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2021 / 01 / 21

認識Raspberry Silicon:Raspberry Pi Pico現在以4美元的價格出售

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今天,我們推出了首款微控制器級產品:Raspberry Pi Pico。
它的價格僅4美元,以RP2040作為核心,這是在Raspberry Pi上開發的全新芯片。
無論你是要尋找用於嵌入式開發的獨立開發板,還是Raspberry Pi電腦的配套產品,
或者你正在使用微控制器邁出第一步,這都是適合你的開發板。



微型電腦和微控制器
我們最喜歡專案,從黃瓜分揀機高空氣球,都將Raspberry Pi連接到物理世界:
Raspberry Pi上運行的軟體讀取傳感器、執行計算、網路通訊並驅動執行器。
這種橋接軟體和硬體世界的能力為Raspberry Pi電腦的持久流行做出了貢獻,
迄今為止已售出3700萬台。

但仍有些限制:即使在最低功率模式下,Raspberry Pi Zero也會消耗100毫瓦的電量;
Raspberry Pi本身不支持模擬輸入。
儘管可以在Raspberry Pi上運行“裸機”軟體,
但是在像Linux這樣的通用操作系統下運行的軟體,卻不太適合單個I / O引腳的低延遲控制。

許多業餘愛好者和工業應用程式都將Raspberry Pi與微控制器配對。
Raspberry Pi負責繁重的計算、網絡訪問和存儲,而微控制器處理模擬輸入和低延遲I / O,
有時還提供低功耗的待機模式。

到目前為止,我們還無法找到方法,來製作屬於自己的,
引人注目的微控制器級產品。要製造我們真正想要製造的產品,
首先我們必須學習製造自己的芯片。


Raspberry Si
如今,似乎每個水果公司都在製造自己的矽晶片,我們也不例外。
以產品中使用其他微控制器(從Sense HATRaspberry Pi 400)的經驗基礎上,建構RP2040。
這是我們內部芯片團隊經過多年努力的結果。


RP2040 on a Raspberry Pi Pico
 

Raspberry Pi Pico上的RP2040

RP2040三個主要設計目標:
1. 高性能:尤其是整數工作負載
2. 靈活的I / O:可與幾乎所有外部設備進行通訊
3. 低成本:解決入手障礙。

將這些目標塞進7×7 mm QFN-56封裝,僅兩個平方毫米的40 nm矽,
最後,我們獲得一個功能非常強大的小芯片,RP2040具有:

●雙核Arm Cortex-M0 + @ 133MHz
●264KB RAM(還記得KB?)
●透過專用QSPI總線支持多達16MB的外接記憶體
●DMA控制器
●Interpolator and integer divider peripherals
●30個GPIO引腳,其中4個可用作模擬輸入
●2個UART、2個SPI控制器和2個I2C控制器
●16 × PWM channels
●1個USB 1.1控制器和PHY,支援主機和設備
●8個Raspberry Pi可編程I / O(PIO)狀態機
●具有UF2支援的USB大容量存儲啟動模式,用於拖放式編程
 
這不僅是一個功能強大的芯片:它還旨在幫助你充分利用這些強大功能。
憑藉六個獨立的RAM組以及位於其總線結構核心的完全連接的交換機,
你可以輕鬆地安排內核和DMA引擎並行運行而無爭用。

對於進階玩家,我們提供了完整的C SDK,
以GCC為核心的工具鍊,和Visual Studio Code集成。
由於Cortex-M0 +缺少浮點單位,
因此我們委託了著名的Qfplib庫的作者Mark Owen優化了浮點函數。
它們比同等的GCC庫要快得多,並且已獲得許可,可在任何基於RP2040的產品上使用。

RP2040具有兩個快速內核和大量的RAM,是機器學習應用程式的絕佳平台。
你可以在此處找到Pete Warden的Google TensorFlow Lite框架的端口。
在接下來的幾個月中尋找更多的機器學習內容。

對於初學者和其他喜歡高級語法的用戶,
我們已經與MicroPython的創建者Damien George合作,
為RP2040構建了一個精美的端口。
它展示了芯片的所有硬體功能,包括我們創新的PIO子系統。
我們的朋友Aivar Annamaa向熱門的Thonny IDE,添加RP2040 MicroPython支援。

Raspberry Pi Pico
Raspberry Pi Pico是我們為RP2040設計的低成本擴充板。
它將RP2040與2MB閃存和1.8-5.5V輸入電壓的電源芯片配對。
這使你可以透過多種電源為Pico供電,包括兩個或三個串聯的AA電池或單個鋰離子電池。


 

Pico提供了一個按鈕和一個LED, 該按鈕可在引導時進入USB大容量存儲模式(也可作為常規輸入)。
它將RP2040上30個GPIO引腳中的26個(包括四個模擬輸入中的三個),
暴露於0.1英寸間距的焊盤上。
你可以將接頭連接器焊接到這些焊盤上,
或者利用它們的齒形邊緣將Pico直接焊接到載板上。
大量客戶將能夠購買預裝的Pico裝置:
實際上,我們已經以這種格式向我們的認可經銷商提供Pico。

