Raspberry Pi

Prezentacja jest wykonana za pomocą technologii HTML5 oraz biblioteki 'One Page Scroll' autorstwa Pete R. Plik otwierany jest w przeglądarce i jest wysoko zalecane, by używać przeglądarki obsługującej standard HTML5 np. Mozilla Firefox lub Google Chrome. Wysoce nizalecana przeglądarka to Internet Explorer lub Edge.
Aby przejść do kolejnego sladuj należy: nacisnąć strzałkę w dół, przesunąć kółko myszy w dół lub kliknąc drugą kropkę po prawej.
Krzysztof Krzyżaniak 1B1T

Spis treści

KLIKNIJ ABY PRZEJŚĆ

1. Strona główna 2. Spis treści 3. Raspberry Pi 4. Specyfikacja 5. Plan układu 6. Procesor 7. Plan układu BCM2835 8. Procesor cd. 9. RAM 10. Sieć 11. Video 12. Zegar czasu rzeczywistego 13. Złącza 14. GPIO 15. Akcesoria i dodatki 16. Systemy operacyjne 17. Ceny 18. Przykładowe zastosowania 19. Koniec

Raspberry Pi to platforma komputerowa stworzona przez Raspberry Pi Foundation. Urządzenie składa się z pojedynczego obwodu drukowanego i zostało wymyślone, by wspierać naukę podstaw informatyki. Jego premiera miała miejsce 29 lutego 2012 roku.

Urządzenie oparte jest na układzie Broadcom BCM2835 SoC, który składa się z procesora ARM1176JZF-S 700 MHz, VideoCore IV GPU i 256 lub 512 megabajtów (MB) pamięci RAM. Urządzenie nie ma dysku twardego, ale w celu załadowania systemu operacyjnego i przechowywania danych oferuje złącze dla kart SD. Raspberry Pi ma również złącze USB do podłączenia dowolnych urządzeń zewnętrznych.

Raspberry Pi działa pod kontrolą systemów operacyjnych opartych na Linuksie oraz RISC OS. Najnowszy model, Raspberry Pi 2 B, działa również pod kontrolą Windowsa 10.

Specyfikacja
Model A Model B Model B+ Model B2
Układ Broadcom BCM2835 (CPU + GPU + DSP + SDRAM) Broadcom BCM2836 (CPU + GPU + DSP + SDRAM + jeden port USB)
CPU 700 MHz ARM1176JZF-S core (rodzina ARM11) 900 MHz quad-core ARM Cortex-A7
GPU Broadcom VideoCore IV[12], OpenGL ES 2.0, 1080p30 h.264/MPEG-4 AVC high-profile decode
Pamięc (SDRAM) 256MB (współdzielona z GPU) 256MB lub 512MB (współdzielona z GPU) 512MB (współdzielona z GPU) 1024MB (współdzielona z GPU)
Liczba portów USB 2.0 1 2 (koncentrator USB) 4 (koncentrator USB)
Wyjścia wideo: Composite RCA (PAL i NTSC), HDMI (wersja: 1.3 i 1.4) Composite RCA (PAL i NTSC) przez 4-pinowe (TRRS) złącze Jack, HDMI (wersja: 1.3 i 1.4)
Wyjścia dźwięku 3.5mm Jack oraz HDMI
Nośnik danych karty SD / MMC / SDIO MicroSD
Połączenie sieciowe: brak (da się uzyskać za pomocą adaptera WI-FI) 10/100 Mbps Ethernet (RJ-45)
Zasilanie 500mA [2.5W] 700mA [3.5W] 600mA [3.0W] 900mA [3.1W]
Wymiary i waga 85.6 x 54 mm
45g
Obsługiwane systemy operacyjne Linux Linux oraz Windows 10
Złącza dodatkowe 8 x GPIO, UART, szyna I²C , szyna SPI z dwiema liniami CS, +3,3 V, +5 V, masa 17 x GPIO 40 x GPIO

Hardware

Raspberry Pi ewoluował na przestrzeni czasu. Każda z wersji posiada różnice w wydajności sprzętu, pojemności pamięci oraz obsługę urządzeń peryferyjnych. Ten schemat blokowy przedstawia modele A, B, A +, oraz B +. W model A i A + brakuje składników koncentratora Ethernet i USB. Adapter Ethernet jest podłączone do dodatkowego portu USB. W modelu A i A + z portem USB jest podłączony bezpośrednio do układu.

