Raspberry Pi SBC 是當(dāng)今最受歡迎的開發(fā)板選項(xiàng)之一。Raspberry Pi 有多種口味，從 Raspberry Pi 2、3 和 4 到 Raspberry Pi 零和零 W“制造商”板。現(xiàn)在，Raspberry Pi 基金會(huì)更進(jìn)一步，發(fā)布了自己的處理器：RP2040 MCU。

Raspberry Foundation 于 2021 年 1 月推出的其首款采用強(qiáng)大的國產(chǎn) RP2040 芯片的 MCU 開發(fā)板。該開發(fā)板俗稱 Raspberry Pi Pico，因其 4 美元的最低價(jià)格和可編程 IO 而獲得了廣泛關(guān)注。此外，RP2040 芯片為該板提供了更多功能，使其成為開發(fā)板的完美選擇。

揭開樹莓派 RP2040 的秘密

讓我們進(jìn)一步了解 RP2040 SoC，了解它為何如此受歡迎的開發(fā)板芯片。除了架構(gòu)硬件設(shè)計(jì)之外，一些因素使其在其他芯片中脫穎而出。

以下是其中一些因素：

133 MHz 的高頻時(shí)鐘

RP2040 SoC 是一款 32 位雙核芯片，采用 ARM Cortex M0+，運(yùn)行頻率為 133 MHz。因此，RP2040 芯片比同類主板中的其他選項(xiàng)快得多，例如 Pico，其芯片具有 10-20 MHz 范圍內(nèi)的低頻時(shí)鐘。

這些內(nèi)核還可以支持高達(dá) 400 MHz 的超頻頻率，使其在密集型應(yīng)用程序中速度更快。

支持機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用程序

由于 RP2040 SoC 的兩個(gè)內(nèi)核都以相對較高的速度工作，因此該芯片支持相當(dāng)高的計(jì)算數(shù)據(jù)處理能力。這使其適用于需要大量數(shù)據(jù)處理能力的機(jī)器學(xué)習(xí)用例，這在與 TensorFlow Lite Micro 兼容的基于 RP2040 的開發(fā)板的創(chuàng)建者中并沒有丟失。

其中一些板支持人檢測、手勢檢測和語音識(shí)別等應(yīng)用。但稍后會(huì)詳細(xì)介紹。

更大的 RAM 和閃存

只有當(dāng)內(nèi)存帶寬也增加時(shí)，更高頻率的時(shí)鐘才有用。RP2040 配備 264 KB RAM，比許多主流 MCU 上常見的 32 KB RAM 大得多。

此外，RP2040 芯片具有 2 MB 閃存，通過 QSPI 連接器支持 16 MB 外部閃存。

低功耗

RP2040 SoC 具有低動(dòng)態(tài)功耗以及多種低功耗模式。低額定功率為電池供電應(yīng)用提供了靈活性，因此在移動(dòng)應(yīng)用中非常有用。

雖然 RP2040 的額定功率高于競爭芯片，但其高速內(nèi)核及其產(chǎn)生的性能證明了能耗是合理的。

制造成本低

RP2040 由 Raspberry Pi Foundation 在 40 nm TSMC 硅晶圓上制造，采用 7 × 7 mm QFN-56 SMD 封裝設(shè)計(jì)。系統(tǒng)外圍設(shè)備的緊湊集成縮小了外形尺寸并降低了芯片的制造成本。

基于RP2040的開發(fā)板概述

如前幾節(jié)所述，許多硬件公司已經(jīng)發(fā)布了采用 Raspberry Pi Foundation 的 RP2040 SoC 的 MCU 開發(fā)板。但是，其他開發(fā)板往往是為特定用例設(shè)計(jì)的，并帶有一些附加功能。

Adafruit 的 RP2040 開發(fā)板

Adafruit 設(shè)計(jì)了兩個(gè) RP2040 開發(fā)板，Adafruit Feather 和 Adafruit ItsyBitsy。兩款開發(fā)板都通過 CircuitPython、MicroPython 和 C/C++ 語言提供靈活的軟件支持。

此外，板上庫存的 264 KB RAM 和 4MB SPI 閃存為固件和應(yīng)用程序代碼留下了充足的空間，可以充分利用。

Adafruit Feather RP2040 帶有 21 個(gè) GPIO 引腳，少于 Adafruit ItsyBitsy 的 23 個(gè) GPIO 引腳。Adafruit Feather 的外形尺寸為 50.8 mm x 22.8 mm x 7 mm，而 Adafruit ItsyBitsy 的外形尺寸為 36 mm x 18 mm x 4 mm。

Arduino Nano RP2040 連接板

Arduino 硬件本身具有 Raspberry Pi 的 SoC 的事實(shí)使得開發(fā)板很受歡迎。當(dāng)然，這是因?yàn)?RP2040 硬件的性能和強(qiáng)大的 Arduino 軟件支持使其成為開發(fā)人員和愛好者的理想選擇。

Arduino Nano RP2040 連接板的成本有點(diǎn)高，因?yàn)樗鼛в?Wi-FI 和藍(lán)牙連接。這為具有無線技術(shù)以及各種物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用理念的創(chuàng)新嵌入式開發(fā)項(xiàng)目開辟了許多途徑。

SparkFun 的 RP2040 開發(fā)板

SparkFun 開發(fā)了兩個(gè) RP2040 開發(fā)板，SparkFun Micro Pro - RP2040 和 SparkFun Thing Plus - RP2040。這兩款開發(fā)板都配備了與其他基于 RP2040 的開發(fā)板相同的 264 KB SRAM 和 16 MB 閃存。但是 30 個(gè) GPIO 引腳，包括 ADC 引腳和一個(gè) WS2812 可尋址 LED，在兩塊板之間是通用的，但這些特性使它們在某些競爭中脫穎而出。

SparkFun Micro Pro 支持 C/C++ 和 MicroPython，而 SparkFun Thing Plus 也支持 CircuitPython。尺寸方面，SparkFun Micro Pro 比 SparkFun Thing Plus 小。

RP2040 機(jī)器學(xué)習(xí)開發(fā)板

由于 RP2040 芯片提供高速雙核和高頻時(shí)鐘，各種 RP2040 開發(fā)板一直致力于機(jī)器學(xué)習(xí)用例。例如，Arducam Pico4ML 板和 SparkFun 的 MicroMod RP2040 卡就成為了機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用的最佳選擇。

Arducam Pico4ML 配備板載 LCD 和各種傳感器，適用于人員檢測、手勢檢測和語音識(shí)別。RP2040 芯片與這些傳感器的集成為經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的機(jī)器學(xué)習(xí)應(yīng)用提供了不錯(cuò)的選擇。

SparkFun MicroMod RP2040 M.2 附加卡可與不同的 SparkFun 載板配合使用，例如 SparkFun 的 ML 載板，帶有兩個(gè)麥克風(fēng)和一個(gè) 3 軸加速度計(jì)，用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)收集。因此，SparkFun MicroMod 卡與 ML 載板的集成開辟了大量機(jī)器學(xué)習(xí)用例。

RP2040 SoC的普及

RP2040 的高速、低功耗和低成本使其成為 MCU 開發(fā)板的熱門選擇。除了本文提到的開發(fā)板之外，還有幾家公司正在開發(fā) RP2040 開發(fā)板。

審核編輯：郭婷