【独家】MDK开发树莓派Pico超进化——爷支持Flash下载了！

【说在前面的话】

事情是这样的：前一阵儿，一位与我关系不错的博主kk发了一篇关于如何在MDK环境下给任意芯片编写Flash下载算法的文章，本着（能水一周是一周，不能水就鸽了的思想）有好文章一定要推荐给大家的想法，我转载了《从零编写STM32H7的MDK SPI FLASH下载算法》。

哎，这不巧了么？我们的Pico-Template常年来一直缺一个Flash 下载算法，导致大家在MDK中只能用宝贵的 SRAM 搞开发调试——不是程序稍微大点 SRAM 就不够了，就是RAM多消耗点程序就装不下了——真叫个憋屈。

俗话说：走三家不如坐一家——为什么不能（一鱼两吃）请大师帮忙为树莓派Pico开发一个MDK下的Flash下载算法，彻底解决这一痛点呢？

作为一个不请自来的甲方，我充分发挥了脸皮厚的优点，不停的催促工期：

终于到了今天：

这事情就成了。

借助这一新的Flash下载算法，Pico-Template总算成了完全体——可以像其他普通MCU那样编译、下载和调试了。

这看似简单的几个步骤 Pico-Template 整整等了一年多，太不容易了。

这里为那些对 Pico-Template还不熟悉的小伙伴做个简单的介绍：

Pico-Template 是一个MDK的工程模板，可以让你在熟悉的MCU开发环境下使用最新的Arm Compiler 6对树莓派Pico进行开发

喜欢白嫖的小伙伴也可以“安全”的使用MDK，因为MDK为开源社区专门提供了一个无代码尺寸限制、无调试尺寸限制、无芯片限制的社区License（Community License），任何人都可以通过简单的步骤申请到（申请入口在这里：https://www.keil.com/pr/artic...）

无需额外的仿真器，无需额外的Pico，连接Pico上的USB接口就可以进行调试（使用cmsis-dap协议）
无需额外设备就可以在 MDK 的 Debug (printf) View 窗口中实现 printf输出。
内嵌了 240*240 SPI LCD 的驱动
内嵌了对 PikaScript （一个超轻量级python虚拟机）的支持

为 AC6-flash 和 AC6-RunInSRAM 引入了 Flash下载算法，小伙伴只要在编译后直接进入Debug模式即可，无需手动拖放生成的 u2f 文件；

为Flash下载算法引入了自动部署功能

简单说就是在第一次成功的编译后，Pico-Template会尝试将下载算法Raspberry_Pi_Pico.FLM 文件拷贝到 C:/Keil_v5/ARM/Flash 文件夹下，比如下面这样的结果：

如果我们看到了 1 file(s) copied 这样的字样，说明拷贝成功。如果看到 “Access is denied” 或是你的 MDK 根本没有安装在 C:\Keil_v5\ 目录下，就需要你手动将 Raspberry_Pi_Pico.FLM拷贝到MDK安装目录下的 ARM\Flash 文件夹中了。如果一切顺利，可以在 Debug -> Settings -> Flash Download 窗口中看到 Raspberry Pi Pico Flash 算法，如果没有，也可以手动添加，这里就不再赘述。

删除了多余的 AC6-DebugInSRAM-printf。实际上，从现在开始，无论你使用哪个工程配置（比如AC6-flash），只要你在RTE里将 stdout 重定向为 EventRecorder，就可以直接从MDK的 Debug (printf) view 中观察到 printf输出。

为
Coremark
跑分做好了准备（详情请看后面的教程）
为
Arm-2D
的跑分做好了准备（详情请看后面的教程）

更新了教程

  

  

是不是很棒呢？

【如何获取最新版本】

一个合格的工程模板，应该做到只要成功的下载到了本地，就能够立即使用——Pico-Template也是这样。因此，所谓的Pico-Template的部署，实际上有三种方式：它们主要围绕着如何处理Pico-Template所依赖的第三方仓库而有所区别。

第一种方式：使用git工具进行下载

1、新建一个目录，比如叫做 pico-mdk来保存模板，并进入该目录

mkdir pico-mdk

2、使用git工具clone模板到本地：

git clone https://github.com/GorgonMeducer/Pico_Template .

