Raspberry Pi Foundation uvádí na trh více než jen své desky SBC, s některými zajímavými hardwarovými doplňky. Možná ten, který není tak známý jako Raspberry Pi, je důležité ošetřit čip RP2040, zajímavé zařízení pro výrobce, kteří se zajímají o AI a strojové učení.
V tomto článku to probereme do hloubky. dokonalý doplněk slavného SBC.
Co je RP2040?
Raspberry Pi Ltd navrhlo obvod nazvaný RP2040, který byl představen v lednu 2021 jako součást nové desky Raspberry Pi Pico SBC, kterou tento subjekt uvedl na trh. Tento čip RP2040 není nic jiného než 32bitový mikrokontrolérový čip s a dvoujádrový ARM Cortex-M0+.
ARM Cortex-M0+ je jádro CPU speciálně navržené pro aplikace v vestavěné systémy a mikrokontroléry. Jeho 32bitová architektura poskytuje lepší výkon ve srovnání s 8bitovými nebo 16bitovými architekturami. Kromě toho vyniká tím, že jde o procesor s nízkou spotřebou, díky čemuž je ideální pro zařízení napájená bateriemi a další aplikace, které vyžadují energetickou účinnost.
Toto jádro využívá rozšíření instrukcí Thumb-2, kombinaci 16bitových a 32bitových instrukcí, která zlepšuje hustotu kódu a výkon v aplikacích s omezenou pamětí. S třístupňovým potrubím dosahuje efektivního provádění instrukcí při zachování rovnováhy mezi výkonem a spotřebou energie.
ARM Cortex-M0+ obsahuje a efektivní obsluha přerušení efektivně řídit události a úkoly v reálném čase. Toto jádro, navržené tak, aby nabízelo rozumný výkon za konkurenceschopnou cenu, se běžně používá v mikrokontrolérech používaných v různých vestavěných zařízeních, od řídicích systémů po domácí spotřebiče a lékařská zařízení.
Stal se tak prvním mikrokontrolérem navrženým Raspberry Pi, ačkoli IP jádro kompletně navrhl Arm. Jeho nízká cena umožnila jeho integraci do Raspberry Pi Pico SBC s cenou pouze přibližně 4 $, protože IC stál pouze 1 $.
Tento čip RP2040 lze naprogramovat tak, aby fungoval pomocí různých programovacích jazyků. Jedním z nich může být assembler ARM, dalším C, C++, Free PASCAL, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada atd. Navíc, kde přitahuje největší pozornost, je dostatečně výkonný spusťte TensorFlow Lite pro aplikace AI.
Pokračujeme-li v tématu RP2040, je třeba říci, že tento čip byl integrován do několika desek SBC od různých výrobců, jako např. Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni atd. Na Raspberry Pi poskytuje důležité funkce za nízkou cenu. Například byl použit pro Raspberry Pi Pico a Pico W, Arduino Nano RP2040, Pimoroni Tiny RP2040, Adafruit Micro, SparkFun Pro Micro atd.
Specifikace RP2040
Vzhledem k tomu, Technické specifikace RP2040, můžeme najít následující:
- Čip vyrobený 40 nm uzlem nebo procesem ve slévárně TSMC.
- Baleno v typu 7x7mm QFN s 56 kontakty a pro povrchovou montáž nebo SMD.
- Dvoujádrový procesor ARM Cortex-M0+ na 133 Mhz s podporou přetaktování. Každé jádro má periferního celočíselného dělitele a dva interpolátory.
- Implementuje rychlou paměť SRAM o kapacitě 264 KB se 6 nezávislými bankami, čtyřmi po 64 KB a dvěma po 4 KB.
- Nemá flash paměť ani interní EEPROM, proto se po resetu nebo vypnutí boot-loader ztratí a bude nahrán přes externí firmware.
- Řadič sběrnice QSPI s podporou až 16 MB externí flash paměti.
- DMA nebo řadič přímého přístupu do paměti.
- AHB příčka, plně připojena.
- LDO (Low-Dropout Regulator) integrovaný na čipu a programovatelný pro generování napětí jádra.
- Duální PLL integrované do čipu pro generování taktu jádra a také frekvence USB.
- 30 GPIO se 4 jako volitelné použití analogových vstupů.
- Podpora periferií s ovladači: 2x UART, 2x SPI, 2x I2C, 16x PWM, USB 1.1, PHY a 8 PIO nebo programovatelných výstupních pinů pro stavy stroje.
Použití nebo aplikace
Čip RP2040 se stal základním kamenem mnoha projektů a produktů díky své všestrannosti a vynikajícím schopnostem. Byl nalezen aplikace na různých zařízeních a vestavěných systémech, otevírá řadu možností pro různé uživatele.
Jedno z jeho běžných použití je v oblasti vývoje projekty v oblasti elektroniky, je zvláště oceňován nadšenci a profesionály pro vytváření vlastních zařízení díky nízké ceně a kapacitě zpracování. Kromě toho má významný dopad na výuku informatiky, používá se ve vzdělávacím prostředí k výuce programování a hardwarových konceptů a poskytuje studentům praktický úvod do informatiky.
V oblasti automatizace a ovládáníRP2040 byl integrován do systémů, jako jsou zařízení pro chytrou domácnost a projekty průmyslové automatizace, interaguje se senzory a akčními členy pro řízení a monitorování prostředí. Také našel uplatnění v robotice, kde slouží jako mozky robotů a autonomních vozidel, s přidanou schopností spouštět TensorFlow Lite pro implementace strojového učení.
Všestrannost RP2040 je zdůrazněna při vývoji rychlé prototypování, což usnadňuje rychlou tvorbu nových produktů a technologií. Jeho užitečnost sahá i do internetu věcí (IoT), kde se díky kompaktní velikosti a energetické účinnosti používá v zařízeních připojených k síti ke sběru dat a odesílání informací do cloudu.
Kromě toho je RP2040 integrován do společných a open source projektů, čímž podporuje komunitu otevřený hardware. Od zábavních aplikací po interaktivní umělecké projekty se RP2040 stal oblíbenou volbou v oblasti hobby a kreativní zábavy.