Procesor

Układ stosowany w pierwszym pokoleniu Maliny jest nieco podobny do układów stosowanych w starszych smartfonach. Malina Pi jest oparty na układzie BCM2835 Broadcom, który zawiera procesor ARM1176JZF-S 700 MHz, VideoCore IV GPU i SDRAM. Ma 16KB pamięci podręcznej L1 oraz 128KB poziomu 2. Pamięć L2 jest używana głównie przez GPU.

Wydajność i pierwsza generacja

Podczas pracy przy 700 MHz domyślnie pierwsza generacja Raspberry Pi posiadała wydajność 0,041 gigaflops/s (liczba operacji zmiennoprzecinkowych na sekunde). Taka wydajność jest podobna do wydajności procesora 300MHz Pentium II 1997-1999. GPU zapewnia 1 Gpixel/s lub 1,5 Gtexel/s przetwarzania grafiki lub 24 gigaflops/s wydajności komputerów ogólnego przeznaczenia. Możliwości graficzne z Raspberry Pi są równoważne z konsolą XBox z 2001 roku.

Raspberry Pi 2 jest oparty na Broadcom BCM2836, który obejmuje czterordzeniowe procesory Cortex-A7 900 MHz i 1 GB pamięci RAM. Jest on opisany jako 4-6 razy silniejsze niż jego poprzednik. GPU jest identyczna.

Podkręcanie [OverClocking]

Pierwsza generacja Malinki Pi posiadała CPU o domyślnym taktowaniu 700MHz i nie potrzebowała dodatkowego chłodzenia. Dopóki nie zwiększano takowania. Druga generacja posiadała CPU o taktowaniu 900MHz i również nie potrzebowała dodatkowego chłodzenia. Zwiększanie taktowania może zwiększyć temperaturę pracy.

Procesor cd.

Podkręcanie [OverClocking]

Większość modeli Malinki może zostać przetaktowana do 800MHz, a w szczególnych przypadkach nawet do 1GHz. Niektóre modele drugiej generacji można przetaktować nawet do 1.5GHz (odrzucając wszystkie zasady bezpieczeństwa i zdrowego rozsądku)! W każdym przypadku Malina posiada mechanizm, który wyłącza urządzenie po osiągnięciu 85°C na układzie.

Nowe wersje oprogramowania posiadają opcje 'Turbo', która ma wbudowane różne gotowe szablony przetaktowywania.

  • minimum; 700 MHz ARM, 250 MHz rdzeń, 400 MHz SDRAM, napięcie zwiększone o 0volt,
  • skromne; 800 MHz ARM, 250 MHz rdzeń, 400 MHz SDRAM, napięcie zwiększone o 0volt,
  • średnio; 900 MHz ARM, 250 MHz rdzeń, 450 MHz SDRAM, napięcie zwiększone o 2volt,
  • wysoko; 950 MHz ARM, 250 MHz rdzeń, 450 MHz SDRAM, napięcie zwiększone o 6volt,
  • turbo; 1000 MHz ARM, 500 MHz rdzeń, 600 MHz SDRAM, napięcie zwiększone o 6volt

RAM

Na starszych płyt modelowych beta B, 128 MB domyślnie przeznaczono do GPU, pozostawiając 128 MB dla CPU. Po wydaniu modelu B z 256MB ramu były możliwe 3 szablony podziału ramu. Domyślnym było przyznanie 192MB dla CPU, reszty dla GPU, co byłoby wstarczające do dekodowania wideo o rozdzielczości 1920x1080 lub bardzo prostego filmu 3D. 224MB było zarezerwowane dla linuxa i pozwalało na dekodowanie i spory bufor filmu 1920x1080. 128MB było przeznaczone dla cięzkiego obrazu 3D.

Nowy model B posiadał 512MB ramu z szablonami(256 MB, 384 MB i 496 MB CPU RAM). Jakiś czas później wydano nowy plik konfiguracyjny, który pozwalał na dynamiczną alokacje pamięci.

Druga generacja Raspberry Pi posiada 1GB pamięci RAM

Siec

Modele A oraz A+ standardowo nie posiadały portu RJ-45 Ethernet, jednak dało się podłączyć do sieci przez adapter USB lub adapter WI-FI.

Model B oraz B+ posiadają wbudowany adapter USB-Ethernet.

