Hackable N°
Numéro
37

Découvrez la nouvelle Raspberry Pi Pico !

Temporalité
Avril/Mai/Juin 2021
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Découvrez la nouvelle Raspberry Pi Pico !
Article mis en avant

Résumé

« Raspberry Pi ou Arduino ? », voici la question typique que se posent nombre de débutants avant de comprendre rapidement que comparer un ordinateur monocarte (SBC) et une carte microcontrôleur n'a aucun sens. Il s'agit de deux mondes distincts reposant sur des philosophies et des contingences totalement différentes. Mais en ce début d'année 2021, la réponse à cette mauvaise question est devenue délicate, car voici venir la carte Pico : une plateforme équipée d'un microcontrôleur RP2040 double-cœur ARM Cortex M0+... par Raspberry Pi ! En d'autres termes, la question est donc maintenant aussi « Raspberry Pi ou Raspberry Pi ? ».

Dans ce numéro...


git pull... OMG OMG OMG ! Je n’ai pas pour habitude de traiter du sujet de couverture dans l’édito, mais je dois avouer qu’entre le moment de la réception de mes Pico et celui où je couche sur le papier ces quelques mots, je me découvre des comportements et des signes physiologiques qui ne trompent pas.
Dans cet article, on se propose de découvrir une autre méthode de validation d’un composant écrit en Verilog. L’idée est de décrire les propriétés du composant et de laisser l’ordinateur chercher les stimuli qui feront échouer des propriétés. Ça n’est plus le développeur qui écrit les tests, mais la machine. Cette méthode a récemment été rendue possible avec des logiciels libres grâce à la suite d’outils Yosys (synthèse Verilog), Yosys-SMTBMC (solveur) ainsi que SymbiYosys qui les chapeaute.
Le développement de systèmes embarqués se doit d’optimiser l’utilisation des ressources de stockage, de calcul et énergétiques. En aucun cas compiler sur la plateforme embarquée cible ne respecte ces contraintes. Nous présentons Buildroot pour cross-compiler un système GNU/Linux efficacement, et le bénéfice en termes de performances qu’on en tirera.
N'importe quelle occurrence de la commande « sudo make install » me rappelle d'horribles souvenirs de mes débuts sous GNU/Linux, il y a de très nombreuses années (1995). Peupler ainsi manuellement son /usr/local de fichiers, programmes et bibliothèques est une recette parfaite pour une catastrophe et des conflits en tous genres. Mieux vaut suivre la voie dictée par la distribution et son système de gestion de paquets. Voyons cela en pratique avec l'OpenOCD modifié par la fondation Raspberry Pi et, en prime, découvrons une excellente alternative à l'utilisation d'UF2 ou Picotool.
Papa de trois enfants en bas âge, j’ai souvent la tête dans les jouets. Mes enfants, comme beaucoup, s’amusent parfois à faire semblant d’acheter. Et si je leur fabriquais une sorte de « caisse/dînette » ! Ce serait tellement mieux s’ils pouvaient scanner des articles et que « ça marche », pour ensuite payer le total par carte !
Nous savons à présent comment exploiter les capacités du 6502 et du PPU de la NES afin de faire des jeux, comme le Pac-Man présenté lors du dernier article. J'espère d'ailleurs que certains d'entre vous ont essayé, et sont parvenus à améliorer ce programme, disponible sur le GitHub du magazine. Aujourd'hui, nous allons voir que les cartouches de jeux elles-mêmes peuvent renfermer des trésors d'ingéniosité électronique, permettant d'augmenter les capacités de base de la console.
La rétro-ingénierie matérielle, et plus particulièrement la rétro-ingénierie du silicium, trouve très rapidement ses limites dans les attaques non invasives où la puce reste fonctionnelle et intègre. Pour pouvoir analyser en profondeur un circuit logique, il faut aujourd’hui forcément passer par une décapsulation et une déstratification, ce qui implique alors la destruction inévitable de la puce. Ces méthodes destructives étaient les seuls moyens d’accéder aux différentes couches d’une puce de silicium et donc de pouvoir reconstituer tout le circuit logique de celle-ci. Mais récemment, des chercheurs ont proposé une nouvelle méthode d’imagerie tridimensionnelle des circuits intégrés, d’abord pour un usage industriel, mais aussi inédit pour la rétro-ingénierie du silicium, qui permet l’analyse en profondeur, sans passer par les processus destructeurs habituels.

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Game & Watch : utilisons judicieusement la mémoire

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Au terme de l'article précédent [1] concernant la transformation de la console Nintendo Game & Watch en plateforme de développement, nous nous sommes heurtés à un problème : les 128 Ko de flash intégrés au microcontrôleur STM32 sont une ressource précieuse, car en quantité réduite. Mais heureusement pour nous, le STM32H7B0 dispose d'une mémoire vive de taille conséquente (~ 1,2 Mo) et se trouve être connecté à une flash externe QSPI offrant autant d'espace. Pour pouvoir développer des codes plus étoffés, nous devons apprendre à utiliser ces deux ressources.

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Le microcontrôleur RP2040 équipant la Pico est une petite merveille et malgré l'absence de connectivité wifi ou Bluetooth, l'étendue des fonctionnalités intégrées reste très impressionnante. Nous avons abordé le sujet du sous-système PIO dans un précédent article [1], mais celui-ci n'était qu'une découverte de la fonctionnalité. Il est temps à présent de pousser plus loin nos expérimentations en mêlant plusieurs ressources à notre disposition : PIO, DMA et accès à la flash QSPI.

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La carte Pico de Raspberry Pi est appréciable à bien des égards. Ses ressources, son prix, ses deux cœurs ARM... Mais ce morceau de silicium qu'est le RP2040 renferme une fonctionnalité unique : des blocs PIO permettant de créer librement des périphériques supplémentaires qu'il s'agisse d'éléments standardisés comme SPI, UART ou i2c, ou des choses totalement exotiques et très spécifiques à un projet ou un environnement donné. Voyons ensemble comment prendre en main cette ressource et explorer le monde fantastique des huit machines à états de la Pico !

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