rp2 --- ฟังก์ชันเฉพาะสำหรับ RP2040

โมดูล rp2 ประกอบด้วยฟังก์ชันและคลาสที่ใช้เฉพาะกับ RP2040 ตามที่ใช้ใน Raspberry Pi Pico

ดูข้อมูลเพิ่มเติมได้ที่ RP2040 Python datasheet และดูโค้ดตัวอย่างได้ที่ pico-micropython-examples

ฟังก์ชันที่เกี่ยวข้องกับ PIO

โมดูล rp2 มีฟังก์ชันสำหรับแอสเซมบลีโปรแกรม PIO

สำหรับการรันโปรแกรม PIO ดูที่ rp2.StateMachine

rp2.asm_pio(*, out_init: 'int | tuple[int, ...] | None' = None, set_init: 'int | tuple[int, ...] | None' = None, sideset_init: 'int | tuple[int, ...] | None' = None, side_pindir: bool = False, in_shiftdir: int = PIO.SHIFT_LEFT, out_shiftdir: int = PIO.SHIFT_LEFT, autopush: bool = False, autopull: bool = False, push_thresh: int = 32, pull_thresh: int = 32, fifo_join: int = PIO.JOIN_NONE) → Callable

แอสเซมบลีโปรแกรม PIO

พารามิเตอร์ต่อไปนี้ควบคุมสถานะเริ่มต้นของพินัย GPIO โดยระบุเป็นหนึ่งใน PIO.IN_LOW, PIO.IN_HIGH, PIO.OUT_LOW หรือ PIO.OUT_HIGH หากโปรแกรมใช้พินมากกว่าหนึ่งพิน ให้ระบุเป็น tuple เช่น out_init=(PIO.OUT_LOW, PIO.OUT_LOW)

• out_init กำหนดค่าพินที่ใช้สำหรับคำสั่ง out()

• set_init กำหนดค่าพินที่ใช้สำหรับคำสั่ง set() โดยสามารถมีได้สูงสุด 5 พิน

• sideset_init กำหนดค่าพินที่ใช้สำหรับตัวปรับแต่ง .side() โดยสามารถมีได้สูงสุด 5 พิน

• side_pindir เมื่อตั้งค่าเป็น True จะกำหนดให้ตัวปรับแต่ง .side() ใช้สำหรับทิศทางของพิน แทนที่จะเป็นค่าของพิน (ค่าเริ่มต้นเมื่อเป็น False)

พารามิเตอร์ต่อไปนี้ใช้เป็นค่าเริ่มต้น แต่สามารถแทนที่ได้ใน StateMachine.init():

• in_shiftdir คือทิศทางเริ่มต้นที่ ISR จะเลื่อนบิต ได้แก่ PIO.SHIFT_LEFT หรือ PIO.SHIFT_RIGHT

• out_shiftdir คือทิศทางเริ่มต้นที่ OSR จะเลื่อนบิต ได้แก่ PIO.SHIFT_LEFT หรือ PIO.SHIFT_RIGHT

• push_thresh คือค่าขีดแบ่งในหน่วยบิตก่อนที่จะเกิด auto-push หรือการ re-push แบบมีเงื่อนไข

• pull_thresh คือค่าขีดแบ่งในหน่วยบิตก่อนที่จะเกิด auto-pull หรือการ re-pull แบบมีเงื่อนไข

พารามิเตอร์ที่เหลือ ได้แก่:

• autopush กำหนดว่าจะเปิดใช้งาน auto-push หรือไม่

• autopull กำหนดว่าจะเปิดใช้งาน auto-pull หรือไม่

• fifo_join กำหนดว่าจะรวม TX FIFO และ RX FIFO ขนาด 4 คำเป็น FIFO เดียวขนาด 8 คำสำหรับทิศทางเดียวหรือไม่ ตัวเลือกได้แก่ PIO.JOIN_NONE, PIO.JOIN_RX และ PIO.JOIN_TX

rp2.asm_pio_encode(instr: str, sideset_count: int, sideset_opt: bool = False) → int

