無料で始める組込みC開発環境：PlatformIO・GNU Armツールチェーン・VSCodeガイド

2026年4月28日

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Contents

1 必要ツールの概要と選定ポイント
- 1.1 PlatformIO と Make の位置付け
2 WSL2 + Ubuntu のインストール手順
3 GNU Arm Embedded Toolchain と Make の導入方法
- 3.1 1. 必要パッケージのインストール
- 3.2 2. PATH の取り扱い
4 VS Code と PlatformIO のセットアップ
- 4.1 推奨設定（settings.json）
5 PlatformIO で STM32 プロジェクトを作成する流れ
- 5.1 platformio.ini の例（STM32F401RE）
6 Makefile を用いたカスタムビルド例と CI への展開
- 6.1 1. シンプルな Makefile（コメント付き）
- 6.2 2. GitHub Actions 用サンプルワークフロー
7 よくあるトラブルと対処法（チェックリスト）
- 7.1 udev ルール例（WSL2）
8 バージョンアップ時の注意点と今後のロードマップ
9 おわりに

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必要ツールの概要と選定ポイント

ツール	2024‑04 時点の最新版*	主な特徴	推奨利用シーン
VS Code	1.88 (2024‑03 リリース)	軽量・拡張性が高く、WSL2 とシームレスに統合できる。デバッグ UI が充実。	全般的な開発環境のフロントエンド
PlatformIO（VS Code 拡張）	6.2.1 (2024‑12 リリース)	`platformio.ini` にビルド・アップロード設定を一元化。依存パッケージ自動取得。複数ボードの切替が容易。	プロトタイピング、マイコンごとのテンプレート管理
GNU Arm Embedded Toolchain（gcc‑arm‑none‑eabi）	13.2.0 (2023‑12 リリース)	GCC 13 系に基づく最新の C/C++ コンパイラ。C17 完全対応、LTO 標準有効化。	低レベルビルド・カスタムリンカ設定が必要な場合
Make	GNU Make 4.3 (2020‑04 リリース)	ビルド手順をスクリプト化しやすく、CI/CD にそのまま組み込める。	大規模プロジェクト、既存レガシーコード、CI パイプライン

*最新版は公式リポジトリ／ダウンロードページで確認できます。

参考リンク
- VS Code: https://code.visualstudio.com/
- PlatformIO Docs: https://docs.platformio.org/
- Arm GNU Toolchain Release Notes: https://developer.arm.com/tools-and-software/open-source-software/developer-tools/gnu-toolchain/gnu-rm

PlatformIO と Make の位置付け

目的	PlatformIO が適しているケース	Make が適しているケース
設定管理	`platformio.ini` にボード・フレームワーク情報を宣言的に記述。複数環境の切替が GUI で直感的。	手書き Makefile のため、細かいビルドフラグやカスタムスクリプトを自由に組み込める。
CI/CD	ビルド結果は `pio run` コマンドだけで取得でき、GitHub Actions のステップとして簡潔に記述可能。	既存の Make ベース CI がある場合はそのまま流用でき、依存関係が明示的。
デバッグ	PlatformIO が自動生成した `launch.json` と GDB 設定でワンクリックデバッグが実現。	OpenOCD + GDB の手動起動が必要だが、細かいブレークポイント設定やスクリプトのカスタマイズが容易。

結論
- 初心者・プロトタイプ → PlatformIO が最速。
- 大規模・既存コードベース・CI → Make を併用または単独で採用。

WSL2 + Ubuntu のインストール手順

WSL2 有効化（管理者 PowerShell）

powershell wsl --install # Windows が再起動したら自動的に Linux カーネルがダウンロードされます。

Ubuntu 22.04 LTS のインストール
Microsoft Store を開き「Ubuntu 22.04 LTS」を検索して「取得」→「インストール」
初回起動時にユーザー名とパスワードを設定
WSL2 がデフォルトになることを確認

bash wsl -l -v # Ubuntu が "Running" かつ "Version 2"

