Raspberry Pi Pico × Linux UART DMA 高信頼通信 設計サンプル集（実測・解説付き）

本商品は、Raspberry Pi Pico (RP2040) における

UART DMA 受信設計について、

「なぜこの設計で壊れにくいのか」を

実測コードと設計思想の両面から解説した資料です。

■この商品でできること（概要）

・Raspberry Pi Pico（RP2040）で UART DMA を使った高信頼通信 の実装例が分かる

・Linux ↔ Pico 間の 双方向テストコード がそのまま使える

・CRC32 + シーケンス番号 による欠落・破損検出の実例

・数十万フレーム・数時間連続転送の 実測ログ付き

・「なぜこの設計で壊れにくいのか」を 文章で理解できる

■ ディレクトリ構成（概要）

common/

└ protocol.h

UART通信で使用する共通プロトコル定義

pico/

├ lib/

│ └ UartDma.*

│ UART DMA を用いた送受信ライブラリ

└ apps/

├ pico_rx_seqcrc32/

└ pico_tx_seqcrc32/

Pico 側の送受信・検証用サンプル

linux/

├ rx_seqcrc32.cpp

├ tx_seqcrc32.cpp

Linux 側での送受信・CRC/SEQ検証プログラム

logs/

数十万フレーム・数時間の実測ログ

設計思想・説明

explanation.pdf

構造・使い方

README

■動作実績（超重要）

・Baudrate: 921600 bps

・Payload: 4096 bytes

・Frames: 480,000

・実行時間: 約6時間

・CRC_NG: 0

・SEQ_NG: 0

※ 実測ログ同梱

■設計の特徴

・RX は DMA write position 追跡方式

・RX 側で DMA IRQ に依存しない設計

・DMA IRQ は 通知としてのみ使用

・ISR とメイン処理を明確に分離

・リングバッファは N-1 設計＋不変条件

・mutex / heavy ISR に依存しない

■注意事項・保証範囲

・任意ボーレート・任意負荷での動作保証は行っていません

・単一 UART / 単一 DMA チャネル前提

・商用製品への直接組み込み保証なし

・学習・設計例用途向け

■ライセンス

MIT License

個人・商用利用可（詳細は LICENSE 参照

■作者コメント

「UART DMA は怖い」と言われがちですが、

設計と検証をきちんと行えば、

ここまで安定して動く、という実例を残すために作りました。

動作環境

## 動作確認環境

### Linux側（送受信テスト）

- OS: Linux Mint 22.x（Ubuntu 24.04 LTS 系）

- Kernel: 6.x 系で動作確認

- コンパイラ: g++（C++17）

- ビルドツール:

- cmake

- make

### Pico側

- 対象ボード: Raspberry Pi Pico（RP2040）

- Pico SDK: 1.5.x 系で動作確認

- ツールチェーン:

- arm-none-eabi-gcc

- cmake

- make