Arduino IDEでRaspberry Pi Pico のデジタル出力の速度をみてみた

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Raspberry Pi Pico はPython系の話が多いのですが，Arduino IDEもサポートされています。

Arduino IDEで動かした時のRaspberry Pi Pico のデジタル出力の速さを知りたくて試してみました。

なおRP2040(Pico)の売りの一つと言われるprogrammable I/O (PIO)はまだ一切さわれていません(^^;;;;;


今回はPicoの普通のデジタル出力をロジアナで計測しています。



・Arduino IDEのライブラリ(ボードマネージャ)
　earlephilhower/arduino-picoからいただきました。

　ボードマネージャのURL：https://github.com/earlephilhower/arduino-pico/releases/download/global/package_rp2040_index.json


・ソフトの参考先

1) imo Lab.：Raspberry Pi
　ここはとても分かりやすく解説してくれていて助かります。

2) Raspberry Pi Pico C/C++ SDK
　なにやらややこしい事も書かれていますが，P. 70からの参考例がためになります。

他にもPICOのGPIO関連について書かれたWebは多くあります。



１．digitalWrite 出力

　Arduino標準のデジタル出力です。
しっかり動いてくれますが，1パルスが600nsぐらいで，やはりあまり速くはないですね。




プログラムはスケッチ例で入っている"Blink"(Lチカ)の流用です。
標準のpinMode()で１本ずつ出力ピンを設定します。







２．gpio_put 出力

　かなり直接的な出力方法で，１本のピンを指定して出力します。
速く短いパルスが出せます。私のロジアナで見えるように出力を５回連続しています(^^;;;。

５個連続のパルスで50ns未満なので10nsぐらいのパルスは出るようです。




gpio_put(ピン，値)で簡単に使えます。
出力するピンの設定は普通にpinMode()の方がすっきりしていて良いですね。







３．gpio_put _masked 出力

　複数ピンからパラレル出力できる方法です。
Pin0〜2を指定し，0から7の値を順に3bitでパラレル出力してみました。

今回はforループの処理時間も加算されていますが，60nsぐらいで次々と出力できるようです。




PicoのGPIOピンの状態(HIGHかLOW）は32bit整数の各bitに対応しています。
pin0はLSBであるbit0，pin1はbit1，pin2はbit2です。今回はPin0〜2を指定してパラレルに出力するので”マスク(mask)"としてbit0〜2をON(1)にしてます。

下図のプログラム中 mb=B111 がマスク(mb)を２進法(B)の111として定義しているところです。本当はmb=B00000000000000000000000000000111なんですかね(^^;;;;;;

各ピンは出力に設定しておく必要もあります。私はpinMode()で設定しています(^^)。





ちなみにマスクされたbitを一斉に変化させる
gpio_set_mask(uint32_t mask)
gpio_clr_mask(uint32_t mask)
gpio_xor_mask(uint32_t mask)
というのもありますし，

入力には単入力の
gpio_get(uint gpio)
パラレル入力のための
gpio_get_all()
もあります。


うむ，思ったよりシンプルにパラレル出力ができました。なかなか速いですねV(^^)。

これなら，128x64RGBパネルのドライブに使えそうですね。コスパも良いですから，，。
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