MicroPythonメインの別シリーズがあるのに、こちらでやっているのはRP2350のハードを直接操作するような実験をしているため。何にしてもMicroPythonはお楽。ただしMicroPython処理系の予期せぬところを触ってヤバイことになることもあり。前回は２コア実行、今回はコア間の通信機能を使ってみます。
※Pico関係投稿一覧は こちら 『Pico三昧』は一覧の末尾付近にひっそりと。
※Pico2対応のMicroPython処理系（バイナリ、uf2形式）は以下のURLからダウンロード可能です。
https://micropython.org/download/RPI_PICO2/
※動作確認に使用しているMicroPython処理系は以下です。
MicroPython-1.24.0-riscv–with-newlib4.3.0
ラズパイPico2搭載のRP2350マイクロコントローラは２個のプロセッサを同時に走らせることが可能です。プロセッサの「座席」は２つ。コア０とコア１。どちらの座席にもArmとRISC-Vを選択可能。このところ使用させていただいているのは、両席ともRISC-VのMicroPython処理系です。
２個のコアの平行処理が可能ということは、当然コア間の通信機構も備えています。この仕組みは SIO（Single cycle I/O)というブロック内に収められています。SIOについては以下の過去回で調べてます。
Pico三昧(34) ラズパイPico2:RP2350、Pico:RP2040、SIO比較
ただしMicroPython処理系では、一部の割り込みしかユーザが使えるようになっておらず、コア間の割り込みをユーザも使えるのか否かは今のところ不明です。しかし、コア間に存在するMailbox（FIFO）は多分使えそうな感じ（もしかすると何か良からぬことが起こるかも知れんので、あくまで実験っす。）
セキュアとノンセキュア
さて、前回もSIOブロック内に存在するCPU_IDなどという「私はだあれ」レジスタを読み出したりしてました。CPU_IDは特に隠す必要もなく、またリードオンリなので問題も起こりようがない？こいつにはセキュアもノンセキュアもないみたい。
しかし今回使おうとするのはコア間に張られた通信FIFOです。３２ビットｘ４段構成のFIFOが２本。コア０からコア１への１本と、コア１からコア０への１本です。メッセージを送信可能なので Mailbox などとも呼ばれています。
さてこのMailbox構造は、ノンセキュアなコードがセキュアなコードに何かよからぬメッセージなど送り付けてしまえるとマズイためか、セキュアなコードとノンセキュアなコード用に２重化されてます。ここで調べて以下に気づきました。
MicroPython上で走っているスクリプトはノンセキュア
の側で走っているようです。つまり２重化されているFIFO構造にアクセスする場合、ノンセキュアな方のFIFOにアクセスしないとなりません。セキュアな方を使おうとすると何も起こりませぬ。。。無反応？
コア間FIFO通信の実験コード
前回使用した２コアのそれぞれにTaskAとTaskBを走らせる実験コードにFIFO通信部分を追加しました。上記の理由からFIFOはノンセキュアな方を使わないとならないので、SIO_NONSEC_BASEという定数も追加してます。
FIFOは２本ありますが、コア０から書き込みできるFIFOはコア１の読み出し、コア１から書き込みできるFIFOはコア０の読み出しという関係なので、それぞれのコアには所定の番地にライトFIFOとリードFIFOがあるように見えてます。そしてFIFO_STというステータスレジスタあり、その中にFIFOがバリッド（読み出し可能なデータあり）、FIFOがレディ（FIFOに書き込み可能な隙間あり）かを示すステータスビットが存在します。
今回はコア１で実行されているTaskAから、１００１、１００２。。。というメセージを毎秒送り出し、コア０で実行されているTaskBでそのメッセージを受け取って標準出力にその旨表示しています。TaskAからゼロを送出し、TaskBがゼロを受け取るとこの関係は終了します。
実験コードが以下に。
import time, machine, _thread
from micropython import const
SIO_BASE = const(0xd0000000)
SIO_NONSEC_BASE = const(0xd0020000)
FIFO_ST = const(0x050)
FIFO_WR = const(0x054)
FIFO_RD = const(0x058)
def taskA(n, delay):
cnt = 0
while cnt < n:
while (machine.mem32[SIO_NONSEC_BASE + FIFO_ST] & 2) == 0:
time.sleep_ms(100)
machine.mem32[SIO_NONSEC_BASE + FIFO_WR] = cnt + 1000
cnt += 1
time.sleep(delay)
machine.mem32[SIO_NONSEC_BASE + FIFO_WR] = 0
def taskB():
while True:
while (machine.mem32[SIO_NONSEC_BASE + FIFO_ST] & 1) == 0:
time.sleep_ms(100)
rdat = machine.mem32[SIO_NONSEC_BASE + FIFO_RD]
if rdat != 0:
print(" task B Received: {0}".format(rdat))
else:
break
def main():
print("FIFO test: TaskA --FIFO--> TaskB")
_thread.start_new_thread(taskA, (10, 1))
taskB()
if __name__ == "__main__":
main()
動作確認
２コアが協力して動作しているところが以下に。
ただし、MicroPython処理系も、Thonny IDEも想定外の使い方じゃないかと思うので、上記のコードの処理途中で止めようとしたりすると酷いことになったりします（まあ、電源断すりゃ終わるケド。）
実験は自己責任で。まあ、ヤバイところを触るほど面白れぇんだが。