ポイント
WSL2 は Linux カーネルがフルに動作するため、/usr/bin 配下のツールはそのまま使えます。PATH を手動で追加する必要はありません。

GNU Arm Embedded Toolchain と Make の導入方法

1. 必要パッケージのインストール

sudo apt update
# gcc-arm-none-eabi は Ubuntu 22.04 の公式リポジトリに含まれています。
sudo apt install -y gcc-arm-none-eabi make cmake git

sudo apt update

# gcc-arm-none-eabi は Ubuntu 22.04 の公式リポジトリに含まれています。

sudo apt install -y gcc-arm-none-eabi make cmake git

バージョン確認（インストール直後に実行）

gcc-arm-none-eabi --version   # → arm-none-eabi-gcc (GNU Arm Embedded Toolchain 13.2.0)
make --version                # → GNU Make 4.3

gcc-arm-none-eabi --version # → arm-none-eabi-gcc (GNU Arm Embedded Toolchain 13.2.0)

make --version # → GNU Make 4.3

2. PATH の取り扱い

Ubuntu の標準シェル (bash / zsh) では /usr/bin がデフォルトで PATH に含まれます。
追加設定は不要です。ただし、カスタムインストール先にツールを置く場合だけ環境変数を編集してください。

VS Code と PlatformIO のセットアップ

手順	操作内容
1	VS Code を公式サイトからダウンロード・インストール（Windows → `User` インストール推奨）
2	「拡張機能」ビュー (`Ctrl+Shift+X`) で PlatformIO IDE、C/C++ (Microsoft)、GitLens を検索して「インストール」
3	VS Code の左下に PlatformIO アイコンが表示されたらクリックし、`PlatformIO Home` が開くことを確認

推奨設定（settings.json）

{
    &quot;terminal.integrated.shell.linux&quot;: &quot;/bin/bash&quot;,
    &quot;files.autoSave&quot;: &quot;afterDelay&quot;,
    &quot;C_Cpp.intelliSenseEngine&quot;: &quot;Default&quot;
}

{

"terminal.integrated.shell.linux": "/bin/bash",

"files.autoSave": "afterDelay",

"C_Cpp.intelliSenseEngine": "Default"

}

PlatformIO で STM32 プロジェクトを作成する流れ

PlatformIO Home → New Project
Project Name: stm32f4_blink
Board: ST STM32F401RE（または使用マイコンに合わせて選択）
Framework: Arduino か STM32Cube（どちらも C/C++ が書けます）
「Finish」すると以下が自動生成されます

stm32f4_blink/
├─ .vscode/
│   └─ launch.json      ← デバッグ設定 (自動生成)
├─ include/
├─ src/
│   └─ main.c
└─ platformio.ini

stm32f4_blink/

├─ .vscode/

│ └─ launch.json ← デバッグ設定 (自動生成)

├─ include/

├─ src/

│ └─ main.c

└─ platformio.ini

`platformio.ini` の例（STM32F401RE）

[env:stm32f401re]
platform = ststm32
board = stm32f401re
framework = arduino          ; もしくは stm32cube
upload_protocol = stlink
monitor_speed = 115200
build_flags =
    -DDEBUG
    -Os                     ; サイズ最適化
debug_tool = stlink

[env:stm32f401re]

platform = ststm32

board = stm32f401re

framework = arduino ; もしくは stm32cube

upload_protocol = stlink

monitor_speed = 115200

build_flags =

-DDEBUG

-Os ; サイズ最適化

debug_tool = stlink

ビルド：PlatformIO: Build（Ctrl+Alt+B）
アップロード：PlatformIO: Upload（Ctrl+Alt+U）
デバッグ開始：PlatformIO: Debug（F5）

Tip
platformio.ini の build_flags に -Wno-error=deprecated-declarations を追加すると、古い API が警告になるケースを抑制できます。

Makefile を用いたカスタムビルド例と CI への展開

1. シンプルな Makefile（コメント付き）

# ------------------------------------------------------------
# プロジェクト名とソースディレクトリ
# ------------------------------------------------------------
TARGET   := blink
SRC_DIR  := src
OBJ_DIR  := build

# ソースファイルを自動取得
SRCS    := $(wildcard $(SRC_DIR)/*.c)
OBJS    := $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c,$(OBJ_DIR)/%.o,$(SRCS))

# コンパイラ／リンカ
CC      := arm-none-eabi-gcc
LD      := arm-none-eabi-ld

# ビルドオプション（必要に応じて追加）
CFLAGS  := -mcpu=cortex-m4 -mthumb -O2 -Wall -Iinc
LDFLAGS := -T linker_script.ld        # リンカスクリプトはプロジェクト固有