特别提示：不要漏了上面命令行最后的 "." 哦，它表示“将Pico_Template克隆到当前目录”

3、将Pico-Template所依赖的其它仓库以submodule的形式更新到本地：

git submodule update --init

至此，我们已经成功的将Pico-Template同步到了本地一个叫做pico-mdk的目录下。

4、别忘记安装 perf_counter cmsis-pack哦！它为Pico-Template提供了所需的各类时间服务，包括但不限于：

测量指定代码/函数片断的执行时间（cpu周期数）(___cycleof__()_)
获得当前的系统时间戳（get_system_ticks()、get_system_us()、get_system_ms()）
提供阻塞式的延时服务（delay_us()、delay_ms()）
各类C语言扩展

从perf_counter v2.0.0开始，小伙伴们可以直接从 MDK 的 Pack-Installer 中找到它：

也可以从KEIL的官网中下载：

https://www.keil.com/dd2/pack/

感兴趣的小伙伴可以阅读这篇文章《【喂到嘴边了的模块】超级嵌入式系统“性能/时间”工具箱》来获取详细的帮助。

但总的来说，Pico-Template已经完成了对 perf_counter 的移植，拿起来用就行了。

第二种方式：网盘见

如果你觉得上述方法都挺麻烦的，尤其是你无法稳定的访问Github，那么可以在订阅【裸机思维】公众号后发送关键字 "Pico"来获取网盘链接。下载成功后立即可以使用。

这一方法唯一的缺点是：我可能会忘记更新网盘上的压缩包。

【如何实现“单体自助”式调试】

要想让你手中的Pico变成自带调试器的单片机，你需要访问下面的网址复制链接到浏览器中打开）：

https://github.com/majbthrd/pico-debug/releases

下载这里的 _pico-debug-gimmecache.uf2_ 文件（不要下错了哦），留着备用。

Pico-Template所提供的 AC6-flash 实现了“编译、下载、调试”一条龙服务。

由于pico-debug所实现的CMSIS-DAP调试器运行在SRAM中，因此很容易注意到每次对Pico进行断电后，都需要重新进行一次如下步骤：

1、按住Pico上的白色按钮不放、将Pico的USB接口连接PC。当我们在文件管理器中发现一个新的叫做 PRI-RP2 的U盘时，说明Pico已经成功进入烧录准备状态。

2、将__pico-debug-gimmecache.uf2_ _拖放到U盘中即可。

3、如果一切顺利，我们可以在资源管理器中发现一个新的HID-compiliant设备。

这里，还请放宽心，这个步骤每次断电后的第一次连接都只要做一次就行——不必每次启动调试都做一遍。

打开MDK，切换到 _AC6-DebugInSRAM-printf_ 工程配置。在Options for Target窗口中，我们可以从Debug选项卡里看到：调试器已经被选择为 CMSIS-DAP Debugger。

单击 Settings，我们应该看到 Pico 的其中一个 Cortex-M0+已经被检测到了：

注意：由于MDK工程模板中所有三个工程configuration（也就是AC6-flash、_AC6-RunInSRAM_和_AC6-DebugInSRAM_）都使用了同一个Objects文件夹来保存生成的 axf 文件，为了避免误会，在开始_AC6-DebugInSRAM_环境下的调试之前，一定要对当前工程进行至少一次重新编译——以确保载入的template.axf是对应当前工程配置的。

对工程进行编译后，单击调试按钮，我们应该看到指针停在了main()函数上：

【复位Pico的正确姿势】

由于树莓派Pico的特殊性，目前MDK中的普通的复位按钮其实并不足以正确对芯片进行复位。为此，Pico-Template提供了专门的方法——一个由脚本生成的按钮“Reset Pico”：

如果你的调试界面中找不到它，不要紧，在启动调试后，顺着菜单依次找到“View->Toolbox Window”，点开即可。

【如何在MDK中观察printf输出】

打开工程模板后，只要你的RTE配置中将stdout重定位成了 EventRecorder，你就可以直接在MDK中观察printf的输出结果：

编译后，正常进入调试模式。依次通过菜单 View->Serial Windows 打开 Debug (printf) Viewer 窗口：

一般它会出现在MDK窗体的右下角位置，如下图所示：

由于我们的main()函数中已经包含了一句 printf 输出：


int main(void) 
{
    system_init();

    printf("Hello Pico-Template\r\n");
    uint32_t n = 0;

    while (true) {
        breath_led();
        //gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, 1);
        //sleep_ms(500);
        //gpio_put(PICO_DEFAULT_LED_PIN, 0);
        //sleep_ms(500);
    }
    //return 0;
}

