Hackable N°
Numéro
38

Pico : Exploitez les meta-informations binaires

Temporalité
Juillet/Août/Septembre 2021
Image v3
Exploitez les meta-informations binares
Article mis en avant

Résumé

La carte Pico et son microcontrôleur RP2040 apportent des innovations très intéressantes en termes de fonctionnalités, comme par exemple les instances PIO permettant l'ajout de nouveaux périphériques au cœur même de la puce. Mais ces idées et concepts s'étendent également à l'aspect purement logiciel et au système de construction de binaires et de firmwares. Savez-vous, par exemple, qu'il vous est possible d'embarquer des méta-informations au sein même de vos exécutables placés en flash ? Faisons donc ensemble un petit tour de ces fonctionnalités...

Dans ce numéro...


Le monde des jeux vidéos est sans pitié et on comprendra aisément la ferveur (voire la férocité) avec laquelle certaines sociétés défendent leur propriété intellectuelle. Comment ne pas estimer cela parfaitement justifié lorsqu'on voit fleurir de toute part des produits surfant sur la vague du rétrogaming, faisant fi de toutes considérations légales, allant jusqu'à intégrer des collections impressionnantes de « ROM », n'étant ni plus ni moins qu'un ensemble de copies pirates de jeux.
Le SDK de la Raspberry Pi Pico embarque par défaut des informations dans les firmwares comme la date de construction, la version du SDK utilisée, le nom du projet, etc. Il est également possible de personnaliser certaines d'entre elles afin d'ajouter une description sommaire, une version ou une URL de référence, tout ceci étant consultable facilement dans le fichier binaire issue de la compilation, mais également directement depuis la carte avec l'utilitaire Picotool. Voyons comment accéder à ces mêmes informations depuis le code s'exécutant sur le microcontrôleur RP2010...
L’article précédent nous a permis d’apprivoiser à la fois la Maple Mini et la LDR, aboutissant à un croquis destiné à les utiliser comme un petit luxmètre. Partons de ces bonnes bases pour concevoir un capteur de couleurs !
Dans le Hackable 32, nous avons rapidement couvert la création d'un thermostat d'ambiance programmable destiné à piloter un système de chauffage fioul qui jusqu'alors s'activait en fonction de la température, mais indépendamment du jour et de l'heure. Ce qui devait être temporaire pour une fin de saison hivernale est, bien entendu, devenu plus ou moins définitif. Loin de moi l'idée de revoir ma copie ici, l'objet de cet article est de simplement partager avec vous une approche technique qui pourrait vous être utile dans d'autres contextes...
Fin 2020 et pour le 35e anniversaire de la franchise Mario, Nintendo se laissa aller à un brin de nostalgie en lançant la Game & Watch Super Mario Bros. Cette console de poche vendue pour quelque 40 € et inspirée des jeux électroniques des années 80 et 90 renferme bien plus de choses intéressantes que les simples pérégrinations d'un plombier italien. Il s'agit en réalité d'un système ARM Cortex-M7 émulant une NES et donc d'un séduisant ensemble permettant de développer ses propres codes...
Dans un précédent article, nous avons fait connaissance avec la console Game & Watch, produite par Nintendo à l'occasion des 35 ans de Mario. Grâce au travail de brillants développeurs, nous avons pu procéder à une sauvegarde complète du firmware de la console afin de basculer, en toute sécurité, le microcontrôleur STM32H7B0 dans un mode nous permettant de développer sereinement. Il est temps maintenant de faire connaissance avec l'environnement de développement et les spécificités du matériel pour produire un code « maison », plus évolué que la simple démonstration de base.
Nous avons vu dans la première partie (Hackable n°36) les généralités sur le DMA, des exemples de communication entre périphériques et mémoire, avec pour cible le STM32 en utilisant un RTOS : ChibiOS. Nous allons approfondir nos connaissances afin d’élargir le cadre d’utilisation du DMA.
Jusqu'à présent, nous avons vu les maigres capacités de calcul et graphiques de la NES. Mais les jeux vidéo ne seraient pas ce qu'ils sont sans les ambiances sonores, que ce soit via les musiques ou simplement, les bruitages. Dans cet article, nous allons donc nous intéresser à la façon dont le son était géré sur les toutes premières consoles de jeux, comme la NES.

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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.

Raspberry Pi Pico : PIO, DMA et mémoire flash

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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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