ИИ для программиста на RP2040

Завожу, пожалуй, новую рубрику: «ИИшница».

Как известно, в микроконтроллере RP2040 реализована интереснейшая штука: PIO — он же Programmable Input/Output block. Если совсем-совсем коротко, то внутри микроконтроллера (помимо собственных 2-х ядер) существуют ещё 4 (отдельно программируемых!) железки, которые могут работать независимо от основной программы микроконтроллера. Работать они могут в обоих направлениях: «шевелить ногами» на основе данных, поступающих из основной программы, или читать данные, приходящие на ноги (например по протоколу SPI или I2C), и давать основной программе уже готовые данные. (Насколько я понимаю, «аппаратные реализации» SPI и I2C интерфейсов микроконтроллера именно так и сделаны.*)

Если не совсем-совсем коротко, то вот эта статья даёт некоторое общее представление о том, что это такое.

Я давно хотел с этой темой разобраться. Интересно же. В результате — разобрался.

Но интересно то, КАК я разобрался.

Я загрузил в https://chat.deepseek.com даташит на RP2040, плюс ссылку на упомянутую статью, и начал Дипсика допрашивать. И это занятие оказалось очень продуктивным. ИИ отлично даёт ответы на разнообразные вопросы общего характера (типа «как сделан обмен данными между программой, выполняемой микроконтроллером, и Конечным Автоматом», т.е. State Machine. Или «какова разрядность регистров FIFO и выходных и входных регистров сдвига»).

И на примере практической задачи (чтение двух каскадов сдвиговых регистров 74HC165) Дипсик мне рассказал, как реализовать свой Конечный Автомат, который сам будет дёргать ногами Latch и CLK, читать данные из каскадов и укладывать их прямо в оперативную память через DMA (т.е. Direct Memory Access).

Т.е. из самой прошивки надо будет только сказать «прочитай данные из каскадов». PIO само всё сделает, и когда данные уже будут лежать в ОЗУ — вызовет прерывание. которое останется только обработать. При этом основные ядра микроконтроллера смогут заниматься другими делами, пока PIO само читает данные из регистров.

И я теперь не могу решить, что меня больше восхищает: то, как сделан PIO в контроллерах RP2040, или то, насколько быстро в этом получилось разобраться, используя ИИ. Без Дипсика я эту тему грыз бы не меньше чем пару дней.

Рис. 1

* — оказывается, нет. Стандартные интерфейсы (UART, I2C и SPI) сделаны в виде отдельных аппаратных блоков. И ресурсы PIO эти интерфейсы не используют.

0

«Педаль» для левой клавиатуры

Я добавлял чувствительность к скорости нажатия в свой MIDI-баян в том числе для того, чтобы естественно звучали вот такие штуки (по ссылке — короткий урок на тему «How to Play Beginner Cocktail Piano in 3 Steps»).

Однако, одной только чувствительности не хватило.

Для того, чтобы играть «сложные» аккорды левой рукой на баяне, нужно набирать нужные звуки, нажимая несколько кнопок «стандартных» аккордов. Вот здесь я выкладывал XLS-файл с калькулятором, помогающим определить, какие аккорды нужно нажимать, чтобы получился требуемый «сложный» аккорд.

Так вот, для того, чтобы играть аккорд Cmaj7 одновременно с басом (C), на левой руке не хватает пальцев. 🙂 Пианисты в таких случаях используют педаль. А значит и мне надо.

В результате я реализовал режим «педаль» в котором бас и аккорд продолжают звучать после отпускания кнопок до тех пор, пока не будет нажат новый бас, или пока не будет выключен режим «педаль».

В результате стало возможно получить вот такое звучание:

Теперь нужно привыкать нажимать кнопки с нужной силой. У баянистов такой привычки нет; в результате некоторые нажатия у меня пока получаются слишком слабые, а некоторые другие — слишком сильные.

0

Это позитивная новость, или негативная?

Здесь вижу удивительную новость (см. рис. 1)

Испытываю двойственные чувства, ибо новость эта и позитивная, и негативная одновременно.

Рис. 1
0

Lusta Dick — третий вариант

Я тут решил попробовать добавить второй голос к «Ленивому Дику». Без второго голоса, всё-таки, чего-то не хватает.

За основу взял второй вариант записи. И просто наложил запись второго голоса.

В одном месте (на 1:13), конечно, первый и второй голоса плохо сочетаются, звучат фальшиво. Но я не понимаю, что я с этим могу поделать; пока оставлю так.

0

Короткая демонстрация режима «соло»

Как и обещал, публикую короткую техническую демонстрацию режима «соло». А данном случае солирующим является самый низкий голос (скрипка). Всё, что выше звучащего солирующего звука более чем на 1 тон, звучит как орган.

Перемещаюсь по клавиатуре вверх/вниз, чтобы было понятнее, в чём суть режима.

0

MIDI-баян v3 — закончен

Всё, что планировал сделать, сделал. Электронную часть наладил; «странных необъяснимых глюков» не вижу уже 3 дня.

