Die Raspberry Pi Foundation hat mehr als nur ihre SBC-Boards auf den Markt gebracht, mit einigen interessanten Hardware-Add-ons. Vielleicht eines, das nicht so bekannt ist wie Beim Raspberry Pi ist es wichtig, den RP2040-Chip zu behandeln, ein interessantes Gerät für Maker, die sich für KI und maschinelles Lernen interessieren.
In diesem Artikel werden wir dies ausführlich besprechen. perfekte Ergänzung zum berühmten SBC.
Was ist der RP2040?
Raspberry Pi Ltd hat einen Schaltkreis namens RP2040 entworfen, der im Januar 2021 als Teil des neuen Raspberry Pi Pico SBC-Boards vorgestellt wurde, das dieses Unternehmen auf den Markt gebracht hat. Dieser RP2040-Chip ist nichts anderes als ein 32-Bit-Mikrocontroller-Chip mit einem Dual-Core ARM Cortex-M0+.
Der ARM Cortex-M0+ ist ein CPU-Kern, der speziell für Anwendungen in entwickelt wurde eingebettete Systeme und Mikrocontroller. Seine 32-Bit-Architektur bietet eine verbesserte Leistung im Vergleich zu 8-Bit- oder 16-Bit-Architekturen. Darüber hinaus zeichnet er sich durch einen Prozessor mit geringem Stromverbrauch aus, was ihn ideal für batteriebetriebene Geräte und andere Anwendungen macht, die Energieeffizienz erfordern.
Dieser Kern verwendet Thumb-2-Befehlserweiterungen, eine Kombination aus 16-Bit- und 32-Bit-Befehlen, die die Codedichte und Leistung in speicherbeschränkten Anwendungen verbessert. Mit einer dreistufigen Pipeline wird eine effiziente Ausführung von Anweisungen erreicht und dabei ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Stromverbrauch gewahrt.
Der ARM Cortex-M0+ enthält a Effizienter Interrupt-Handler um Echtzeitereignisse und -aufgaben effektiv zu verwalten. Dieser Kern ist darauf ausgelegt, angemessene Leistung zu wettbewerbsfähigen Kosten zu bieten und wird häufig in Mikrocontrollern implementiert, die in einer Vielzahl eingebetteter Geräte verwendet werden, von Steuerungssystemen bis hin zu Haushaltsgeräten und medizinischen Geräten.
Damit war er der erste von Raspberry Pi entwickelte Mikrocontroller, obwohl der IP-Core vollständig von Arm entworfen wurde. Aufgrund seiner geringen Kosten konnte es in den Raspberry Pi Pico SBC integriert werden, wobei der Preis nur etwa 4 US-Dollar betrug, da der IC nur 1 US-Dollar kostete.
Dieser RP2040-Chip kann für den Betrieb mit verschiedenen Programmiersprachen programmiert werden. Einer davon kann der ARM-Assembler sein, ein anderer C, C++, Free PASCAL, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada usw. Darüber hinaus ist es dort, wo es die meiste Aufmerksamkeit erregt, leistungsstark genug Führen Sie TensorFlow Lite aus für KI-Anwendungen.
Um beim Thema RP2040 weiterzumachen, muss gesagt werden, dass dieser Chip in mehrere SBC-Boards verschiedener Hersteller integriert wurde, wie z Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni usw. Auf dem Raspberry Pi bietet es wichtige Funktionen zum kleinen Preis. Beispielsweise wurde es für Raspberry Pi Pico und Pico W, Arduino Nano RP2040, Pimoroni Tiny RP2040, Adafruit Micro, SparkFun Pro Micro usw. verwendet.
RP2040-Spezifikationen
Da der Technische Daten des RP2040, können wir Folgendes finden:
- Chip, hergestellt mit einem 40-nm-Knoten oder -Prozess in der TSMC-Gießerei.
- Verpackt im 7 x 7 mm großen QFN-Typ mit 56 Kontakten und für Oberflächenmontage oder SMD.
- ARM Cortex-M0+ Dual-Core-CPU mit 133 MHz, mit Übertaktungsunterstützung. Jeder Kern verfügt über einen peripheren ganzzahligen Teiler und zwei Interpolatoren.
- Es implementiert einen schnellen SRAM-Speicher mit einer Kapazität von 264 KB und sechs unabhängigen Bänken, vier mit 6 KB und zwei mit 64 KB.
- Es verfügt weder über einen Flash-Speicher noch über ein internes EEPROM. Daher geht der Bootloader nach dem Zurücksetzen oder Herunterfahren verloren und wird über die externe Firmware geladen.
- QSPI-Buscontroller, der bis zu 16 MB externen Flash-Speicher unterstützt.
- DMA oder Direct Memory Access Controller.
- AHB-Querschiene, komplett verbunden.
- LDO (Low-Dropout-Regler) ist auf dem Chip integriert und programmierbar, um die Kernspannung zu erzeugen.
- Im Chip integrierte Dual-PLLs zur Erzeugung der Kerntakte und auch der USB-Frequenz.
- 30 GPIO mit 4 optionalen analogen Eingängen.
- Peripherieunterstützung mit Controllern: 2x UARTs, 2x SPI, 2x I2C, 16x PWM, USB 1.1, PHY und 8 PIO oder programmierbare Ausgangspins für Maschinenzustände.
Verwendungen oder Anwendungen
Der RP2040-Chip ist aufgrund seiner Vielseitigkeit und herausragenden Fähigkeiten zum Grundstein zahlreicher Projekte und Produkte geworden. Hat gefunden Anwendungen auf einer Vielzahl von Geräten und eingebetteten Systemen, Dies eröffnet eine Reihe von Möglichkeiten für verschiedene Benutzer.
Eine seiner häufigsten Anwendungen liegt im Bereich der Entwicklung von Elektronikprojekte, Aufgrund seiner geringen Kosten und Verarbeitungskapazität wird es besonders von Enthusiasten und Profis für die Erstellung individueller Geräte geschätzt. Darüber hinaus hatte es erhebliche Auswirkungen auf die Informatikausbildung, da es in Bildungseinrichtungen zur Vermittlung von Programmier- und Hardwarekonzepten eingesetzt wurde und Schülern eine praktische Einführung in die Informatik ermöglichte.
Im Bereich der Automatisierung und SteuerungDer RP2040 wurde in Systeme wie Smart-Home-Geräte und industrielle Automatisierungsprojekte integriert und interagiert mit Sensoren und Aktoren, um Umgebungen zu steuern und zu überwachen. Es hat auch Anwendungen in der Robotik gefunden und dient als Gehirn von Robotern und autonomen Fahrzeugen, mit der zusätzlichen Möglichkeit, TensorFlow Lite für Implementierungen maschinellen Lernens auszuführen.
Die Vielseitigkeit des RP2040 wird bei der Entwicklung hervorgehoben Rapid-Prototyping, was die schnelle Entwicklung neuer Produkte und Technologien erleichtert. Sein Nutzen erstreckt sich auch auf das Internet der Dinge (IoT), wo es dank seiner kompakten Größe und Energieeffizienz in Geräten verwendet wird, die mit dem Netzwerk verbunden sind, um Daten zu sammeln und Informationen an die Cloud zu senden.
Darüber hinaus wird der RP2040 in kollaborative und Open-Source-Projekte integriert und fördert so die Community von Hardware öffnen. Von Unterhaltungsanwendungen bis hin zu interaktiven Kunstprojekten ist der RP2040 zu einer beliebten Wahl im Hobby- und kreativen Unterhaltungsbereich geworden.