RP2040: микроконтроллер Raspberry Pi для машинного обучения

RP2040

Raspberry Pi Foundation выпускает не только свои платы SBC, с некоторыми интересными аппаратными дополнениями. Может быть, тот, который не так известен, как Raspberry Pi важно обработать чип RP2040, интересное устройство для производителей, интересующихся искусственным интеллектом и машинным обучением.

В этой статье мы обсудим это подробно. идеальное дополнение к знаменитому SBC.

Что такое RP2040?

Raspberry Pi Ltd разработала схему под названием RP2040, которая была представлена ​​в январе 2021 года как часть новой платы Raspberry Pi Pico SBC, которую эта компания выпустила на рынок. Этот чип RP2040 представляет собой не что иное, как 32-битный микроконтроллер с двухъядерный процессор ARM Cortex-M0+.

ARM Cortex-M0+ — это ядро ​​ЦП, специально разработанное для приложений в встраиваемые системы и микроконтроллеры. Его 32-битная архитектура обеспечивает улучшенную производительность по сравнению с 8-битной или 16-битной архитектурой. Кроме того, он отличается низким энергопотреблением, что делает его идеальным для устройств с батарейным питанием и других приложений, требующих энергоэффективности.

В этом ядре используются расширения инструкций Thumb-2 — комбинация 16-битных и 32-битных инструкций, которая повышает плотность кода и производительность в приложениях с ограниченным объемом памяти. Благодаря трехэтапному конвейеру достигается эффективное выполнение инструкций, сохраняя баланс между производительностью и энергопотреблением.

ARM Cortex-M0+ включает в себя эффективный обработчик прерываний эффективно управлять событиями и задачами в реальном времени. Это ядро, разработанное для обеспечения разумной производительности по конкурентоспособной цене, обычно используется в микроконтроллерах, используемых в различных встраиваемых устройствах, от систем управления до бытовой техники и медицинских устройств.

Таким образом, он стал первым микроконтроллером, разработанным Raspberry Pi, хотя IP-ядро было полностью разработано Arm. Его низкая стоимость позволила интегрировать его в Raspberry Pi Pico SBC по цене всего около 4 долларов, поскольку микросхема стоила всего 1 доллар.

Этот чип RP2040 можно запрограммировать для работы с использованием различных языков программирования. Одним из них может быть ассемблер ARM, другим — C, C++, Free PASCAL, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada и т. д. Более того, именно здесь он привлекает наибольшее внимание: он достаточно силен, чтобы запустить TensorFlow Lite для приложений ИИ.

TensorFlow Lite — это легкая и эффективная версия TensorFlow, популярного платформа машинного обучения разработан Google. Разработанный специально для мобильных устройств, встроенных систем и сред с ограниченными ресурсами, TensorFlow Lite позволяет запускать модели машинного обучения на платформах с ограничениями по памяти и вычислительной мощности. Предоставляет инструменты для преобразования моделей, обученных на стандартном TensorFlow, в формат, удобный для мобильных устройств, что упрощает развертывание приложений искусственного интеллекта на смартфонах, микроконтроллерах и других устройствах с ограниченными вычислительными возможностями. TensorFlow Lite — это универсальное решение для развертывания моделей машинного обучения на устройствах Edge и IoT, позволяющее быстро и эффективно делать выводы локально, не завися от облачных подключений.

Продолжая тему RP2040, нужно сказать, что этот чип был интегрирован в несколько плат SBC различных производителей, таких как Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni и т. д. На Raspberry Pi он предоставляет важные функции по низкой цене. Например, он использовался для Raspberry Pi Pico и Pico W, Arduino Nano RP2040, Pimoroni Tiny RP2040, Adafruit Micro, SparkFun Pro Micro и т. д.

Технические характеристики РП2040

Что же касается Технические характеристики РП2040, мы можем найти следующее:

  • Чип изготовлен по узлу 40 нм или по технологическому процессу на литейном заводе TSMC.
  • В корпусе типа QFN 7x7 мм, с 56 контактами, для поверхностного монтажа или поверхностного монтажа.
  • Двухъядерный процессор ARM Cortex-M0+ с частотой 133 МГц и поддержкой разгона. Каждое ядро ​​имеет периферийный целочисленный делитель и два интерполятора.
  • Он оснащен быстрой памятью SRAM емкостью 264 КБ с 6 независимыми банками, четырьмя по 64 КБ и двумя по 4 КБ.
  • У него нет флэш-памяти или внутреннего EEPROM, поэтому после сброса или выключения загрузчик теряется и будет загружаться через внешнюю прошивку.
  • Контроллер шины QSPI, поддерживающий до 16 МБ внешней флэш-памяти.
  • DMA или контроллер прямого доступа к памяти.
  • Перекладина AHB, полностью подключенная.
  • LDO (регулятор с низким падением напряжения), встроенный в кристалл и программируемый для генерации напряжения ядра.
  • Двойные схемы ФАПЧ встроены в чип для генерации тактовой частоты ядра, а также частоты USB.
  • 30 GPIO с 4 дополнительными аналоговыми входами.
  • Поддержка периферийных устройств с помощью контроллеров: 2 UART, 2 SPI, 2 I2C, 16 PWM, USB 1.1, PHY и 8 PIO или программируемые выходные контакты для состояний машины.

Использование или приложения

Чип RP2040 стал краеугольным камнем многочисленных проектов и продуктов благодаря своей универсальности и выдающимся возможностям. Найдено приложения на различных устройствах и встроенных системах, открывая ряд возможностей для разных пользователей.

Одно из его распространенных применений – в области разработки проекты электроники, особенно ценится энтузиастами и профессионалами при создании нестандартных устройств благодаря своей низкой стоимости и производительности. Кроме того, он оказал значительное влияние на образование в области информатики, поскольку использовался в образовательных учреждениях для обучения концепциям программирования и аппаратного обеспечения, предоставляя учащимся практическое введение в информатику.

В области автоматизация и контрольRP2040 был интегрирован в такие системы, как устройства умного дома и проекты промышленной автоматизации, взаимодействуя с датчиками и исполнительными механизмами для управления и мониторинга окружающей среды. Он также нашел применение в робототехнике, служа мозгом роботов и автономных транспортных средств, с дополнительной возможностью запуска TensorFlow Lite для реализации машинного обучения.

Универсальность RP2040 подчеркивается разработкой быстрое прототипирование, способствуя быстрому созданию новых продуктов и технологий. Его полезность распространяется и на Интернет вещей (IoT), где он используется в устройствах, подключенных к сети, для сбора данных и отправки информации в облако благодаря своим компактным размерам и энергоэффективности.

Кроме того, RP2040 интегрируется в совместные проекты и проекты с открытым исходным кодом, способствуя развитию сообщества разработчиков. открытое оборудование. От развлекательных приложений до интерактивных художественных проектов — RP2040 стал популярным выбором в сфере хобби и творческих развлечений.


Будьте первым, чтобы комментировать

Оставьте свой комментарий

Ваш электронный адрес не будет опубликован. Обязательные для заполнения поля помечены *

*

*

  1. Ответственный за данные: Мигель Анхель Гатон
  2. Назначение данных: контроль спама, управление комментариями.
  3. Легитимация: ваше согласие
  4. Передача данных: данные не будут переданы третьим лицам, кроме как по закону.
  5. Хранение данных: база данных, размещенная в Occentus Networks (ЕС)
  6. Права: в любое время вы можете ограничить, восстановить и удалить свою информацию.