А мне тут Дипсик сочинил файл синтакс-подсветки vim для PIO ассемблера. Я его проверил — работает как надо.
Кому надо — забирайте.
Мигание светодиодом НЕ из прошивки, а через PIO
С помощью дипсика я разобрался, как программировать эти ваши PIO.
Интересненько.
В приведённом примере PIO моргает светодиодом с частотой 1 Гц, а оба ядра микропроцессора в этом вообще никак не задействованы, и могут заниматься другими своими делами.
Чем дальше, там больше мне нравится rp2040.
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.
* — оказывается, нет. Стандартные интерфейсы (UART, I2C и SPI) сделаны в виде отдельных аппаратных блоков. И ресурсы PIO эти интерфейсы не используют.
Коротко
Я понял, кого лично я хотел бы видеть на посту президента РФ в том случае, если это будет не ВВП.
«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.
Это позитивная новость, или негативная?
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.
Короткая демонстрация режима «соло»
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.
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?»)
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.