、用途に応じて複数のチップを選べるRISC-Vマイコンの選択肢だ。今回紹介したWeAct Studio製ボードの多くは数百円で入手でき、LEDやセンサーの制御といった小規模な電子工作から、USB機器やUSB PDを扱う開発まで、用途に応じて使い分けられる。

できるだけ低コストで単機能を制御するならCH32V003、メモリ容量に余裕が欲しければCH32V006、USBホストを含む汎用的な開発ならCH32V203、USB PDを扱うならCH32X035が候補になる。さらに、Arduino Unoのボード形状やシールド資産を生かしたいならSuzuno32RV、WCH-LinkEを用意せずUSBケーブルだけで始めたいならUIAPduino Pro Microという選択肢もある。

CH32シリーズには、今回紹介した4種類以外にも、より高性能なCH32V3xx系やモーター制御向けのCH32M系など、多数の製品が用意されている。ArduinoやESP32、RP2040だけでなく、「安価な32bitマイコンが欲しい」「RISC-Vを実際に触ってみたい」と思ったときの候補として、CH32シリーズを加えてみてほしい。

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ライター/編集者。大学で3Dプリンターと出会いものづくりの面白さに目覚め、デジタルファブリケーションの世界へ。卒業後、研究員として2年半ほど従事したのち、ものづくりを中心としたライターとして独立。
2023年には墨田区でファブ施設「京島共同凸工所」の運営をスタート。文章と場づくりを行き来しながら、街での生活を満喫している。工房での日々を綴った自主制作本「京島の十月」が販売中。

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