С точки зрения функционала, фантазия моя на данный момент иссякла. Сейчас есть всё, что нужно, для игры. Отличия от v2:

  • Основное — это чувствительность клавиатур к скорости нажатия клавиш. Само собой, «рояльной» точности управления звуком добиться не получилось, но три уровня звучания (тихо, средне. громко) получаются без проблем.
  • Добавлена функция «Акцент» для левой клавиатуры. Раньше можно было при нажатии баса или аккорда проигрывать звук ударного инструмента (любого выбранного). А сейчас, поскольку система может различить «обычное» и «сильное» нажатия, то на «сильные» нажатия баса и аккорда можно вешать дополнительные звуки. Например, при обычном нажатии будет звучать барабан, а при сильном ударе по клавише будет ещё звучать, например, тарелка.
  • Добавлена функция «соло» для правой клавиатуры. В двух вариантах «соло верхней нотой» и «соло нижней нотой». Этот режим позволяет совмещать звуки двух музыкальных инструментов. Например, если нажать «До» 1-й октавы, то одиночная нота будет звучать звуком текущего пресета. А если, удерживая «До», нажать ещё «Ми» и «Соль» 1-й октавы, то эти две ноты будут звучать уже тем звуком, который настроен в 6-м пресете текущего набора пресетов. (Техническую демонстрашку для этой функции я скоро запишу на видео, а вот сыграть что-нибудь, используя эту функцию, я пока не смогу, ибо недостаточно продвинут для того, чтобы играть подобное сходу, «из головы».)
  • Все пресеты, хранящиеся в энергонезависимой памяти EEPROM, теперь можно сохранить в виде резервной копии на SD-карту, в файл формата JSON. Это даёт возможность восстановить настроенные пресеты после «сброса на заводские настройки». Лично мне этой возможности очень сильно не хватало, т.к. при изменении внутреннего формата пресета приходилось то и дело переинициализировать всю EEPROM значениями по-умолчанию.
  • Добавлена возможность настраивать чувствительность датчика давления — т.е. задавать уровень давления, при котором система будет звучать «на полную громкость». И можно даже задавать некоторую нелинейность зависимости громкости от давления.

В прошивке центрального модуля сейчас 16000 строк (на C++), а в прошивке клавиатур — 2600 строк (на C++).

Публикацию проекта v3 в открытый доступ я не планирую, ибо практического смысла в этом не вижу.

Рис. 1
0

Упражнение от Людовика Бейера

Не так давно я докладывал про интересный мастер-класс от Людовика Бейера.

Моё наблюдение за игрой Людовика показывает, что то, что он делает левой рукой, очень интересно. И очень мне непривычно; в музыкальной школе меня такому не учили даже близко, а самому узнать про такой подход к игре мне было просто неоткуда. Подобное басовое сопровождение он делает весьма часто. А значит приём достоин освоения.

Вот, осваиваю потихоньку. Промежуточный вариант — на этой записи:

В этот раз я использовал мой самодельный звуковой модуль с Кетроном, линейный выход на звуковую карту я в нём пока не сделал, поэтому пришлось записывать с колонки, с помощью микрофонов в телефоне.

Как это всегда бывает при попытках сыграть то, что руки ещё не запомнили, пока получается в лучшем случае «на троечку». Автоматизм в левой уже начал появляться, но до свободы в правой ещё далеко.

(А потом будет «следующий уровень» — в некоторых композициях Людовик сочетает подобную басовую линию с удерживанием аккордов. Такое — совершенно непохоже на традиционные «бас-аккорд», и поэтому очень интересно. Как говорится, «а что, так тоже можно было чтоли?»)

Рис. 1 КДПВ

P.S. пожалуй, стоит чуть пояснить смысл этой фразы:

в музыкальной школе меня такому не учили даже близко

Игра на выборке — это всё-таки несколько не то. Может быть, это особенность моего восприятия, но выборку я не воспринимаю как аккомпанемент. Звучание выборной левой и правой я не воспринимаю раздельно; это общее звучание со своим общим ритмом и фразами.

0

А это уже можно выбросить

Старые платы датчиков своё отработали. И плата панели управления тоже (половина кнопок начала глючить).

Только экранчик отпаяю, конечно. Он ещё хороший.

Рис. 1
0

Или вот, к примеру, лагман

  • говядина нежирная — 1 кг, можно чуть больше
  • пекинская капуста (нужны белые, плотные части; зелень срезать и использовать в каком-нибудь другом блюде) — примерно 8 листьев
  • болгарский перец (разноцветный, чтобы красивее) — 3 больших стручка
  • репчатый лук — 2 больших луковицы
  • стебли сельдерея (много не надо, достаточно 3-4 штуки)
  • киндза — 1 пучок
  • чеснок — 2 головки
  • томатная паста — 100 г
  • соль
  • зира

Источник рецепта здесь.

Мясо и овощи режем соломкой. Готовим в воке или в глубокой сковороде.

Сначала обжариваем мясо (минут 5). Добавляем размолотую в ступке зиру. Затем добавляем пекинскую капусту и лук. Прогреваем пару минут, добавляем томатную пасту. Жарим ещё 1-2 минуты. Добавляем болгарский перец, жарим, помешивая, 1-2 минуты. Добавляем стебли киндзы, нарезанный пластинками чеснок, сельдерей. Овощи доводим до полуготовности. Заливаем мясо и овощи водой или бульоном, и варим на среднем огне до полной готовности овощей (минут 10).

Лапшу я использую готовую (у нас в местном магазине продается «Лагманная», хорошая). Просто варим, как написано на упаковке.

Кладем в тарелку лапшу, сверху накладываем мясо+овощи (т.н. «ваджу»), посыпаем зеленью киндзы.

Это офигенно.

Рис. 1
0