Fondacioni Raspberry Pi ka nisur më shumë sesa thjesht bordet e tij SBC, me disa shtesa harduerike interesante. Ndoshta një që nuk është aq i njohur sa Raspberry Pi, është e rëndësishme të trajtoni çipin RP2040, një pajisje interesante për prodhuesit që janë të interesuar në AI dhe mësimin e makinerive.
Në këtë artikull ne do ta diskutojmë këtë në thellësi. plotësues i përsosur i SBC-së së famshme.
Çfarë është RP2040?
Raspberry Pi Ltd projektoi një qark të quajtur RP2040, i cili u prezantua në janar 2021 si pjesë e bordit të ri Raspberry Pi Pico SBC që ky ent lançoi në treg. Ky çip RP2040 nuk është gjë tjetër veçse një çip mikrokontrollues 32-bit me një ARM Cortex-M0+ me dy bërthama.
ARM Cortex-M0+ është një bërthamë CPU e krijuar posaçërisht për aplikime në sistemet e integruara dhe mikrokontrolluesit. Arkitektura e tij 32-bit ofron performancë të përmirësuar në krahasim me arkitekturat 8-bit ose 16-bit. Përveç kësaj, ai dallohet për të qenit një procesor me fuqi të ulët, gjë që e bën atë ideal për pajisjet me bateri dhe aplikacione të tjera që kërkojnë efikasitet të energjisë.
Ky bërthamë përdor shtesat e udhëzimeve Thumb-2, një kombinim i udhëzimeve 16-bit dhe 32-bit që përmirëson densitetin e kodit dhe performancën në aplikacionet e kufizuara nga memoria. Me një tubacion me tre faza, ai arrin ekzekutimin efikas të udhëzimeve, duke ruajtur një ekuilibër midis performancës dhe konsumit të energjisë.
ARM Cortex-M0+ përfshin një mbajtës efikas i ndërprerjeve për të menaxhuar në mënyrë efektive ngjarjet dhe detyrat në kohë reale. E krijuar për të ofruar performancë të arsyeshme me një kosto konkurruese, kjo bërthamë zakonisht gjendet e zbatuar në mikrokontrolluesit e përdorur në një sërë pajisjesh të integruara, nga sistemet e kontrollit te pajisjet shtëpiake dhe pajisjet mjekësore.
Kështu, ai u bë mikrokontrolluesi i parë i projektuar nga Raspberry Pi, megjithëse bërthama IP u projektua plotësisht nga Arm. Kostoja e tij e ulët e lejoi atë të integrohej në Raspberry Pi Pico SBC, me një çmim prej vetëm rreth 4 dollarë, pasi IC kushtonte vetëm 1 dollarë.
Ky çip RP2040 mund të programohet të funksionojë duke përdorur gjuhë të ndryshme programimi. Njëri prej tyre mund të jetë assembler ARM, një tjetër C, C++, PASCAL falas, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada, etj. Për më tepër, aty ku tërheq më shumë vëmendjen, është mjaft i fuqishëm ekzekutoni TensorFlow Lite për aplikacionet e AI.
Duke vazhduar me temën e RP2040, duhet thënë se ky çip është integruar në disa tabela SBC nga prodhues të ndryshëm, si p.sh. Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni, etj. Në Raspberry Pi, ai ofron veçori të rëndësishme me një çmim të ulët. Për shembull, është përdorur për Raspberry Pi Pico dhe Pico W, Arduino Nano RP2040, Pimoroni Tiny RP2040, Adafruit Micro, SparkFun Pro Micro, etj.
RP2040 Specifikimet
Si Specifikimet teknike RP2040, mund të gjejmë sa vijon:
- Çip i prodhuar me një nyje ose proces 40 nm në shkritoren TSMC.
- Paketuar në tip QFN 7x7mm me 56 kontakte dhe për montim në sipërfaqe ose SMD.
- CPU me dy bërthama ARM Cortex-M0+ në 133 Mhz, me mbështetje për overclocking. Çdo bërthamë ka një pjesëtues periferik të numrave të plotë dhe dy interpolatorë.
- Ai implementon një memorie të shpejtë SRAM me kapacitet 264 KB, me 6 banka të pavarura, katër nga 64 KB dhe dy nga 4 KB.
- Nuk ka memorie flash ose EEPROM të brendshëm, prandaj, pas rivendosjes ose mbylljes, ngarkuesi i ngarkimit humbet dhe do të ngarkohet përmes firmuerit të jashtëm.
- Kontrolluesi i autobusit QSPI, që mbështet deri në 16 MB memorie të jashtme flash.
- DMA ose kontrollues i qasjes direkte të memories.
- Shirit tërthor AHB, i lidhur plotësisht.
- LDO (Low-Dropout Regulator) i integruar në çip dhe i programueshëm për të gjeneruar tensionin e bërthamës.
- PLL të dyfishta të integruara në çip për të gjeneruar orët kryesore dhe gjithashtu frekuencën USB.
- 30 GPIO me 4 si përdorim opsional i hyrjeve analoge.
- Mbështetje periferike me kontrollues: 2x UART, 2x SPI, 2x I2C, 16x PWM, USB 1.1, PHY dhe 8 PIO ose kunja dalëse të programueshme për gjendjet e makinës.
Përdorimet ose aplikacionet
Çipi RP2040 është bërë gurthemeli i projekteve dhe produkteve të shumta për shkak të shkathtësisë dhe aftësive të tij të jashtëzakonshme. Ka gjetur aplikacione në një sërë pajisjesh dhe sistemesh të integruara, duke hapur një sërë mundësish për përdorues të ndryshëm.
Një nga përdorimet e tij të zakonshme është në fushën e zhvillimit të projekte elektronike, duke u vlerësuar veçanërisht nga entuziastët dhe profesionistët për krijimin e pajisjeve me porosi falë kostos së ulët dhe kapacitetit përpunues. Për më tepër, ai ka pasur një ndikim të rëndësishëm në edukimin e shkencave kompjuterike, duke u përdorur në mjediset arsimore për të mësuar konceptet e programimit dhe harduerit, duke u ofruar studentëve një hyrje praktike në shkencën kompjuterike.
Ne fushen e automatizimi dhe kontrolli, RP2040 është integruar në sisteme të tilla si pajisjet inteligjente të shtëpisë dhe projektet e automatizimit industrial, duke ndërvepruar me sensorë dhe aktivizues për të kontrolluar dhe monitoruar mjediset. Ai gjithashtu ka gjetur aplikime në robotikë, duke shërbyer si truri i robotëve dhe automjeteve autonome, me aftësinë e shtuar për të ekzekutuar TensorFlow Lite për zbatimet e mësimit të makinerive.
Shkathtësia e RP2040 theksohet në zhvillimin e prototipizim i shpejtë, duke lehtësuar krijimin e shpejtë të produkteve dhe teknologjive të reja. Dobia e tij shtrihet në Internetin e Gjërave (IoT), ku përdoret në pajisjet e lidhura me rrjetin për të mbledhur të dhëna dhe për të dërguar informacion në cloud, falë madhësisë së tij kompakte dhe efikasitetit të energjisë.
Përveç kësaj, RP2040 është i integruar në projekte bashkëpunuese dhe me burim të hapur, duke nxitur komunitetin e harduer i hapur. Nga aplikacionet argëtuese te projektet e artit ndërveprues, RP2040 është bërë një zgjedhje popullore në arenën e hobit dhe argëtimit krijues.