Zaklada Raspberry Pi lansira više od svojih SBC ploča, s nekoliko zanimljivih hardverskih dodataka. Možda onaj koji nije toliko poznat kao Raspberry Pi, važno je tretirati RP2040 čip, zanimljiv uređaj za proizvođače koji su zainteresirani za AI i strojno učenje.
U ovom ćemo članku o tome detaljno raspravljati. savršena nadopuna poznatom SBC-u.
Što je RP2040?
Raspberry Pi Ltd dizajnirao je sklop pod nazivom RP2040, koji je predstavljen u siječnju 2021. kao dio nove Raspberry Pi Pico SBC ploče koju je ovaj subjekt lansirao na tržište. Ovaj RP2040 čip nije ništa više od 32-bitnog mikrokontrolerskog čipa sa dvojezgreni ARM Cortex-M0+.
ARM Cortex-M0+ je CPU jezgra posebno dizajnirana za aplikacije u ugrađeni sustavi i mikrokontroleri. Njegova 32-bitna arhitektura pruža poboljšane performanse u usporedbi s 8-bitnom ili 16-bitnom arhitekturom. Osim toga, ističe se po tome što je procesor niske potrošnje, što ga čini idealnim za uređaje koji se napajaju baterijama i druge aplikacije koje zahtijevaju energetsku učinkovitost.
Ova jezgra koristi proširenja instrukcija Thumb-2, kombinaciju 16-bitnih i 32-bitnih instrukcija koje poboljšavaju gustoću koda i performanse u aplikacijama s ograničenom memorijom. S trostupanjskim cjevovodom postiže učinkovito izvršavanje instrukcija, održavajući ravnotežu između performansi i potrošnje energije.
ARM Cortex-M0+ uključuje a učinkovit rukovatelj prekidima za učinkovito upravljanje događajima i zadacima u stvarnom vremenu. Dizajnirana da ponudi razumne performanse po konkurentnoj cijeni, ova se jezgra obično nalazi implementirana u mikrokontrolere koji se koriste u raznim ugrađenim uređajima, od kontrolnih sustava do kućanskih aparata i medicinskih uređaja.
Time je postao prvi mikrokontroler koji je dizajnirao Raspberry Pi, iako je IP jezgru u potpunosti dizajnirao Arm. Njegova niska cijena omogućila mu je integraciju u Raspberry Pi Pico SBC, s cijenom od samo približno 4 USD, budući da je IC koštao samo 1 USD.
Ovaj RP2040 čip može se programirati za rad pomoću različitih programskih jezika. Jedan od njih može biti ARM asembler, drugi C, C++, Free PASCAL, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada itd. Nadalje, gdje privlači najviše pažnje, dovoljno je moćan da pokrenite TensorFlow Lite za AI aplikacije.
Nastavljajući s temom RP2040, mora se reći da je ovaj čip integriran u nekoliko SBC ploča različitih proizvođača, kao npr. Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni itd. Na Raspberry Pi pruža važne značajke po niskoj cijeni. Na primjer, korišten je za Raspberry Pi Pico i Pico W, Arduino Nano RP2040, Pimoroni Tiny RP2040, Adafruit Micro, SparkFun Pro Micro itd.
RP2040 Specifikacije
Kao RP2040 tehničke specifikacije, možemo pronaći sljedeće:
- Čip proizveden s 40 nm čvorom ili postupkom u ljevaonici TSMC.
- Pakiran u 7x7mm QFN tipu sa 56 kontakata i za površinsku montažu ili SMD.
- ARM Cortex-M0+ dvojezgreni CPU na 133 Mhz, s podrškom za overclocking. Svaka jezgra ima periferni cjelobrojni djelitelj i dva interpolatora.
- Implementira brzu SRAM memoriju kapaciteta 264 KB, sa 6 neovisnih banaka, četiri od 64 KB i dvije od 4 KB.
- Nema flash memoriju ili interni EEPROM, stoga se nakon resetiranja ili isključivanja gubi program za pokretanje i učitat će se putem vanjskog firmvera.
- QSPI kontroler sabirnice, podržava do 16 MB vanjske flash memorije.
- DMA ili kontroler izravnog pristupa memoriji.
- AHB prečka, potpuno spojena.
- LDO (Low-Dropout Regulator) integriran na čipu i programibilan za generiranje napona jezgre.
- Dvostruki PLL integrirani u čip za generiranje jezgrenih taktova i USB frekvencije.
- 30 GPIO s 4 kao izborna upotreba analognih ulaza.
- Podrška za periferiju s kontrolerima: 2x UART, 2x SPI, 2x I2C, 16x PWM, USB 1.1, PHY i 8 PIO ili programabilnih izlaznih pinova za stanja stroja.
Upotreba ili primjena
Čip RP2040 postao je kamen temeljac brojnih projekata i proizvoda zbog svoje svestranosti i izvanrednih mogućnosti. Pronašao aplikacije na raznim uređajima i ugrađenim sustavima, otvarajući niz mogućnosti za različite korisnike.
Jedna od njegovih uobičajenih upotreba je u području razvoja projekti elektronike, posebno ga cijene entuzijasti i profesionalci za izradu prilagođenih uređaja zahvaljujući niskoj cijeni i kapacitetu obrade. Osim toga, imao je značajan utjecaj na informatičko obrazovanje jer se koristio u obrazovnim okruženjima za podučavanje programiranja i hardverskih koncepata, pružajući studentima praktičan uvod u informatiku.
U polju automatizacija i kontrola, RP2040 je integriran u sustave kao što su pametni kućni uređaji i projekti industrijske automatizacije, u interakciji sa senzorima i aktuatorima za kontrolu i nadzor okruženja. Također je pronašao primjenu u robotici, služeći kao mozak robota i autonomnih vozila, uz dodatnu mogućnost pokretanja TensorFlow Lite za implementacije strojnog učenja.
Svestranost RP2040 naglašena je u razvoju brza izrada prototipova, olakšavajući brzo stvaranje novih proizvoda i tehnologija. Njegova korisnost proteže se i na Internet stvari (IoT), gdje se koristi u uređajima spojenim na mrežu za prikupljanje podataka i slanje informacija u oblak, zahvaljujući svojoj kompaktnoj veličini i energetskoj učinkovitosti.
Osim toga, RP2040 integriran je u projekte suradnje i otvorenog koda, potičući zajednicu otvoreni hardver. Od zabavnih aplikacija do interaktivnih umjetničkih projekata, RP2040 je postao popularan izbor u areni hobija i kreativne zabave.