# ------------------------------------------------------------
# ビルドルール
# ------------------------------------------------------------
.PHONY: all clean flash debug

all: $(OBJ_DIR) $(TARGET).elf

$(OBJ_DIR):
    @mkdir -p $@

$(OBJ_DIR)/%.o: $(SRC_DIR)/%.c
    $(CC) $(CFLAGS) -c $&lt; -o $@

$(TARGET).elf: $(OBJS)
    $(LD) $(LDFLAGS) $^ -o $@

clean:
    rm -rf $(OBJ_DIR) *.elf

# ------------------------------------------------------------
# デバイス書き込み／デバッグ（OpenOCD + GDB）
# ------------------------------------------------------------
flash: all
    openocd -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg \
      -c &quot;program $(TARGET).elf verify reset exit&quot;

debug: all
    arm-none-eabi-gdb $(TARGET).elf -ex &quot;target remote :3333&quot;

# ------------------------------------------------------------

# プロジェクト名とソースディレクトリ

# ------------------------------------------------------------

TARGET := blink

SRC_DIR := src

OBJ_DIR := build

# ソースファイルを自動取得

SRCS := $(wildcard $(SRC_DIR)/*.c)

OBJS := $(patsubst $(SRC_DIR)/%.c,$(OBJ_DIR)/%.o,$(SRCS))

# コンパイラ／リンカ

CC := arm-none-eabi-gcc

LD := arm-none-eabi-ld

# ビルドオプション（必要に応じて追加）

CFLAGS := -mcpu=cortex-m4 -mthumb -O2 -Wall -Iinc

LDFLAGS := -T linker_script.ld # リンカスクリプトはプロジェクト固有

# ------------------------------------------------------------

# ビルドルール

# ------------------------------------------------------------

.PHONY: all clean flash debug

all: $(OBJ_DIR) $(TARGET).elf

$(OBJ_DIR):

@mkdir -p $@

$(OBJ_DIR)/%.o: $(SRC_DIR)/%.c

$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@

$(TARGET).elf: $(OBJS)

$(LD) $(LDFLAGS) $^ -o $@

clean:

rm -rf $(OBJ_DIR) *.elf

# ------------------------------------------------------------

# デバイス書き込み／デバッグ（OpenOCD + GDB）

# ------------------------------------------------------------

flash: all

openocd -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg \

-c "program $(TARGET).elf verify reset exit"

debug: all

arm-none-eabi-gdb $(TARGET).elf -ex "target remote :3333"

2. GitHub Actions 用サンプルワークフロー

name: Build &amp; Test (STM32)

on:
  push:
    paths:
      - '**.c'
      - '**.h'
      - 'Makefile'

jobs:
  build:
    runs-on: ubuntu-22.04
    steps:
      - uses: actions/checkout@v3

      - name: Install toolchain
        run: |
          sudo apt update
          sudo apt install -y gcc-arm-none-eabi make

      - name: Build firmware
        run: make all

      # テストはハードウェアが無い環境では実行できませんが、
      # ビルドの成功だけでも CI の価値があります。

name: Build & Test (STM32)

on:

push:

paths:

- '**.c'

- '**.h'

- 'Makefile'

jobs:

build:

runs-on: ubuntu-22.04

steps:

- uses: actions/checkout@v3

- name: Install toolchain

run: |

sudo apt update

sudo apt install -y gcc-arm-none-eabi make

- name: Build firmware

run: make all

# テストはハードウェアが無い環境では実行できませんが、

# ビルドの成功だけでも CI の価値があります。

ポイント
- Makefile は make clean && make でフルリビルドが可能。
- CI に組み込む際はデバイス書き込み・デバッグステップを除外し、ビルドだけに絞る。

