RP2040: મશીન લર્નિંગ માટે રાસ્પબેરી પી માઇક્રોકન્ટ્રોલર

રાસ્પબેરી પી ફાઉન્ડેશન તેના SBC બોર્ડ કરતાં વધુ લોન્ચ કરી રહ્યું છે, કેટલાક રસપ્રદ હાર્ડવેર એડ-ઓન્સ સાથે. કદાચ એક કે જે એટલું જાણીતું નથી રાસ્પબેરી પી, RP2040 ચિપની સારવાર કરવી મહત્વપૂર્ણ છે, એઆઈ અને મશીન લર્નિંગમાં રસ ધરાવતા ઉત્પાદકો માટે એક રસપ્રદ ઉપકરણ.

આ લેખમાં આપણે આ વિશે ઊંડાણપૂર્વક ચર્ચા કરીશું. પ્રખ્યાત SBC માટે સંપૂર્ણ પૂરક.

RP2040 શું છે?

Raspberry Pi Ltd એ RP2040 નામનું સર્કિટ ડિઝાઇન કર્યું હતું, જે જાન્યુઆરી 2021માં નવા Raspberry Pi Pico SBC બોર્ડના ભાગ રૂપે રજૂ કરવામાં આવ્યું હતું જે આ એન્ટિટીએ બજારમાં લોન્ચ કર્યું હતું. આ RP2040 ચિપ 32-બીટ માઇક્રોકન્ટ્રોલર ચિપ કરતાં વધુ કંઈ નથી ડ્યુઅલ કોર ARM કોર્ટેક્સ-M0+.

ARM Cortex-M0+ એ CPU કોર છે જે ખાસ કરીને એપ્લીકેશન માટે રચાયેલ છે એમ્બેડેડ સિસ્ટમ્સ અને માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સ. તેનું 32-બીટ આર્કિટેક્ચર 8-બીટ અથવા 16-બીટ આર્કિટેક્ચરની તુલનામાં સુધારેલ પ્રદર્શન પ્રદાન કરે છે. વધુમાં, તે લો-પાવર પ્રોસેસર તરીકે અલગ છે, જે તેને બેટરીથી ચાલતા ઉપકરણો અને ઊર્જા કાર્યક્ષમતાની જરૂર હોય તેવા અન્ય એપ્લિકેશનો માટે આદર્શ બનાવે છે.

આ કોર થમ્બ-2 સૂચના એક્સ્ટેન્શનનો ઉપયોગ કરે છે, જે 16-બીટ અને 32-બીટ સૂચનાઓનું સંયોજન છે જે મેમરી-સંબંધિત એપ્લિકેશન્સમાં કોડની ઘનતા અને પ્રદર્શનને સુધારે છે. ત્રણ-તબક્કાની પાઇપલાઇન સાથે, તે કાર્યક્ષમતા અને પાવર વપરાશ વચ્ચે સંતુલન જાળવીને સૂચનાઓના કાર્યક્ષમ અમલને પ્રાપ્ત કરે છે.

ARM Cortex-M0+ એ સમાવિષ્ટ છે કાર્યક્ષમ વિક્ષેપ હેન્ડલર રીઅલ-ટાઇમ ઇવેન્ટ્સ અને કાર્યોને અસરકારક રીતે સંચાલિત કરવા માટે. સ્પર્ધાત્મક ખર્ચે વાજબી પ્રદર્શન પ્રદાન કરવા માટે રચાયેલ, આ કોર સામાન્ય રીતે વિવિધ એમ્બેડેડ ઉપકરણોમાં ઉપયોગમાં લેવાતા માઇક્રોકન્ટ્રોલર્સમાં લાગુ જોવા મળે છે, જેમાં કંટ્રોલ સિસ્ટમ્સથી લઈને હોમ એપ્લાયન્સિસ અને તબીબી ઉપકરણો છે.

આમ તે રાસ્પબેરી પી દ્વારા ડિઝાઇન કરાયેલ પ્રથમ માઇક્રોકન્ટ્રોલર બન્યું, જોકે IP કોર સંપૂર્ણપણે આર્મ દ્વારા ડિઝાઇન કરવામાં આવ્યું હતું. તેની ઓછી કિંમતે તેને રાસ્પબેરી પી પીકો એસબીસીમાં એકીકૃત કરવાની મંજૂરી આપી, જેની કિંમત માત્ર $4 છે, કારણ કે ICની કિંમત માત્ર $1 છે.

