Pico 2 RP2350 独立开发：跳过 Pico SDK ，直接上手！

Raspberry Pi 推出了搭载全新RP2350微控制器的Pico 2。

RP2350是一款有趣的微控制器单元（MCU）。它拥有两个核心，这两个核心中的一个或两个都可以配置为Arm Cortex-M33或Hazard3 RISC-V。但本文将忽略RISC-V功能。

Pico 2并非唯一一款搭载Cortex-M33微控制器的开发板，但我相信它是全球范围内最便宜且最容易购买的一款。然而，从编程的角度来看，与其他如STM32H5系列的Arm Cortex-M33 MCU相比，Pico 2有一个主要的不同点：RP2350拥有一个（固定的）启动ROM，这为其提供了额外的功能。这带来的影响是，RP2350会首先执行其启动ROM，而不是用户应用程序。此外，我认为为了支持RP2350的特性（如版本控制、A/B版本、安全启动、签名镜像），引入了块（以及分区表）的概念。分区表是可选的，但使用块是必须的。因此，虽然一个用C编写的简单裸机应用程序可以使用Arm GNU工具链进行编译（Pico SDK提供了RP2350 CMSIS支持），但它无法直接在RP2350上执行，因为它缺少描述镜像所需的（元数据）块。

在Pico SDK构建系统中，所需的块在和pico-sdk/src/rp2_common/pico_crt0/embedded_end_block.inc.S中定义。这些是包含一些ifdefs的汇编源文件，这些文件中定义的数据被放入一个名为.embedded_block的段中。然后，这个块根据pico-sdk/src/rp2_common/pico_crt0/rp2350中的链接器描述脚本嵌入到镜像中。

用户应用程序二进制文件的元数据所需的最小块在RP2350数据手册的第5.9.5节“最小可行镜像元数据”中进行了描述。这些元数据存储在一个名为IMAGE_DEF的块中，该块包含两个项目：PICOBIN_BLOCK_ITEM_1BS_IMAGE_TYPE和PICOBIN_BLOCK_ITEM_2BS_LAST。每个块都需要一个类型为LAST的项目作为最后一个项目，这意味着这个最小块实际上只包含一个有意义的项目（IMAGE_TYPE）。镜像类型项目包含以下关于镜像的信息：

镜像是可执行的（IMAGE_TYPE_EXE）

镜像在安全模式下运行（EXE_SECURITY_S）

镜像针对Arm架构（EXE_CPU_ARM）

镜像针对RP2350（EXE_CHIP_RP2350）

这个块长20字节，应该位于加载到闪存的二进制文件的前4KB内。这是启动ROM代码找到它的方式。

上述所有信息（EXE、ARM、RP2350）除了一个（SECURITY_S）之外都应该很明显，但你可能会问为什么它在安全模式下运行。原因是RP2350的安全扩展始终启用（不能像STM32 MCU那样禁用）。启动ROM在安全模式下运行，并正常跳转到用户应用程序，因此（至少最初）用户应用程序也应该在安全模式下运行。之后，用户应用程序可以根据需要配置安全性。

由于通常将向量表保存在闪存镜像的开头，并且向量表小于4KB，因此将这个20字节长的块放在向量表之后是有意义的。与Pico SDK构建系统类似，这个块可以很容易地在汇编源文件中创建，并使用链接器描述脚本链接到正确的位置。

我创建了一个非常简单的LED闪烁项目，没有使用Pico SDK构建系统。可以在GitHub上的rp2350-bare-metal-build找到该项目。