Raspberry Pi fonds ir ieviesis ne tikai savus SBC dēļus, ar dažiem interesantiem aparatūras papildinājumiem. Varbūt tāds, kas nav tik labi zināms kā Raspberry Pi, ir svarīgi apstrādāt RP2040 mikroshēmu, interesanta ierīce veidotājiem, kurus interesē AI un mašīnmācīšanās.
Šajā rakstā mēs to apspriedīsim padziļināti. ideāls papildinājums slavenajam SBC.
Kas ir RP2040?
Raspberry Pi Ltd izstrādāja ķēdi ar nosaukumu RP2040, kas tika prezentēta 2021. gada janvārī kā daļa no jaunās Raspberry Pi Pico SBC plates, ko šī vienība laida tirgū. Šī RP2040 mikroshēma ir nekas cits kā 32 bitu mikrokontrollera mikroshēma ar a divkodolu ARM Cortex-M0+.
ARM Cortex-M0+ ir CPU kodols, kas īpaši izstrādāts lietojumprogrammām iegultās sistēmas un mikrokontrolleri. Tā 32 bitu arhitektūra nodrošina uzlabotu veiktspēju salīdzinājumā ar 8 bitu vai 16 bitu arhitektūru. Turklāt tas izceļas ar mazjaudas procesoru, kas padara to ideāli piemērotu ar akumulatoru darbināmām ierīcēm un citām lietojumprogrammām, kurām nepieciešama energoefektivitāte.
Šis kodols izmanto Thumb-2 instrukciju paplašinājumus, 16 bitu un 32 bitu instrukciju kombināciju, kas uzlabo koda blīvumu un veiktspēju lietojumprogrammās ar ierobežotu atmiņu. Ar trīspakāpju cauruļvadu tas nodrošina efektīvu instrukciju izpildi, saglabājot līdzsvaru starp veiktspēju un enerģijas patēriņu.
ARM Cortex-M0+ ietver a efektīvs pārtraukumu apstrādātājs lai efektīvi pārvaldītu reāllaika notikumus un uzdevumus. Šis kodols ir izstrādāts, lai piedāvātu saprātīgu veiktspēju par konkurētspējīgām izmaksām, un tas parasti tiek ieviests mikrokontrolleros, ko izmanto dažādās iegultās ierīcēs, sākot no vadības sistēmām līdz sadzīves tehnikai un medicīnas ierīcēm.
Tādējādi tas kļuva par pirmo Raspberry Pi izstrādāto mikrokontrolleri, lai gan IP kodolu pilnībā izstrādāja Arm. Tā zemās izmaksas ļāva to integrēt Raspberry Pi Pico SBC, un tā cena bija tikai aptuveni 4 USD, jo IC maksāja tikai USD 1.
Šo RP2040 mikroshēmu var ieprogrammēt darbam, izmantojot dažādas programmēšanas valodas. Viens no tiem var būt ARM montētājs, cits C, C++, Free PASCAL, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada utt. Turklāt, kur tas pievērš vislielāko uzmanību, tas ir pietiekami spēcīgs palaist TensorFlow Lite AI lietojumprogrammām.
Turpinot tēmu par RP2040, jāsaka, ka šī mikroshēma ir integrēta vairākās SBC plates no dažādiem ražotājiem, piemēram, Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni utt. Raspberry Pi tas nodrošina svarīgas funkcijas par zemu cenu. Piemēram, tas ir izmantots Raspberry Pi Pico un Pico W, Arduino Nano RP2040, Pimoroni Tiny RP2040, Adafruit Micro, SparkFun Pro Micro utt.
RP2040 specifikācijas
Kā RP2040 tehniskās specifikācijas, mēs varam atrast sekojošo:
- Mikroshēma ražota ar 40 nm mezglu vai procesu TSMC lietuvē.
- Iepakots 7x7mm QFN tipa ar 56 kontaktiem un virsmas montāžai vai SMD.
- ARM Cortex-M0+ divkodolu centrālais procesors ar frekvenci 133 Mhz ar pārspīlēšanas atbalstu. Katram kodolam ir perifērijas veselu skaitļu dalītājs un divi interpolatori.
- Tas ievieš ātru SRAM atmiņu ar 264 KB ietilpību ar 6 neatkarīgām bankām, četrām no 64 KB un divām no 4 KB.
- Tam nav zibatmiņas vai iekšējās EEPROM, tāpēc pēc atiestatīšanas vai izslēgšanas sāknēšanas ielādētājs tiek zaudēts un tiks ielādēts, izmantojot ārējo programmaparatūru.
- QSPI kopnes kontrolleris, kas atbalsta līdz 16 MB ārējo zibatmiņu.
- DMA vai tiešās atmiņas piekļuves kontrolieris.
- AHB šķērsstienis, pilnībā savienots.
- LDO (Low-Dropout Regulator) integrēts mikroshēmā un programmējams, lai radītu kodola spriegumu.
- Divi PLL, kas integrēti mikroshēmā, lai ģenerētu galvenos pulksteņus un arī USB frekvenci.
- 30 GPIO ar 4 kā papildu analogo ieeju izmantošanu.
- Perifērijas atbalsts ar kontrolieriem: 2x UART, 2x SPI, 2x I2C, 16x PWM, USB 1.1, PHY un 8 PIO vai programmējamas izejas tapas mašīnas stāvokļiem.
Lietojumi vai lietojumprogrammas
RP2040 mikroshēma ir kļuvusi par stūrakmeni daudziem projektiem un produktiem, pateicoties tās daudzpusībai un izcilajām iespējām. Ir atradis lietojumprogrammas dažādās ierīcēs un iegultās sistēmās, paverot dažādas iespējas dažādiem lietotājiem.
Viens no tā izplatītākajiem lietojumiem ir izstrādes jomā elektronikas projekti, To īpaši novērtē entuziasti un profesionāļi par pielāgotu ierīču izveidi, pateicoties tā zemajām izmaksām un apstrādes jaudai. Turklāt tam ir bijusi būtiska ietekme uz datorzinātņu izglītību, jo to izmanto izglītības iestādēs, lai mācītu programmēšanas un aparatūras koncepcijas, nodrošinot studentiem praktisku ievadu datorzinātnēs.
Jomā automatizācija un kontroleRP2040 ir integrēts tādās sistēmās kā viedās mājas ierīces un rūpnieciskās automatizācijas projekti, mijiedarbojoties ar sensoriem un izpildmehānismiem, lai kontrolētu un uzraudzītu vidi. Tas ir arī atradis pielietojumu robotikā, kas kalpo kā robotu un autonomu transportlīdzekļu smadzenes, ar papildu spēju palaist TensorFlow Lite mašīnmācības ieviešanai.
RP2040 daudzpusība ir izcelta, izstrādājot ātra prototipēšana, veicinot jaunu produktu un tehnoloģiju ātru radīšanu. Tā lietderība attiecas uz lietu internetu (IoT), kur tas tiek izmantots ierīcēs, kas savienotas ar tīklu, lai savāktu datus un nosūtītu informāciju uz mākoni, pateicoties tā kompaktajam izmēram un energoefektivitātei.
Turklāt RP2040 ir integrēts sadarbības un atvērtā pirmkoda projektos, veicinot kopienu atvērta aparatūra. No izklaides lietojumprogrammām līdz interaktīviem mākslas projektiem, RP2040 ir kļuvis par populāru izvēli hobiju un radošās izklaides arēnā.