આ RP2040 ચિપને વિવિધ પ્રોગ્રામિંગ ભાષાઓનો ઉપયોગ કરીને ઑપરેટ કરવા માટે પ્રોગ્રામ કરી શકાય છે. તેમાંથી એક ARM એસેમ્બલર, બીજો C, C++, ફ્રી PASCAL, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada, વગેરે હોઈ શકે છે. વધુમાં, જ્યાં તે સૌથી વધુ ધ્યાન ખેંચે છે, તે પૂરતું શક્તિશાળી છે TensorFlow Lite ચલાવો AI એપ્લિકેશન્સ માટે.

RP2040 ના વિષય સાથે ચાલુ રાખીને, તે કહેવું આવશ્યક છે કે આ ચિપને વિવિધ ઉત્પાદકો તરફથી ઘણા SBC બોર્ડમાં એકીકૃત કરવામાં આવી છે, જેમ કે Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni, વગેરે. Raspberry Pi પર, તે ઓછી કિંમતે મહત્વપૂર્ણ સુવિધાઓ પ્રદાન કરે છે. ઉદાહરણ તરીકે, તેનો ઉપયોગ Raspberry Pi Pico અને Pico W, Arduino Nano RP2040, Pimoroni Tiny RP2040, Adafruit Micro, SparkFun Pro Micro, વગેરે માટે કરવામાં આવ્યો છે.

RP2040 સ્પષ્ટીકરણો

આ માટે RP2040 તકનીકી વિશિષ્ટતાઓ, અમે નીચેના શોધી શકીએ છીએ:

• TSMC ફાઉન્ડ્રીમાં 40 nm નોડ અથવા પ્રક્રિયા સાથે ઉત્પાદિત ચિપ.
• 7 કોન્ટેક્ટ્સ સાથે 7x56mm QFN પ્રકારમાં અને સરફેસ માઉન્ટિંગ અથવા SMD માટે પેકેજ્ડ.
• ARM Cortex-M0+ 133 Mhz પર ડ્યુઅલ-કોર CPU, ઓવરક્લોકિંગ સપોર્ટ સાથે. દરેક કોરમાં પેરિફેરલ પૂર્ણાંક વિભાજક અને બે ઇન્ટરપોલેટર્સ હોય છે.
• તે 264 સ્વતંત્ર બેંકો સાથે, 6 KBમાંથી ચાર અને 64 KBમાંથી બે, 4 KB ક્ષમતાની ઝડપી SRAM મેમરીનો અમલ કરે છે.
• તેની પાસે ફ્લેશ મેમરી અથવા આંતરિક EEPROM નથી, તેથી, રીસેટ અથવા શટડાઉન પછી, બૂટ-લોડર ખોવાઈ જાય છે અને બાહ્ય ફર્મવેર દ્વારા લોડ કરવામાં આવશે.
• QSPI બસ નિયંત્રક, 16 MB સુધીની બાહ્ય ફ્લેશ મેમરીને સપોર્ટ કરે છે.
• DMA અથવા ડાયરેક્ટ મેમરી એક્સેસ કંટ્રોલર.
• AHB ક્રોસબાર, સંપૂર્ણ રીતે જોડાયેલ.
• LDO (લો-ડ્રોપઆઉટ રેગ્યુલેટર) કોર વોલ્ટેજ જનરેટ કરવા માટે ઓન-ચિપ અને પ્રોગ્રામેબલ સંકલિત.
• કોર ઘડિયાળો અને યુએસબી ફ્રીક્વન્સી જનરેટ કરવા માટે ચિપમાં ડ્યુઅલ પીએલએલ એકીકૃત કરવામાં આવ્યા છે.
• એનાલોગ ઇનપુટ્સના વૈકલ્પિક ઉપયોગ તરીકે 30 સાથે 4 GPIO.
• નિયંત્રકો સાથે પેરિફેરલ સપોર્ટ: 2x UARTs, 2x SPI, 2x I2C, 16x PWM, USB 1.1, PHY અને 8 PIO અથવા મશીન સ્ટેટ્સ માટે પ્રોગ્રામેબલ આઉટપુટ પિન.

