電子ブロック工房

Raspberry Pi Pico 用のアプリケーションを C で開発すると、デフォルトではメインプログラムがフラッシュ領域（アドレス 0x10000000 からの 2048 kbytes）に配置される。作成されたuf2ファイルを、Pi Pico 本体の BOOTSELボタンを押しながら PC の USB 端子に接続すると現れる RPI-RP2 ドライブにコピーすると、フラッシュ領域にプログラムが書き込まれ、2回目以降は Pi Pico に電源を供給するだけで、インストールしたプログラムが実行される。

この記事では、フラッシュ領域ではなく RAM 領域（アドレス 0x20000000 からの 256 kbytes）にプログラムを配置する方法について述べる。ソースコードに若干の変更を加えるだけでよい。（ビルドすると、uf2 ファイルだけではなく hex ファイルも作成されるが、この hex ファイルは、MachiKania type P でファイル選択すると、実行可能。）

<Raspberry Pi Picoで、RAM領域にアプリケーションを配置する のつづき>

2023/01/28に、MachiKania type P の ver 1.2を公開しました。

公式ページは、こちら。
Github リリースページは、こちら。

Readmeに記載した更新履歴は、次の通りです。

Phyllosoma 1.20/KM-1502（2022.1.28）
　・USBキーボード及びエディターをサポート
　・INKEY()・READKEY()・INPUT$()の3つの関数と、INKEY割り込み機能を整備
　・クラスファイルコンパイル時に一部の環境で生じる不具合を修正
　・ALIGN4ステートメント・DATAADDRESS()関数・FUNCADDRESS()関数を追加
　・タイマー割り込みのタイミングが少しずれていたのを修正
　・SYSTEM()に、メモリーアロケーション関連の機能を追加
　・文字列で「\r」「\t」のエスケープシークエンスが使用可能に
　・OPTION CLASSCODEに対応
　・BASICプログラム実行中でのカードの抜き差しが可能に
　・ファイル選択画面でC言語で作成したHEXファイルのロードが可能に
　・CRDINI・CLDHEX・REGEXP・STRINGの４つのクラスを、ライブラリーに追加

<MachiKania type P ver 1.2の新機能 のつづき>

MachiKania type Pを使って、チャートレコーダー（記録装置）を作成しました。

<MachiKaniaを使ったチャートレコーダー のつづき>

MachiKania type Pのver 1.1では、USBケーブルで接続したPC上で、BASICプログラムの開発や、クラスライブラリーの開発が行えます。

下の写真は、開発環境の実行例です。操作としては、PC上のテキストエディターでBASICプログラムを編集し、MachiKaniaのリセットボタンを押すだけです。MMC/SDカードの抜き差しや、BASICファイルのドラッグ＆ドロップは必要ありません。



この機能は結構便利で、私自身が常用しています。MMC/SDカードの抜き差しをほとんどしなくなりました。以下で、開発環境の構築方法について述べます。

<MachiKania type Pの開発環境 のつづき>

MachiKania type Pでは、起動時に自動的に実行するBASICプログラムを指定することができます。これにより、Raspberry Pi Picoの電源を入れると指定のBASICプログラムがすぐに実行されます。

これを行うには、2つの異なる方法があります。

１．MMC/SDカードに、MACHIKAP.BASを保存する
２．MachiKania本体に、実行するBASICプログラムを埋め込む

１の方法は、単にMMC/SDカードのルートに、MACHIKAP.BASという名でBASICプログラムを保存するだけです。特に説明は必要ないと思います。また、MACHIKAP.INIを編集すると、起動時にMACHIKAP.BASとは異なるファイル名のBASICプログラムを実行することもできます。

この記事では、２の方法について述べます。１の方法と異なり、MMC/SDカードも液晶ディスプレイの接続も必須ではありません。Raspberry Pi Pico単体でMachiKaniaおよび埋め込んだBASICプログラムが走ります。従って、様々な組み込み用途でMachiKaniaを使用することができます。

