一、硬件准备

1. ESP32开发板：要保证我们选择的ESP32具备足够的GPIO和通讯接口。
2. RP2040开发板：准备多个RP2040开发板，每个作为一个子处理器。 （可以不选带wifi版本的h）
3. 电源管理：绘制电路板 确保有足够的电源供给为所有开发板供电，特别是在多个RP2040同时工作的情况下。

二、软件准备

1. 操作系统：ESP32上可以使用FreeRTOS或ESP-IDF，具体取决于您对实时操作系统的需求。
2. 固件开发环境：安装ESP-IDF，配置环境以便为ESP32编写和上传代码。
3. RP2040固件：为每个RP2040开发合适的固件，可以使用MicroPython，C/C++等。

三、开发规划

1. 设计通信协议：定义ESP32与每个RP2040之间的通信协议（如数据格式、命令集等）。
2. 任务分配：设计如何将任务分配给各个RP2040，每个RP2040执行的任务类型及其优先级。
3. 开发控制逻辑：编写ESP32上的控制程序，负责管理RP2040的生命周期、任务分配和状态监控。
4. 集群管理：实现集群管理，包括任务调度、负载均衡和故障处理机制。

四、测试与优化

1. 单元测试：对每个模块进行单独测试，确保各部分可以正常工作。
2. 集成测试：测试ESP32与RP2040之间的通信是否正常，以及任务调度的有效性。
3. 性能优化：根据实际运行情况，调整任务分配和通讯策略以提高效率。

五、数据帧格式

1. 传输协议：选择 I2C 总线
2. 地址分配：为每个 RP2040 开发板分配一个唯一的 I2C 地址。I2C 地址通常是 7 位的，因此理论上可以支持 127 个设备。确保每个设备的地址不冲突。
3. 数据帧结构设计：如下表所示

| Start | Command | Length | Data            | Checksum |
|-------|---------|--------|------------------|----------|
|  1B   |   1B    |   1B   |   N bytes (Data) |   1B     |

4. 命令设计：

• 0x01: 请求数据
• 0x02: 发送配置
• 0x03: 读取传感器值
• 0x04: 执行特定的算法
• 0xFF: 复位设备

5. 通信流程：
6. ESP32 发送命令和数据到 RP2040。
7. RP2040 处理命令，执行相应任务。
8. RP2040 将结果打包并发送回 ESP32。
9. ESP32 接收并解析结果。

六、代码示例

Wire.begin(); // 初始化 I2C
void sendCommand(uint8_t command, uint8_t* data, uint8_t length) {
    Wire.beginTransmission(RP2040_ADDRESS);
    Wire.write(0xAA);  // 起始字节
    Wire.write(command); // 命令字节
    Wire.write(length); // 数据长度
    Wire.write(data, length); // 数据
    uint8_t checksum = calculateChecksum(command, data, length);
    Wire.write(checksum); // 校验和
    Wire.endTransmission();
}

七、项目框图