ઉપયોગો અથવા કાર્યક્રમો

RP2040 ચિપ તેની વર્સેટિલિટી અને ઉત્કૃષ્ટ ક્ષમતાઓને કારણે અસંખ્ય પ્રોજેક્ટ્સ અને ઉત્પાદનોનો પાયાનો પથ્થર બની ગઈ છે. મળી છે વિવિધ ઉપકરણો અને એમ્બેડેડ સિસ્ટમો પરની એપ્લિકેશનો, વિવિધ વપરાશકર્તાઓ માટે શક્યતાઓની શ્રેણી ખોલવી.

ના વિકાસના ક્ષેત્રમાં તેનો એક સામાન્ય ઉપયોગ છે ઇલેક્ટ્રોનિક્સ પ્રોજેક્ટ્સ, તેની ઓછી કિંમત અને પ્રોસેસિંગ ક્ષમતાને કારણે કસ્ટમ ઉપકરણો બનાવવા માટે ઉત્સાહીઓ અને વ્યાવસાયિકો દ્વારા ખાસ કરીને પ્રશંસા કરવામાં આવી રહી છે. વધુમાં, કોમ્પ્યુટર વિજ્ઞાનના શિક્ષણ પર તેની નોંધપાત્ર અસર પડી છે, જેનો ઉપયોગ શૈક્ષણિક સેટિંગ્સમાં પ્રોગ્રામિંગ અને હાર્ડવેર ખ્યાલો શીખવવા માટે કરવામાં આવે છે, જે વિદ્યાર્થીઓને કમ્પ્યુટર વિજ્ઞાનનો વ્યવહારુ પરિચય પ્રદાન કરે છે.

ક્ષેત્રમાં ઓટોમેશન અને નિયંત્રણ, RP2040 ને સ્માર્ટ હોમ ડિવાઇસીસ અને ઔદ્યોગિક ઓટોમેશન પ્રોજેક્ટ્સ જેવી સિસ્ટમ્સમાં એકીકૃત કરવામાં આવ્યું છે, જે વાતાવરણને નિયંત્રિત કરવા અને મોનિટર કરવા માટે સેન્સર્સ અને એક્ટ્યુએટર્સ સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. તેને મશીન લર્નિંગ અમલીકરણો માટે ટેન્સરફ્લો લાઇટ ચલાવવાની વધારાની ક્ષમતા સાથે, રોબોટિક્સ અને સ્વાયત્ત વાહનોના મગજ તરીકે સેવા આપતા રોબોટિક્સમાં એપ્લિકેશન પણ મળી છે.

ના વિકાસમાં RP2040 ની વૈવિધ્યતાને પ્રકાશિત કરવામાં આવી છે ઝડપી પ્રોટોટાઇપિંગ, નવા ઉત્પાદનો અને તકનીકોના ઝડપી નિર્માણની સુવિધા. તેની ઉપયોગિતા ઈન્ટરનેટ ઓફ થિંગ્સ (IoT) સુધી વિસ્તરે છે, જ્યાં તેનો ઉપયોગ ડેટા એકત્રિત કરવા અને ક્લાઉડને માહિતી મોકલવા માટે નેટવર્ક સાથે જોડાયેલા ઉપકરણોમાં થાય છે, તેના કોમ્પેક્ટ કદ અને ઊર્જા કાર્યક્ષમતાને આભારી છે.

વધુમાં, RP2040 સહયોગી અને ઓપન સોર્સ પ્રોજેક્ટ્સમાં સંકલિત છે, જે સમુદાયને પ્રોત્સાહન આપે છે. ખુલ્લું હાર્ડવેર. મનોરંજન એપ્લિકેશનોથી લઈને ઇન્ટરેક્ટિવ આર્ટ પ્રોજેક્ટ્સ સુધી, RP2040 શોખ અને સર્જનાત્મક મનોરંજન ક્ષેત્રે લોકપ્રિય પસંદગી બની છે.