当我们开始执行时，就会在_Debug (printf) Viewer_中看到如下的输出结果：

这下PICO借助仅仅一根USB线，不仅能：

单体自助式的“我调试我自己”——其实是用两个Cortex-M0+核中的一个在tinyUSB的帮助下实现为 CMSIS-DAP；

还可以：

单体自助式的在MDK中实现 printf 输出，不光省了USB转串口的各类工具，连上位机都省了。

【如何开启 240*240 的 LCD驱动】

处于我本人的原因，Pico-Template中内嵌了一个 240*240 RGB565 SPI LCD 驱动。它的实物如下：

为了避免广告嫌疑，这里就不放上淘宝链接了。要开启对该屏幕的支持，只需要在工程配置文件中将宏 PICO_USE_LCD_1IN3 定义为 1 即可：

此后，我们将获得以下的功能和对应的API：

使用 Disp0_DrawBitmap() 对屏幕进行刷新

extern 
void Disp0_DrawBitmap(   int_fast16_t x, int_fast16_t y, 
                        int_fast16_t width, int_fast16_t height,
                        uint8_t *frame_ptr);

使用 dev\_read\_key() 来获取 LCD 上的按键状态：


enum {
    PIN_KEY_A       = 15,
    PIN_KEY_B       = 17,
    PIN_KEY_X       = 19,
    PIN_KEY_Y       = 21,
    PIN_KEY_UP      = 2,
    PIN_KEY_DOWN    = 18,
    PIN_KEY_LEFT    = 16,
    PIN_KEY_RIGHT   = 20,
    PIN_KEY_HOME    = 3, 

    KEY_HOME        = 0,
    KEY_UP          = 1,
    KEY_DOWN,
    KEY_LEFT,
    KEY_RIGHT,
    KEY_A,
    KEY_B,
    KEY_X,
    KEY_Y,
    KEY_NUM,
};

bool dev_read_key(uint8_t chkey);

一个典型的例子代码是：

#include "DEV_Config.h"

...
//! read key A
if (dev_read_key(KEY_A)) {
    printf("Key A is down \r\n");
}
...

有了上述API，配合Arm-2D做个小游戏应该问题不大。

【如何跑Arm-2D的Benchmark 】

Pico-Template 没有为 Arm-2D 做好移植，如果你问我是不小心还是故意的，那一定是故意的。

原因其实很简单，Pico-Template 也算是方便大家做 Arm-2D 移植练手用的，我把工作做完了，大家还怎么做练习呢？

但另一方面，很多人确有用 Arm-2D 跑分的需求，因此我在Pico-Template 中增加了对 Arm-2D 两个 Benchmark 跑分的准备性代码：


#if defined(__RTE_ACCELERATION_ARM_2D__)
#   include "arm_2d.h"
#endif

#if     defined(__RTE_ACCELERATION_ARM_2D_EXTRA_BENCHMARK_WATCH_PANEL__)            \
    ||  defined(__RTE_ACCELERATION_ARM_2D_EXTRA_BENCHMARK_GENERIC__)
#   include "arm_2d_benchmark.h"
#endif
...

int main(void) 
{
    system_init();
    ...

#if     defined(__RTE_ACCELERATION_ARM_2D_EXTRA_BENCHMARK_WATCH_PANEL__)            \
    ||  defined(__RTE_ACCELERATION_ARM_2D_EXTRA_BENCHMARK_GENERIC__)
    arm_2d_run_benchmark();
#endif
    ...
}

只要你安装了 Arm-2D 的 cmsis-pack，并在 RTE 中勾选了 Generic 和 Watchpanel 中任意一个跑分选项，对于开启了内置的240*240 LCD驱动的情况，Pico-Template 一行代码都不用改就能立即运行指定的跑分例程，非常方便。