Sistema de Save na Memória Flash com Raspberry Pi Pico

Este projeto é um exemplo de como implementar um sistema para gravar, ler e apagar dados na memória flash interna do microcontrolador RP2040, utilizando a placa BitDogLab e o Pico SDK. A demonstração persiste dados de progresso de um jogo hipotético (nível e pontuação máxima), garantindo que as informações não sejam perdidas ao desligar a placa.

O código é modularizado em saveSystem.c e saveSystem.h, facilitando a sua integração em outros projetos.

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⚙️ Funcionalidades

• Gravação de Dados: Salva um buffer de dados em um endereço específico da memória flash.
• Leitura de Dados: Carrega os dados previamente salvos da memória flash para um buffer em RAM.
• Limpeza de Dados: Apaga de forma segura o setor da memória flash onde os dados estão armazenados.
• Empacotamento de Dados: Demonstra como encapsular diferentes tipos de dados (como uint8_t e uint16_t) em um único buffer de bytes para gravação.
• Operações Seguras: Utiliza desativação de interrupções durante as operações de escrita e exclusão para garantir a integridade dos dados e evitar corrupção.

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📂 Estrutura do Projeto

O código-fonte está organizado da seguinte forma para promover a reutilização:

• main.c: Código principal de exemplo. Demonstra o ciclo completo de encapsular, salvar, carregar, recuperar e limpar os dados.
• saveSystem.h: Arquivo de cabeçalho da biblioteca. Define a interface pública com as funções saveProgress(), loadProgress() e clearSaveData().
• saveSystem.c: Arquivo de implementação da biblioteca. Contém a lógica de baixo nível para interagir com o hardware de flash do RP2040.

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📋 Pré-requisitos

• Hardware:
  • Placa BitDogLab (com RP2040)
• Software:
  • Ambiente de desenvolvimento C/C++ para Pico SDK devidamente configurado.

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🚀 Como compilar e executar

1. Clone o repositório e compile o projeto:

Siga os passos padrão para compilar um projeto com o Pico SDK.

# Clone o repositório
git clone https://github.com/LabirasIFPI/bitdoglab_memoria_flash
cd bitdoglab_memoria_flash

# Crie e acesse o diretório de build
mkdir build && cd build

# Gere os arquivos de compilação com o CMake
cmake ..

# Compile o projeto
make

2. Grave o arquivo .uf2 gerado na Pico:

• Conecte a Pico ao seu computador enquanto mantém o botão BOOTSEL pressionado.
• A placa será montada como um dispositivo de armazenamento em massa.
• Copie o arquivo .uf2 gerado (localizado na pasta build) para a unidade USB da Pico. A placa irá reiniciar automaticamente.

3. Execute e visualize o resultado:

• Abra um monitor serial (ex: PuTTY, Serial Monitor do VS Code, etc.) para se conectar à porta serial da Pico (baud rate: 115200).
• Ao iniciar, o programa irá:
  1. Gravar os valores level = 5 e highScore = 12345 na flash.
  2. Ler os dados de volta da flash.
  3. Exibir "Level carregado: 5" e "HighScore carregado: 12345" no terminal.
  4. Aguardar 5 segundos e, em seguida, limpar os dados da flash.

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💡 Conceitos Importantes

• Endereço de Destino na Flash (FLASH_TARGET_OFFSET):

  • No código, definimos um offset de (256 * 1024), o que significa que os dados são salvos a 256KB do início da memória flash.
  • É crucial escolher um endereço que não conflite com o seu código de programa. O espaço após o seu programa é geralmente seguro para uso.

• Natureza da Memória Flash:

  • A memória flash precisa ser apagada antes de poder ser escrita novamente. Uma operação de apagar define todos os bits de uma região (um setor) como '1'. A operação de programar (escrever) só pode mudar os bits de '1' para '0'.
  • É por isso que a função saveProgress chama flash_range_erase() antes de flash_range_program().

• Proteção contra Interrupções:

  • As operações de apagar e escrever na flash levam tempo. Se uma interrupção (IRQ) ocorresse no meio de uma dessas operações e o código da interrupção precisasse ler da flash, o sistema poderia travar.
  • Para evitar isso, desativamos as interrupções com save_and_disable_interrupts() antes de modificar a flash e as restauramos com restore_interrupts() logo após, garantindo que a operação seja atômica e segura.