« 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 ? ».

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 !

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.

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...

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...

Si vous venez du monde Arduino et faites vos premiers pas avec le SDK C/C++ de la Raspberry Pi Pico, il est fort probable que certaines choses vous paraissent anormalement complexes. Je ne parle pas seulement des ressources avancées tels les PIO, le DMA ou le contrôleur SSI, mais également des fonctionnalités dont vous pensiez déjà maîtriser le fonctionnement. C'est le cas, par exemple, des sorties PWM qui, avec la Pico, sont accessibles « au naturel » et sans fioritures. Voyons donc ensemble comment démêler tout cela et revenir à l'essentiel...

La richesse d'un environnement et d'un framework dépend de nombreux éléments. Nous avons la ou les plateformes matérielles elles-mêmes, la qualité de l'environnement de développement, le nombre d'exemples permettant de prendre en main le microcontrôleur et enfin, la disponibilité de codes réutilisables permettant d'étoffer ses propres projets avec un minimum de travail : les bibliothèques. Sur ce point, la Pico ne dispose pas de solution entièrement clé en main (pour l'instant), mais la structure du SDK permet une approche relativement efficace.

Les cartes Arduino AVR, ainsi que d'autres plateformes utilisant cet environnement et cet « IDE », proposent de base une EEPROM permettant de stocker une quantité réduite de données survivant entre les phases d'alimentation d'un projet. Dans le cas des AVR, cette EEPROM est physiquement présente dans le microcontrôleur, mais avec un ESP32 par exemple, c'est une zone de la flash qui sera utilisée. Qu'en est-il d'une fonctionnalité similaire avec la Raspberry Pi Pico et son RP2040 ?