Raspberry Pi Vakfı, SBC panolarından daha fazlasını piyasaya sürüyorbazı ilginç donanım eklentileriyle birlikte. Belki de pek bilinmeyen biri Raspberry Pi'de RP2040 çipinin işlenmesi önemlidirYapay zeka ve makine öğrenimiyle ilgilenen yapımcılar için ilginç bir cihaz.
Bu yazımızda bu konuyu derinlemesine tartışacağız. ünlü SBC'nin mükemmel tamamlayıcısı.
RP2040 nedir?
Raspberry Pi Ltd, bu kuruluşun piyasaya sürdüğü yeni Raspberry Pi Pico SBC kartının bir parçası olarak Ocak 2040'de sunulan RP2021 adlı bir devre tasarladı. Bu RP2040 yongası, 32 bitlik bir mikro denetleyici yongasından başka bir şey değildir. çift çekirdekli ARM Cortex-M0+.
ARM Cortex-M0+, uygulamalar için özel olarak tasarlanmış bir CPU çekirdeğidir. Gömülü sistemler ve mikrodenetleyiciler. 32 bit mimarisi, 8 bit veya 16 bit mimarilere kıyasla daha iyi performans sağlar. Ayrıca düşük güçlü bir işlemci olmasıyla da ön plana çıkıyor, bu da onu pille çalışan cihazlar ve enerji verimliliği gerektiren diğer uygulamalar için ideal kılıyor.
Bu çekirdek, belleğin kısıtlı uygulamalarda kod yoğunluğunu ve performansını artıran 2 bit ve 16 bit talimatların bir kombinasyonu olan Thumb-32 talimat uzantılarını kullanır. Üç aşamalı bir işlem hattıyla, performans ve güç tüketimi arasındaki dengeyi koruyarak talimatların verimli bir şekilde yürütülmesini sağlar.
ARM Cortex-M0+ şunları içerir: verimli kesme işleyicisi gerçek zamanlı olayları ve görevleri etkili bir şekilde yönetmek için. Rekabetçi bir maliyetle makul performans sunmak üzere tasarlanan bu çekirdek, genellikle kontrol sistemlerinden ev aletlerine ve tıbbi cihazlara kadar çeşitli gömülü cihazlarda kullanılan mikro denetleyicilerde uygulanır.
Böylelikle IP çekirdeği tamamen Arm tarafından tasarlanmasına rağmen Raspberry Pi tarafından tasarlanan ilk mikro denetleyici oldu. Düşük maliyeti, IC'nin maliyeti yalnızca 4 ABD doları olduğundan, Raspberry Pi Pico SBC'ye yalnızca yaklaşık 1 ABD doları tutarında bir fiyatla entegre edilmesine olanak sağladı.
Bu RP2040 yongası, çeşitli programlama dilleri kullanılarak çalışacak şekilde programlanabilir. Bunlardan biri ARM birleştirici, diğeri C, C++, Free PASCAL, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada vb. olabilir. Üstelik en çok dikkat çeken yer burası, bunu yapabilecek kadar güçlü. TensorFlow Lite'ı çalıştırın Yapay zeka uygulamaları için.
RP2040 konusuna devam edersek, bu çipin çeşitli üreticilerin çeşitli SBC kartlarına entegre edildiğini söylemek gerekir. Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni, vb. Raspberry Pi'de önemli özellikleri düşük fiyata sunar. Örneğin Raspberry Pi Pico ve Pico W, Arduino Nano RP2040, Pimoroni Tiny RP2040, Adafruit Micro, SparkFun Pro Micro vb. için kullanılmıştır.
RP2040 Özellikleri
Gibi RP2040 teknik özellikleri, aşağıdakileri bulabiliriz:
- Çip, TSMC dökümhanesinde 40 nm düğüm veya prosesle üretildi.
- 7x7mm QFN tipinde 56 kontaklı ve yüzeye montaj veya SMD olarak paketlenmiştir.
- Hız aşırtma destekli, 0 MHz'de ARM Cortex-M133+ çift çekirdekli CPU. Her çekirdeğin bir çevresel tamsayı böleni ve iki enterpolatörü vardır.
- Dördü 264 KB ve ikisi 6 KB olmak üzere 64 bağımsız banka ile 4 KB kapasiteli hızlı bir SRAM belleği uygular.
- Flash belleği veya dahili EEPROM'u yoktur, bu nedenle sıfırlama veya kapatma sonrasında önyükleyici kaybolur ve harici ürün yazılımı aracılığıyla yüklenir.
- 16 MB'a kadar harici flash belleği destekleyen QSPI veri yolu denetleyicisi.
- DMA veya doğrudan bellek erişim denetleyicisi.
- AHB çapraz çubuk, tamamen bağlı.
- Çip üzerine entegre edilmiş LDO (Düşük Kayıp Düzenleyicisi) ve çekirdek voltajını oluşturmak için programlanabilir.
- Çekirdek saatleri ve ayrıca USB frekansını oluşturmak için çipe entegre edilmiş çift PLL.
- Analog girişlerin isteğe bağlı kullanımı olarak 30 ile 4 GPIO.
- Denetleyicilerle çevre birimi desteği: 2x UART, 2x SPI, 2x I2C, 16x PWM, USB 1.1, PHY ve 8 PIO veya makine durumları için programlanabilir çıkış pinleri.
Kullanımlar veya uygulamalar
RP2040 yongası, çok yönlülüğü ve olağanüstü yetenekleri nedeniyle çok sayıda proje ve ürünün temel taşı haline geldi. Bulundu Çeşitli cihazlarda ve gömülü sistemlerde uygulamalar, Farklı kullanıcılar için bir dizi olasılık açılıyor.
Yaygın kullanım alanlarından biri de geliştirme alanıdır. elektronik projeleri, Düşük maliyeti ve işleme kapasitesi sayesinde meraklılar ve profesyoneller tarafından özel cihazlar oluşturma konusunda özellikle takdir edilmektedir. Ayrıca, eğitim ortamlarında programlama ve donanım kavramlarını öğretmek için kullanılması, öğrencilere bilgisayar bilimine pratik bir giriş sağlanması, bilgisayar bilimleri eğitimi üzerinde önemli bir etkiye sahiptir.
Alanında otomasyon ve kontrolRP2040, ortamları kontrol etmek ve izlemek için sensörler ve aktüatörlerle etkileşime girerek akıllı ev cihazları ve endüstriyel otomasyon projeleri gibi sistemlere entegre edilmiştir. Makine öğrenimi uygulamaları için TensorFlow Lite'ı çalıştırma yeteneğinin yanı sıra, robotların ve otonom araçların beyni olarak hizmet veren robotik alanında da uygulamalar buldu.
RP2040'ın çok yönlülüğü, geliştirilmesinde vurgulanmıştır. Hızlı prototipleme, yeni ürün ve teknolojilerin hızla yaratılmasını kolaylaştırır. Kullanışlılığı, kompakt boyutu ve enerji verimliliği sayesinde veri toplamak ve buluta bilgi göndermek için ağa bağlı cihazlarda kullanıldığı Nesnelerin İnterneti'ne (IoT) kadar uzanır.
Ayrıca RP2040, işbirlikçi ve açık kaynaklı projelere entegre edilerek, topluluğun desteklenmesine yardımcı olur. açık donanım. Eğlence uygulamalarından etkileşimli sanat projelerine kadar RP2040, hobi ve yaratıcı eğlence alanında popüler bir seçim haline geldi.