A Raspberry Pi Alapítvány nemcsak az SBC-táblákat dobta piacra, néhány érdekes hardveres kiegészítővel. Talán egy olyan, amely nem annyira ismert, mint a Raspberry Pi, fontos az RP2040 chip kezelése, egy érdekes eszköz az AI és a gépi tanulás iránt érdeklődő gyártók számára.
Ebben a cikkben ezt részletesen tárgyaljuk. tökéletes kiegészítője a híres SBC-nek.
Mi az RP2040?
A Raspberry Pi Ltd megtervezte az RP2040 nevű áramkört, amelyet 2021 januárjában mutattak be az új Raspberry Pi Pico SBC kártya részeként, amelyet ez az entitás dobott piacra. Ez az RP2040 chip nem más, mint egy 32 bites mikrokontroller chip a kétmagos ARM Cortex-M0+.
Az ARM Cortex-M0+ egy CPU mag, amelyet kifejezetten az alkalmazásokhoz terveztek beágyazott rendszerek és mikrokontrollerek. 32 bites architektúrája jobb teljesítményt biztosít a 8 vagy 16 bites architektúrákhoz képest. Ezen kívül kitűnik alacsony fogyasztású processzorával, ami ideálissá teszi akkumulátoros eszközökhöz és egyéb energiahatékonyságot igénylő alkalmazásokhoz.
Ez a mag Thumb-2 utasításbővítményeket használ, a 16 bites és 32 bites utasítások kombinációját, amely javítja a kódsűrűséget és a teljesítményt a memóriakorlátos alkalmazásokban. A háromlépcsős csővezetékkel hatékonyan hajtja végre az utasításokat, fenntartva az egyensúlyt a teljesítmény és az energiafogyasztás között.
Az ARM Cortex-M0+ tartalmaz a hatékony megszakításkezelő a valós idejű események és feladatok hatékony kezelésére. Ezt a magot úgy tervezték, hogy ésszerű teljesítményt nyújtson versenyképes áron, és gyakran megtalálható a különféle beágyazott eszközökben használt mikrokontrollerekben, a vezérlőrendszerektől a háztartási készülékekig és az orvosi eszközökig.
Így ez lett az első Raspberry Pi által tervezett mikrokontroller, bár az IP magot teljesen Arm tervezte. Alacsony ára lehetővé tette a Raspberry Pi Pico SBC-be való integrálását, amelynek ára mindössze körülbelül 4 dollár, mivel az IC mindössze 1 dollárba került.
Ez az RP2040 chip különféle programozási nyelvek használatával programozható. Az egyik lehet az ARM assembler, egy másik C, C++, Free PASCAL, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada stb. Továbbá, ahol a leginkább felhívja a figyelmet, elég erős ahhoz futtassa a TensorFlow Lite-ot AI alkalmazásokhoz.
Folytatva az RP2040 témáját, el kell mondanunk, hogy ezt a chipet több különböző gyártó SBC lapjába integrálták, mint pl. Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni stb. A Raspberry Pi-n fontos funkciókat kínál alacsony áron. Használták például a Raspberry Pi Pico és a Pico W, az Arduino Nano RP2040, a Pimoroni Tiny RP2040, az Adafruit Micro, a SparkFun Pro Micro stb.
RP2040 Műszaki adatok
Mivel a RP2040 műszaki adatok, a következőket találhatjuk:
- A TSMC öntödében 40 nm-es csomóponttal vagy eljárással gyártott chip.
- 7x7mm-es QFN típusba csomagolva 56 érintkezővel és felületre szereléshez vagy SMD-hez.
- ARM Cortex-M0+ kétmagos CPU 133 Mhz-en, túlhajtás támogatással. Mindegyik magnak van egy perifériás egész osztója és két interpolátora.
- Gyors, 264 KB kapacitású SRAM memóriát valósít meg, 6 független bankkal, négy 64 KB-os és kettő 4 KB-os.
- Nem rendelkezik flash memóriával vagy belső EEPROM-mal, ezért a visszaállítás vagy leállítás után a rendszertöltő elveszik, és a külső firmware-en keresztül töltődik be.
- QSPI buszvezérlő, akár 16 MB külső flash memória támogatásával.
- DMA vagy közvetlen memória hozzáférés vezérlő.
- AHB keresztrúd, teljesen csatlakoztatva.
- A chipbe integrált LDO (Low-Dropout Regulator) programozható a magfeszültség generálására.
- A chipbe integrált kettős PLL-ek generálják a mag órajeleket és az USB-frekvenciát is.
- 30 GPIO 4 opcionális analóg bemenettel.
- Periféria támogatás vezérlőkkel: 2x UART, 2x SPI, 2x I2C, 16x PWM, USB 1.1, PHY és 8 PIO vagy programozható kimeneti érintkező a gépállapotokhoz.
Felhasználások vagy alkalmazások
Az RP2040 chip sokoldalúságának és kiemelkedő képességeinek köszönhetően számos projekt és termék sarokkövévé vált. Megtalálta alkalmazások különféle eszközökön és beágyazott rendszereken, lehetőségek széles skáláját nyitja meg a különböző felhasználók számára.
Egyik általános felhasználási területe a fejlesztés elektronikai projektek, Alacsony költségének és feldolgozási kapacitásának köszönhetően különösen nagyra értékelik a rajongók és a szakemberek, akik egyedi eszközöket készítenek. Emellett jelentős hatást gyakorolt a számítástechnika oktatására, oktatási környezetben programozási és hardverkoncepciók oktatására használták, gyakorlati bevezetést biztosítva a hallgatóknak a számítástechnikába.
A automatizálás és vezérlés, az RP2040-et olyan rendszerekbe integrálták, mint például az intelligens otthoni eszközök és az ipari automatizálási projektek, érzékelőkkel és aktuátorokkal együttműködve a környezet vezérlése és figyelése érdekében. A robotikában is talált alkalmazásokat, amelyek robotok és autonóm járművek agyaként szolgálnak, és a TensorFlow Lite futtatásának képességét is lehetővé teszi a gépi tanulási megvalósításokhoz.
Az RP2040 sokoldalúsága hangsúlyos a fejlesztésben gyors prototípuskészítés, ami elősegíti az új termékek és technológiák gyors létrehozását. Hasznossága kiterjed a Dolgok Internetére (IoT), ahol a hálózathoz csatlakoztatott eszközökben adatgyűjtésre és információk felhőbe küldésére használják, köszönhetően kompakt méretének és energiahatékonyságának.
Ezenkívül az RP2040 integrált együttműködési és nyílt forráskódú projektekbe, elősegítve a közösséget nyitott hardver. A szórakoztató alkalmazásoktól az interaktív művészeti projektekig az RP2040 népszerű választássá vált a hobbi és kreatív szórakoztató arénában.