<MachiKania type Pに、BASICプログラムを埋め込む のつづき>

現在、Raspberry Pi Pico用のMachiKaniaを、ケンケンさんと共同で開発中です。これは、MachiKania Type M, Type ZとコンパチブルなBASICコンパイラーを搭載し、表示装置にLCDを使った、Raspberry Pi Pico用のMachiKaniaで、コードネームにPhyllosomaと名付けたものです。正式名称は、MachiKania Type Pになる予定です。近々、公式にversion 1.0を公開します。

Type MやType Zでは、プログラムの実行にMMC/SDカードやNTSCディスプレイが必要でしたが、Type Pではそういったものが無い環境でもBASICプログラムを高速で実行し、I2CやSPIなどのインターフェースで外部機器を制御することが可能です。従って、組み込み用途でのMachiKania Type Pの利用も、ニーズとしてあると考えています。

Raspberry Pi Pico用には、C/C++による開発環境やMicroPythonによる開発環境がすでに提供されていて、これらはニーズに応じて便利に使えます。C/C++で開発すると最速の実行速度が得られる一方、開発環境の構築に手間がかかり、かつ、外部機器との接続用のSDKの呼び出し方も複雑です。他方で、MicroPythonでの開発は外部機器の制御も分かりやすく、開発にかける時間を少なくできますが、実行速度がそれほど速くはありません。

MachiKaniaはC/C++と同じコンパイル形式なので、最速でないにせよ、ある程度の高速実行が可能です。また、Pythonほど強力ではありませんが、オブジェクト指向プログラミングも可能です。

そこで、MachiKaniaの利便性を評価するため、MachiKania・C/C++・MicroPythonで、実行速度の差がどれぐらいあるのか、調べてみました。

<MachiKania type Pの実行速度 のつづき>

Microchip社のPIC32MMファミリーのマイクロコントローラーは、低価格で32ビットのCPUが使え、DIPパッケージもあるので、趣味の電子工作にはもってこいの石です。私自身も最近はこれを多用しています。そこで、色々な用途に簡単に使えるよう、最小限のインターフェースを簡単に実装するためのプラットフォームを作成しました。MM Systemと名付けています。

特徴：
　・PIC32MM0064GPL028を使用
　・出力用に、4桁の7セグメントLEDを標準装備
　・入力用に、最大32個までのスイッチを接続化
　・最大9個までのA/Dコンバーターの読み込みが容易
　・PIC32MMに標準で組み込まれているSPIやUARTだけでなく、I2C通信も使用可

<MM Systemの紹介 のつづき>

FZ/KM megaは、MachiKania type Mで使える、Fuzix (ver 0.3) 実行環境です。

<FZ/KM mega の紹介 のつづき>

KM-Z80 midi 用のアプリケーション第三弾、FZ/KM midi (Fuzix 実行環境)を製作中。特徴は、次の通り。

１）Fuzix ver 0.3 (Tom's SBC用) が走る。
２）ディスプレイは液晶表示（NTSCビデオは非対応）
３）Fuzix内ではRAM領域に64K bytesを割り当て
４）USBメモリー上のディスクイメージファイルを仮想ドライブとして使用
５）仮想ドライブは、128 Mbytes のサイズ

実行中の様子。

使用方法は、FZ/KM webとほぼ同じ。

<KM-Z80 midi 進捗：Fuzix のつづき>

KM-Z80 midi 用のアプリケーション第二弾として、CP/KM midi (CP/M 2.2 実行環境)を製作している。特徴は、次の通り。

１）CP/M ver 2.2 (54k system) が走る
２）KM-Z80 midi 上で走る、スタンドアローン設計
３）ディスプレイは液晶表示（NTSCビデオは非対応）
４）RAM領域に56K bytesを割り当て
５）USBメモリー上のディスクイメージファイルを仮想ドライブとして使用
６）仮想ドライブは、1954K bytesの物を４つ割り当て

実行中の様子。MBASICから、STARTREKを起動した。

<KM-Z80 midi 進捗：CP/M のつづき>