自研晶片 RP2040!樹莓派發表微控制器開發板 RaspBerry Pi Pico,定價 4 美元

作者 | 發布日期 2021 年 01 月 26 日 8:45 | 分類 IC 設計 , PCB , 晶片 Telegram share ! follow us in feedly


更小、更強的樹莓派來了!21 日樹莓派基金會(Raspberry Pi Foundation)官網部落格發表最新微控制器開發板:RaspBerry Pi Pico。

與其他樹莓派相比,RaspBerry Pi Pico 體積更小,但功能更強大,足以用於機器學習專案。部落格解釋:

樹莓派 Pi 可應付重量級的運算、網路存取和儲存,微控制器樹莓派 Pi Pico 可處理模擬輸入和低延遲 I/O,有時還提供非常低功耗的待機模式。

更重要的是,RaspBerry Pi Pico 採用首款自研晶片 RP2040。

RP2040,採用 Arm Cortex M0+ 處理器架構,運行頻率為 133MHz,擁有 264K SRAM,2MB 板載儲存空間,很大程度解決模擬輸入、低延遲、低功耗的問題。

微型電腦:樹莓派

「樹莓派」即 Raspberry Pi,也就是電腦發燒友常說的 RPI 或 duRasPi,是基於 Linux 系統的微型電腦,一般外形只有信用卡大小。

不過,雖然外表看起來「嬌小」,功能卻很強大。

(Source:影片截圖)

具備所有 PC 的基本功能,只需接通電視機和鍵盤,就能執行如電子表格、文字處理、玩遊戲、播放高畫質影像等諸多功能。可謂「麻雀雖小,五臟俱全」。

當然,Raspberry Pi 的使用和創新空間遠不止於此。透過連接開發板的感測器、繼電器及其他類型的電子元件能夠完成軟體與物理世界的互動。基於此功能,geek 開發出不少有趣的專案。

從 2012 年問世以來,Raspberry Pi 迄今售出 3,700 多萬台。

樹莓派基金會認為,目前 Raspberry Pi 還有些局限,有極大的提升空間。如耗電量大,即使在最低功率下,Raspberry Pi Zero 也會消耗 100 毫瓦的電量;Raspberry Pi 不支援模擬輸入;雖然可以運行「裸機」軟體,但在 Linux 通用操作系統下,運行的軟體不易進行單個 I/O 引腳的控制。

透過引入微控制器(Microcontroller)很大程度可解決以上問題,如 Raspberry Pi 負責重量級運算、網路訪問和儲存,而微控制器處理模擬輸入和低延遲 I/O,並提供超低功耗的待機模式。

基於此,樹莓派自研微控制器晶片 PR2040,並推出最新款開發版 Raspberry Pi Pico 。之所以選擇自研晶片,樹莓派首席營運長 James Adams 表示:

我們無法用現有的第三方晶片在微控制器領域提供與眾不同的東西,所以自己打造 PR2040 晶片。

同時他透露,RP2040 晶片由台積電 40 奈米製程製造,從 2016 年底就開始籌劃進行。

首款自研晶片 PR2040

Raspberry Pi Pico 是基於 RP2040 建構的。根據最初的設計原則,PR2040 實現三點目標:一是高性能,特別是整數工作負載;二是更靈活的 I/O,允許與外部任何設備進行通訊;三是低成本。

(Source:Raspberry Pi

關於 RP2040 型號的含義,RP 代表「Raspberry Pi」,「2」是內核數,「0」是指所使用的 MCU 內核(例如 Cortex-M0 +)。最後兩位數字是「4」 和「0」使用 floor(log2(x / 16k))公式運算一個數字,表示 SRAM 和晶片內部的非易失性儲存容量。

RP2040 晶片是 7×7mm QFN-56 封裝的,具體規格如下:

  • 核心:最高 133MHz 的雙 Cortex M0+ 核心(默認為 48MHz)
  • 內存:6 組 264kB 嵌入式 SRAM

周邊設備:

30 個多功能 GPIO

6 個專用於 SPI Flash 的 IO(支援 XIP)

常用外設專用硬體

可編程 IO,可擴展外圍設備支援

帶內部溫度感測器的 4 通道 ADC,0.5 MSa / s,12 位轉換

USB 1.1 主機 / 設備

調試:SWD 調試接口

封裝:QFN56 7x7mm

Raspberry Pi Pico

Raspberry Pi Pico 開發板上,RP2040 與 2MB 記憶體、1.8~5.5V 輸入電壓的電源晶片配對,可從多種電源(包括兩個或三個串聯的 AA 電池或單個鋰離子電池)為 Pico 供電。

另外,和其他微控制器一樣,Raspberry Pi Pico 設備側面提供幾十個輸入和輸出引腳。

這些引腳充當其他組件的連接埠。如透過輸入輸出引腳讓微控制器與 LED 燈互動,從各種感測器取得數據,在顯示螢幕顯示一些文本資訊等。

(Source:影片截圖)

Raspberry Pi Pico 具體規格如下:

  • MCU:Raspberry Pi RP2040 雙核 Cortex-M0+ 微控制器 48MHz(可超頻至 133MHz),帶 264KB SRAM
  • 儲存:2MB QSPI 記憶體
  • USB:一個 Micro USB 1.1 通訊埠,用於電源和編程

其他擴展

26 個多功能 GPIO 引腳,3 個最高 500Kbps 的 12 位 ADC

2 個 SPI,2 個 I2C,2 個 UART,3 個 12 位 ADC,16 個可控 PWM 通道

供電方式:USB-5V\VSYS-1.8V-5.5V

輸出電壓:5V / 3.3V

GPIO電平:3.3V

尺寸:51×21mm

另外,Raspberry Pi Pico 支援 C、C++ 及 MicroPython 語言,後者是受 Python 啟發的微控制器語言,同時,樹莓派基金會還為 MicroPython 語言提供詳細使用文件

(Source:Raspberry Pi

最後,樹莓派基金會基於首款自研晶片開始逐步構建開發板生態,目前他正在與 Arduino、Adafruit 和 Pimoroni 等公司合作意在將 RP2040 晶片整合到其他電路板和設備。

包括 Pimoroni 的 PicoSystem 遊戲機,Adafruit 的 Feather RP 2040 開發板,以及 Arduino 的 Nano RP2040 Connect 設備等。

定價 4 美元,現已開售

關於樹莓派這次推出 Raspberry Pi Pico 開發板,有些網友表示並沒有太驚喜。一是與 ESP32 相比還是有些差距,二是完全不支援 Wi-Fi 和藍牙。除了 MicroPython,沒有太多亮點。

Raspberry Pi Pico 記憶體還比不上之前推出的 Pi Zero,CPU 也要慢 10~20 倍。不過 Pico 可快速進入和退出休眠模式,耗電方面有優勢,且價格僅 4 美元,比前者便宜 1 美元。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:影片截圖)