Video

Kontroler video jest kompatybilny z rozdzielczościami nowoczesnych telewizorów m.in. HD[1280x720] oraz FullHD[1920x1080] oraz niższymi lub wyższymi rozdzielczościami monitorów:

  • 640x350
  • 640x480
  • 800x600
  • 1024x768
  • 1280x720
  • 1280x768
  • 1366x768
  • 1400x1050
  • 1600x1200
  • 1680x1050
  • 1920x1080

Zegar czasu rzeczywistego

Żadna z wersji Raspberry Pi nie posiada zegara czasu rzeczywistego, co oznacza, że nie może przechowywać czasu podczas odłączenia urządzenia od zasilania.

Alternatywą do tego jest pobranie czasu z internetu lub od podanego czasu przez użytkownika.

Zegar czasu rzeczywistego (np. DS1307) wraz z baterią podtrzymującą może zostać dokupiony do zestawu.

Złącza

Złącza modelu A+ w wersji 1.1 Złącza modelu B
Złącza modelu B+

General Purpose Input/Output

GPIO (General Purpose Input/Output) jest interfejsem służącym do komunikacji pomiędzy elementami systemu komputerowego. Piny mogą pełnić zarówno rolę wejść, jak i wyjść i jest to zazwyczaj właściwość konfigurowalna.
GPIO# 2nd func pin# pin# 2nd func GPIO#
N/A +3V3 1 2 +5V N/A
GPIO2 SDA1 (I2C) 3 4 +5V N/A
GPIO3 SCL1 (I2C) 5 6 GND N/A
GPIO4 GCLK 7 8 TXD0 (UART) GPIO14
N/A GND 9 10 RXD0 (UART) GPIO15
GPIO17 GEN0 11 12 GEN1 GPIO18
GPIO27 GEN2 13 14 GND N/A
GPIO22 GEN3 15 16 GEN4 GPIO23
N/A +3V3 17 18 GEN5 GPIO24
GPIO10 MOSI (SPI) 19 20 GND N/A
GPIO9 MISO (SPI) 21 22 GEN6 GPIO25
GPIO11 SCLK (SPI) 23 24 CE0_N (SPI) GPIO8
N/A GND 25 26 CE1_N (SPI) GPIO7
Piny modeli A oraz B kończą sie tutaj.
EEPROM ID_SD 27 28 ID_SC EEPROM
GPIO5 N/A 29 30 GND N/A
GPIO6 N/A 31 32 - GPIO12
GPIO13 N/A 33 34 GND N/A
GPIO19 N/A 35 36 N/A GPIO16
GPIO26 N/A 37 38 Digital IN GPIO20
N/A GND 39 40 Digital OUT GPIO21

Akcesoria i dodatki

Malinka prócz dowolnych urządzeń podpinanych pod standardowe wejścia posiada masę akcesorów:

  • Kamery
  • Gertboard (rozszerzenie portów GPIO)
  • Kamera podczerwieni
  • Monitor
  • Wyświetlacze LCD
  • Mini-drukarki
  • Kontroler do interfejsu Arduino
  • oraz wiele wiele innych.

Systemy operacyjne

Raspberry Pi głównie obsługuje systemy operacyjne na jądrze linuxa, a najpopularniejsze z nich to:
  • Arch Linux ARM
  • Pidora (Fedora Remix)
  • OpenELEC
  • Puppy Linux
  • Raspbmc
  • RISC OS
  • Raspbian (rekomendowane dla Raspberry Pi 1)
  • The Raspbian Server Edition
  • PiBang Linux
  • Raspbian dla robotyki
  • Q4os
  • Xbian
  • openSUSE
  • Raspberry Pi Fedora Remix
  • Slackware ARM
  • FreeBSD i NetBSD
  • Plan 9
  • Moebius
  • OpenWrt
  • Kali Linux
  • Pardus ARM
  • Instant WebKiosk
  • Ark OS
  • Minepion
  • Kano OS
  • Nard SDK
  • Sailfish OS
  • Tiny Core Linux
  • Windows 10 IoT Core dla Raspberry Pi2
  • WTware fo Raspberry Pi 2
  • IPFire
  • xv6

Ceny

Raspberry Pi1 Model A $25 / 100zł
Raspberry Pi1 Model A+ $20 / 128zł
Raspberry Pi1 Model B $35 / 127zł
Raspberry Pi1 Model B+ $25 / 194zł
Raspberry Pi2 Model B $35 / 194zł
*ceny polskie pochodzą z serwisu ceneo.pl i mogą się różnić

Przykładowe zastosowania

Raspberry Pi

Dziękuję za uwagę.
Krzysztof Krzyżaniak 1B1T Źrodła:
  • wikipedia.org
  • youtube.com
  • malinowepi.pl
  • raspberrypi.org