แอสเซมบลีคำสั่ง PIO เพียงคำสั่งเดียว โดยปกติแล้วควรใช้ asm_pio() แทน

>>> rp2.asm_pio_encode("set(0, 1)", 0)
57345

rp2.bootsel_button() → int

เปลี่ยนพิน QSPI_SS เป็น input ชั่วคราวแล้วอ่านค่า โดยจะคืนค่า 1 สำหรับ low และ 0 สำหรับ high บนบอร์ด RP2040 ทั่วไปที่มีปุ่ม BOOTSEL การคืนค่า 1 หมายความว่ากดปุ่มอยู่

เนื่องจากฟังก์ชันนี้ปิดการเข้าถึงหน่วยความจำแฟลชภายนอกชั่วคราว จึงปิดใช้งานอินเทอร์รัปต์และคอร์อื่นชั่วคราวด้วยเพื่อป้องกันไม่ให้พยายามรันโค้ดจากแฟลช

class rp2.PIOASMError

ข้อยกเว้นนี้จะถูก raise จาก asm_pio() หรือ asm_pio_encode() หากเกิดข้อผิดพลาดในการแอสเซมบลีโปรแกรม PIO

คำสั่งภาษาแอสเซมบลี PIO

PIO state machine ถูกเขียนโปรแกรมด้วยภาษาแอสเซมบลีเฉพาะที่มีคำสั่งหลักเก้าคำสั่งสำหรับ PIO machine ใน MicroPython รูทีนแอสเซมบลี PIO จะเขียนเป็นฟังก์ชัน Python ที่มีตัวตกแต่ง @rp2.asm_pio() และใช้ไวยากรณ์ Python รูทีนเหล่านี้รองรับตัวแปรและการคำนวณ Python มาตรฐาน รวมถึงฟังก์ชันพิเศษต่อไปนี้ที่เข้ารหัสคำสั่ง PIO และควบคุมแอสเซมเบลอร์ ดูรายละเอียดเพิ่มเติมได้ในส่วนที่ 3.4 ของ RP2040 datasheet

wrap_target()

ระบุตำแหน่งที่การทำงานจะต่อเนื่องหลังจากการ wrap ของโปรแกรม ค่าเริ่มต้นคือจุดเริ่มต้นของรูทีน PIO

wrap()

ระบุตำแหน่งที่โปรแกรมสิ้นสุดและวน wrap กลับ หากไม่ได้ใช้คำสั่งนี้ จะถูกเพิ่มโดยอัตโนมัติที่ท้ายรูทีน PIO การ wrap ไม่ใช้รอบการทำงานใดๆ

label(label)

กำหนด label ชื่อ label ที่ตำแหน่งปัจจุบัน label สามารถเป็น string หรือ integer

word(instr, label=None)

แทรก 16-bit word ตามต้องการในเอาต์พุตที่แอสเซมบลีแล้ว

• instr: ค่า 16 บิต

• label: หากระบุ จะค้นหา label แล้วนำค่าของ label มา OR แบบตรรกะกับ instr

jmp(...)

คำสั่งนี้มีสองรูปแบบ:

jmp(label)

• label: label ที่จะกระโดดไปโดยไม่มีเงื่อนไข

jmp(cond, label)

• cond: เงื่อนไขที่จะตรวจสอบ ได้แก่:

  • not_x, not_y: เป็นจริงหาก register เป็นศูนย์

  • x_dec, y_dec: เป็นจริงหาก register ไม่ใช่ศูนย์ และทำการ post decrement

  • x_not_y: เป็นจริงหาก X ไม่เท่ากับ Y

  • pin: เป็นจริงหากพินอินพุตถูกตั้งค่า

  • not_osre: เป็นจริงหาก OSR ไม่ว่าง (ยังไม่ถึงค่าขีดแบ่ง)

• label: label ที่จะกระโดดไปหากเงื่อนไขเป็นจริง

wait(polarity, src, index)

หยุดรอ high/low บนพินหรือสาย IRQ

• polarity: 0 หรือ 1 เพื่อระบุว่าจะรอค่า low หรือ high

• src: หนึ่งใน: gpio (พินแบบ absolute), pin (พินเทียบกับ argument in_base ของ StateMachine), irq

• index: 0-31 คือดัชนีสำหรับ src

in_(src, bit_count)

เลื่อนข้อมูลเข้าจาก src ไปยัง ISR

• src: หนึ่งใน: pins, x, y, null, isr, osr

• bit_count: จำนวนบิตที่จะเลื่อนเข้า (1-32)

out(dest, bit_count)

เลื่อนข้อมูลออกจาก OSR ไปยัง dest

• dest: หนึ่งใน: pins, x, y, pindirs, pc, isr, exec

• bit_count: จำนวนบิตที่จะเลื่อนออก (1-32)

push(...)