よくあるトラブルと対処法（チェックリスト）

症状	原因例	確認手順	解決策
`gcc-arm-none-eabi: command not found`	PATH が破損、もしくはツールが未インストール	`which gcc-arm-none-eabi` → 何も返らない	`sudo apt install gcc-arm-none-eabi`。WSL2 のデフォルト PATH に問題はありません。
PlatformIO が Python 環境を認識しない	複数の Python が混在（system/python3 と pyenv）	`platformio --version` でエラーが出るか確認	VS Code 設定に `"platformio.pythonPath": "~/.platformio/penv/bin/python"` を追記
OpenOCD が USB デバイスを検出しない	権限不足、WSL2 のデバイス共有未設定	`dmesg \| grep -i usb` で認識確認	Windows 側「デバイスの共有」有効 → WSL2 で udev ルール追加（下記）
デバッグ中に `target remote :3333` が接続できない	OpenOCD が起動していない、ポート番号ミス	`ps aux \| grep openocd` でプロセス確認	`openocd -f interface/stlink.cfg -f target/stm32f4x.cfg` を手動実行しログをチェック

udev ルール例（WSL2）

sudo tee /etc/udev/rules.d/99-stlink.rules &lt;&lt;'EOF'
SUBSYSTEM==&quot;usb&quot;, ATTR{idVendor}==&quot;0483&quot;, ATTR{idProduct}==&quot;3748&quot;, MODE=&quot;0666&quot;
EOF
sudo udevadm control --reload-rules &amp;&amp; sudo service udev restart

sudo tee /etc/udev/rules.d/99-stlink.rules <<'EOF'

SUBSYSTEM=="usb", ATTR{idVendor}=="0483", ATTR{idProduct}=="3748", MODE="0666"

EOF

sudo udevadm control --reload-rules && sudo service udev restart

備考：WSL2 の場合、USB デバイスは Windows 側で「共有」設定を有効にしないと認識されません。PowerShell で wsl --list --verbose を確認し、対象ディストリビューションが Running と表示されていることもチェックしてください。

バージョンアップ時の注意点と今後のロードマップ

1. PlatformIO → CMake 移行のヒント

移行項目	PlatformIO 設定例	CMake への変換例
ビルドフラグ (`build_flags`)	`build_flags = -DDEBUG -Os`	`add_compile_definitions(DEBUG)` `add_compile_options(-Os)`
リンカスクリプト (`upload_protocol`)	`upload_protocol = stlink`	CMake では `-T stm32f4x.cfg` を OpenOCD 起動時に指定

実務的アドバイス：大規模プロジェクトで CMake に完全移行する場合は、まず PlatformIO の platformio.ini を JSON 化し（pio project export --format=json）、生成された情報を基に CMakePresets.json を作成すると手間が省けます。

2. ツールチェーンのバージョン差分

GCC 13 系では -fno-common がデフォルト化され、同名シンボルの重複がエラーになるケースがあります。レガシーコードでこの問題が出たら -fcommon を明示的に付与してください。
PlatformIO 6.2.xは Python 3.12 が必須です。古い環境（Python 3.8/3.9）では自動インストールに失敗することがあります。WSL2 の python3 を最新版 (sudo apt install python3.12) に更新しておくと安全です。

3. 今後期待できる代替ツール

ツール	想定リリース時期	主な利点
Zephyr SDK (v0.16)	2026 Q3	RTOS とビルドシステムが統合。PlatformIO の代替として、CMake + West が標準化されつつある。
CMake‑Presets (VS Code 標準サポート)	2024‑2025	`CMakePresets.json` にビルド構成を JSON で記述でき、IDE と CI の設定が一元管理可能になる。

結論：現時点では PlatformIO が最もハンドホールドされた体験を提供しますが、長期的には CMake‑Presets + Zephyr SDK への段階的移行を視野に入れると、メンテナンスコストが低減します。

おわりに

本ガイドは 公式リリース情報 に基づく最新の無料ツールチェーン構成例です。
「WSL2 + Ubuntu」上であれば /usr/bin が自動的に PATH へ組み込まれるため、余計な環境変数設定は不要です。
PlatformIO と Make は 目的別に使い分け することで、開発スピードと柔軟性の両立が可能です。

実務で最も重要なのは「ビルドが成功すれば次はデバッグ、最後に本番書き込み」 というフローを確実に回すことです。本稿の手順通りに環境を構築し、まずは “Hello, World” レベルの Blink プロジェクトで動作確認を行ってください。

※ 本記事は執筆時点（2024‑04）で確認できた情報に基づきます。ツールのバージョンが更新された場合は、各公式サイトをご参照ください。

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