Универсальные контроллеры с открытой архитектурой. Проект Raspberry.

RaspberryPi (Ра́збериПа́й) - это миниатюрный, размером с кредитную карту, ультра дешёвый компьютер (одноплатный компьютер), созданный Дэвидом Брабеном. RaspberryPi изначально разработанный как бюджетная система для обучения информатике. Впоследствии получивший намного более широкое применение и популярность. Разрабатывается RaspberryPiFoundation, Великобритания (www.raspberrypi.org).

RaspberryPi основан на процессоре с архитектурой ARM 11, частотой в 700 МГц. В последних версиях прошивки официально разрешили “разгонять” процессор до 1000 МГц. Это позволяет достичь приемлемой производительности при низком энергопотреблении.

RaspberryPi выпускается в трех комплектациях: модель «A», модель «B» и модель «B+». Все версии оснащены ARM11 процессором Broadcom BCM2835 с тактовой частотой 700 МГц и модулем оперативной памяти на 256МБ/512МБ, размещенными по технологии «package-on-package» т.е. непосредственно на процессоре.

Модель «A» оснащается одним USB 2.0 портом, модель «B» двумя, а модель «B+» - четырьмя. Также в моделях «B» и «B+» присутствует порт Ethernet. Помимо основного ядра, BCM2835 включает в себя графическое ядро с поддержкой OpenGL ES 2.0, аппаратного ускорения и FullHD-видео и DSP-ядро.

Одной из особенностей (недостатков) является отсутствие часов реального времени.

Вывод видеосигнала возможен через композитный разъём RCA или через цифровой HDMI-интерфейс. В версии «B+» вывод возможен через аудиоразьем 3,5. Корневая файловая система, образ ядра и пользовательские файлы размещаются на карте памяти SD, MMC, microSD (только в модели «B+») или SDIO.

В совокупности с низкими требованиями открытого программного обеспечения (OpenSource) к аппаратной части и специально собранным ядром операционной системы, оптимизированным под данную платформу, позволяет установить на него операционную систему Linux (либо RiscOS), а также набор сопутствующего программного обеспечения. Всё программное обеспечение бесплатно, и относительно мало требовательно к ресурсам.

Однако, главным принципиальным преимуществом данного проекта для использования в задачах создания встраиваемых систем и робототехники является интегрированная в архитектуру платформы подсистема управления простыми внешними электронными устройствами и компонентами (реализация функций контроллера класса Arduino) в т.ч. с использованием стандартных шин и интерфейсов UART, GPIO, JTAG, SPI, I2C, DSI, CSI.

Подключение питания осуществляется посредством разьёмаmicro-USB, производители рекомендует использовать источник питания мощностью не менее 1Вт и стабилизированным напряжением 5В.

Промышленное производство и продажи микрокомпьютеров семейства Raspberry стартовали в 2012 г. По состоянию на окончание 2014 г. продано не меннее 4 млн. экземпляров.

Базовые операционные системы:

• Raspbian рекомендуется для всех тех, кто только начинает знакомиться с RaspberryPi

• Pidora (Fedora)

• OpenELEC XBMC цифровой медиа-центр с открытым исходным кодом

• Raspbmc XBMC цифровой медиа-центр с открытым исходным кодом

Другие операционные системы:

• FreeBSD.

• Archlinux ARM

• RaspbianServerEdition - урезанная версия Raspibian с некоторыми дополнительными пакетами

• RISC OS

• IPFire - дистрибутив брандмауэра с открытыми исходными кодами для систем x86 и ARM. Он позволяет сделать из RaspberryPi простой маршрутизатор для домашних сетей и малых офисов.

• Raspberry Pi Thin Client - тонкийклиент

• Основные характеристики:

•

• Аппаратная платформа:  ARM11 (ARMv6)

• ОС: Debian, Fedora, Arch Linux, Gentoo, RISC OS, Android, Firefox OS, NetBSD, FreeBSD, Slackware, Tiny Core Linux

• Цена: $ 25 (модель A), $ 35 (модель B и B+)

• Тип: одноплатный компьютер

• Форм-фактор: нестандартный

• Разработчик: Raspberry Pi Foundation

• Государство: Великобритания

• Год выпуска: 2012

• Оперативная память: 256 (ModelA), 512 (ModelB) Мб, интегрирована в CPU (часть резервируется видеокартой)

• Постоянная память: флеш карта MMC или microSD в модели B+

• Аудио подсистема: интегрирована в CPU

• Чипсет Ethernet и USB: SMSC LAN9512

• Электропитание:microUSB, 5В, от 700 мА

• Периферия:   в комплекте отсутствует

• Интерфейсы: HDMI, USB, видео RCA, StereoJack 3.5 мм, Ethernet (отсутсвует в ModelA),UART, GPIO, JTAG, SPI, I2C, DSI, CSI

• Запоминающее устройство: карта памяти SD, MMC, microSD

• Вес: 45 г

• Размер: 85,6 × 53,98×17 мм

• Центральный процессор

• Разработчик CPU: Broadcom

• Модель:CPU BCM2835

• Тактовая частота CPU: 700 МГц («турбо-режим» до 1ГГц)

• Видео подсистема

• Разработчик GPU: Broadcom

• Модель GPU: VideoCore IV

• Основное преимущество Raspberry - набор низкоуровневых интерфейсов, которые позволяют подключать к RaspberryPi платы расширения, внешние контроллеры, датчики и прочие аксессуары.

• Во-первых, на плате есть 15-пиновые слоты CSI-2 для подключения камеры и DSI для установки дисплея.

• Во-вторых, имеется колодка на 26 линий ввода-вывода общего назначения (GPIO, GeneralPurposeInput/Output - Входы/Выходы общего назначения), из которых по факту для управления доступно только 17. На них же реализованы интерфейсы UART, консольный порт, SPI и I²C. В последней модификации Raspberry - модели “B+” количество GPIO увеличено до 40.

• На новых ревизиях плат разведены, но не распаяны ещё четыре GPIO, дополнительно дающие I²C и I²S. Использование GPIO - это минимальная базовая возможность создания встраиваемых систем.

Разработка встраиваемых систем с использованием платформы Raspberry возможна в двух базовых вариантах:

• Программирование безиспользование операционной системы.

• Программирование с использованием операционной системы.