Raspberry Pi 推出了搭載全新RP2350微控制器的Pico 2。

RP2350是一款有趣的微控制器單元（MCU）。它擁有兩個(gè)核心，這兩個(gè)核心中的一個(gè)或兩個(gè)都可以配置為Arm Cortex-M33或Hazard3 RISC-V。但本文將忽略RISC-V功能。

Pico 2并非唯一一款搭載Cortex-M33微控制器的開發(fā)板，但我相信它是全球范圍內(nèi)最便宜且最容易購買的一款。然而，從編程的角度來看，與其他如STM32H5系列的Arm Cortex-M33 MCU相比，Pico 2有一個(gè)主要的不同點(diǎn)：RP2350擁有一個(gè)（固定的）啟動(dòng)ROM，這為其提供了額外的功能。這帶來的影響是，RP2350會(huì)首先執(zhí)行其啟動(dòng)ROM，而不是用戶應(yīng)用程序。此外，我認(rèn)為為了支持RP2350的特性（如版本控制、A/B版本、安全啟動(dòng)、簽名鏡像），引入了塊（以及分區(qū)表）的概念。分區(qū)表是可選的，但使用塊是必須的。因此，雖然一個(gè)用C編寫的簡(jiǎn)單裸機(jī)應(yīng)用程序可以使用Arm GNU工具鏈進(jìn)行編譯（Pico SDK提供了RP2350 CMSIS支持），但它無法直接在RP2350上執(zhí)行，因?yàn)樗鄙倜枋鲧R像所需的（元數(shù)據(jù)）塊。

在Pico SDK構(gòu)建系統(tǒng)中，所需的塊在和pico-sdk/src/rp2_common/pico_crt0/embedded_end_block.inc.S中定義。這些是包含一些ifdefs的匯編源文件，這些文件中定義的數(shù)據(jù)被放入一個(gè)名為.embedded_block的段中。然后，這個(gè)塊根據(jù)pico-sdk/src/rp2_common/pico_crt0/rp2350中的鏈接器描述腳本嵌入到鏡像中。

用戶應(yīng)用程序二進(jìn)制文件的元數(shù)據(jù)所需的最小塊在RP2350數(shù)據(jù)手冊(cè)的第5.9.5節(jié)“最小可行鏡像元數(shù)據(jù)”中進(jìn)行了描述。這些元數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在一個(gè)名為IMAGE_DEF的塊中，該塊包含兩個(gè)項(xiàng)目：PICOBIN_BLOCK_ITEM_1BS_IMAGE_TYPE和PICOBIN_BLOCK_ITEM_2BS_LAST。每個(gè)塊都需要一個(gè)類型為L(zhǎng)AST的項(xiàng)目作為最后一個(gè)項(xiàng)目，這意味著這個(gè)最小塊實(shí)際上只包含一個(gè)有意義的項(xiàng)目（IMAGE_TYPE）。鏡像類型項(xiàng)目包含以下關(guān)于鏡像的信息：

鏡像是可執(zhí)行的（IMAGE_TYPE_EXE）

鏡像在安全模式下運(yùn)行（EXE_SECURITY_S）

鏡像針對(duì)Arm架構(gòu)（EXE_CPU_ARM）

鏡像針對(duì)RP2350（EXE_CHIP_RP2350）

這個(gè)塊長(zhǎng)20字節(jié)，應(yīng)該位于加載到閃存的二進(jìn)制文件的前4KB內(nèi)。這是啟動(dòng)ROM代碼找到它的方式。

上述所有信息（EXE、ARM、RP2350）除了一個(gè)（SECURITY_S）之外都應(yīng)該很明顯，但你可能會(huì)問為什么它在安全模式下運(yùn)行。原因是RP2350的安全擴(kuò)展始終啟用（不能像STM32 MCU那樣禁用）。啟動(dòng)ROM在安全模式下運(yùn)行，并正常跳轉(zhuǎn)到用戶應(yīng)用程序，因此（至少最初）用戶應(yīng)用程序也應(yīng)該在安全模式下運(yùn)行。之后，用戶應(yīng)用程序可以根據(jù)需要配置安全性。

由于通常將向量表保存在閃存鏡像的開頭，并且向量表小于4KB，因此將這個(gè)20字節(jié)長(zhǎng)的塊放在向量表之后是有意義的。與Pico SDK構(gòu)建系統(tǒng)類似，這個(gè)塊可以很容易地在匯編源文件中創(chuàng)建，并使用鏈接器描述腳本鏈接到正確的位置。

我創(chuàng)建了一個(gè)非常簡(jiǎn)單的LED閃爍項(xiàng)目，沒有使用Pico SDK構(gòu)建系統(tǒng)。可以在GitHub上的rp2350-bare-metal-build找到該項(xiàng)目。