ส่ง ISR ไปยัง RX FIFO จากนั้นล้าง ISR เป็นศูนย์ คำสั่งนี้มีรูปแบบดังนี้:

• push()

• push(block)

• push(noblock)

• push(iffull)

• push(iffull, block)

• push(iffull, noblock)

หาก block ถูกใช้ คำสั่งจะหยุดรอหาก RX FIFO เต็ม ค่าเริ่มต้นคือ block หาก iffull ถูกใช้ จะส่งข้อมูลเฉพาะเมื่อจำนวนบิตที่เลื่อนเข้าถึงค่าขีดแบ่งแล้ว

pull(...)

ดึงข้อมูลจาก TX FIFO เข้าสู่ OSR คำสั่งนี้มีรูปแบบดังนี้:

• pull()

• pull(block)

• pull(noblock)

• pull(ifempty)

• pull(ifempty, block)

• pull(ifempty, noblock)

หาก block ถูกใช้ คำสั่งจะหยุดรอหาก TX FIFO ว่าง ค่าเริ่มต้นคือ block หาก ifempty ถูกใช้ จะดึงข้อมูลเฉพาะเมื่อจำนวนบิตที่เลื่อนออกถึงค่าขีดแบ่งแล้ว

mov(dest, src)

ย้ายค่าจาก src ไปยัง dest

• dest: หนึ่งใน: pins, x, y, exec, pc, isr, osr

• src: หนึ่งใน: pins, x, y, null, status, isr, osr; argument นี้สามารถปรับแต่งได้โดยครอบด้วย invert() หรือ reverse() (แต่ไม่ใช้ทั้งสองพร้อมกัน)

irq(...)

ตั้งค่าหรือล้างแฟล็ก IRQ คำสั่งนี้มีสองรูปแบบ:

irq(index)

• index: 0-7 หรือ rel(0) ถึง rel(7)

irq(mode, index)

• mode: หนึ่งใน: block, clear

• index: 0-7 หรือ rel(0) ถึง rel(7)

หาก block ถูกใช้ คำสั่งจะหยุดรอจนกว่าแฟล็กจะถูกล้างโดย entity อื่น หาก clear ถูกใช้ แฟล็กจะถูกล้างแทนที่จะถูกตั้ง ดัชนี IRQ แบบสัมพัทธ์จะบวก ID ของ state machine เข้ากับดัชนี IRQ ด้วยการบวกแบบ modulo-4 IRQ 0-3 มองเห็นได้จากโปรเซสเซอร์ ส่วน 4-7 เป็น internal ของ state machine

set(dest, data)

ตั้งค่า dest ด้วยค่า data

• dest: pins, x, y, pindirs

• data: ค่า (0-31)

nop()

นี่คือ pseudoinstruction ที่แอสเซมบลีเป็น mov(y, y) และไม่มีผลข้างเคียง

.side(value)

นี่คือตัวปรับแต่งที่สามารถใช้กับคำสั่งใดก็ได้ และใช้เพื่อควบคุมค่าพิน side-set

• value: ค่า (บิต) ที่จะส่งออกบนพิน side-set

.delay(value)

นี่คือตัวปรับแต่งที่สามารถใช้กับคำสั่งใดก็ได้ และระบุจำนวนรอบที่จะหน่วงเวลาหลังจากคำสั่งทำงาน

• value: รอบที่จะหน่วงเวลา 0-31 (ค่าสูงสุดจะลดลงหากมีการใช้พิน side-set)

[value]

นี่คือตัวปรับแต่งที่เทียบเท่ากับ .delay(value)

คลาส

• คลาส DMA -- การเข้าถึงตัวควบคุม DMA ของ RP2040
• คลาส Flash -- การเข้าถึงพื้นที่จัดเก็บข้อมูลแฟลชในตัว
• คลาส PIO -- การใช้งาน PIO ขั้นสูง
• คลาส StateMachine -- การเข้าถึงอินเทอร์เฟซ I/O แบบโปรแกรมได้ของ RP2040