Pico PCB佈局是與RP2040芯片和封裝共同設計的,
我們對它的結果感到非常滿意:兩層PCB帶有牢固的接地層和GPIO分支,“正常工作”。




A reel of Raspberry Pi Pico boards
 
一卷Raspberry Pi Pico板 
無論你是第一個微控制器還是第五十個Raspberry Pi Pico,
我們都迫不及待想看看你如何使用它。

Raspberry Pi Pico文檔
我們對RP2040的抱負不僅是生產最好的芯片,而且是用最好的文檔支持該芯片。
一年前加入我們的Alasdair Allan監督了整個工程團隊的巨大努力,
以簡單、易於理解的範例記錄設計各個方面,幫助你充分利用Raspberry Pi Pico。
你可以在此處找到Raspberry Pi Pico以及RP2040的SDK和工具鏈的完整文檔。


Get Started with Raspberry Pi Pico book
 
Raspberry Pi Pico書籍入門
為了幫助你充分利用Pico,
何不去閱讀Gareth Halfacree和我們自己的Ben Everard的
Get Started with MicroPython on Raspberry Pi Pico
對於初次接觸微控制器的初學者來說,它是理想的選擇。
Raspberry Pi Foundation的同事還製作了一個教育專題,
可幫助你開始使用Raspberry Pi Pico。你可以在這裡找到它。
 
夥伴
在過去的幾個月中,我們一直與Adafruit、Arduino、Pimoroni和Sparkfun的朋友合作,
為Raspberry Pi Pico以及在RP2040矽平台上構建的各種其他板創建附件。
這些是可以購買或預訂的一些產品。

Adafruit Feather RP 2040
RP2040透過功能齊全的Feather RP 2040板加入了Feather生態系統中的數百個板。
2“×0.9”開發板具有USB C,Lipoly電池充電,4MB QSPI閃存,
STEMMA QT I2C連接器和可選的SWD調試端口。
大量的GPIO可與任何FeatherWing配合使用,以及數百個可即插即用的Qwiic / QT / Grove傳感器,這是快速入門。



 

Adafruit ItsyBitsy RP 2040
RP2040需要一塊小的開發板嗎?Itsy bitsy RP 2040肯定很小,
但它仍然有大量的GPIO,QSPI閃存,引導和復位按鈕為4MB,
內置RGB NeoPixel,甚至5V輸出邏輯引腳,因此非常適合NeoPixel項目!



 
Arduino Nano RP2040 Connect
Arduino以其最受歡迎的格式之一加入了RP2040系列:Arduino Nano。

結合了高品質的MEMS傳感器,
RP2040的電力(9軸IMU和麥克風),
具有高效的功率部分、強大的WiFi /藍牙模塊、和ECC608加密芯片,
使任何人都可以使用此新微控制器創建安全的IoT應用程式。
Arduino Nano RP2040 Connect將在接下來的幾週內開放預訂。


 
Pimoroni PicoSystem
PicoSystem是基於RP2040的小巧而令人愉悅的手持遊戲製作體驗。
它帶有一個簡單,快速的軟體庫,以及一些能實現迷你遊戲夢想的範例。
或者只是將其插入USB,然後將Raspberry Pi-verse中最好的產品直接放入閃存驅動器。



 
Pimoroni Pico Explorer Base
Pico Explorer為希望以更少的“硬”件來學習硬體的教育者,
工程師和軟件人員提供了嵌入式電子環境。以一堆有用的bits突破,提供輕鬆的擴展。




SparkFun Thing Plus – RP2040
SparkFun Thing Plus – RP2040是一個低成本、
高性能與特色樹莓派的RP2040微控制器靈活的數字接口板。
該板具有Feather兼容的Thing Plus外形尺寸和18個GPIO引腳,
提供SD卡插槽、16MB(128Mbit)閃存、
JST單電池連接器(帶有充電電路和電量計傳感器)、
可尋址的WS2812 RGB LED、JTAG、PTH引腳、
安裝孔和Qwiic連接器,用於添加來自SparkFun快速連接I2C生態系統的設備。

 
SparkFun MicroMod RP2040 Processor
MicroMod RP2040處理器板是SparkFun的MicroMod模塊化接口系統的一部分。
MicroMod M.2連接器使你可以輕鬆地將RP2040處理器板與MicroMod載板連接,
從而專案提供所需的輸入和輸出。

 
SparkFun Pro Micro – RP2040
在Pro Micro RP2040駕馭RP2040的上,
是所有SparkFun的Pro微型板的標誌的USB功能的緊湊型開發板的能力。
它具有WS2812B可尋址LED、啟動按鈕、重置按鈕、Qwiic連接器、USB-C和帶齒型墊。
 

Credits
可以說,我們在創建Raspberry Pi Pico方面已經走了很長的路。
芯片開發是一項複雜的業務,需要許多不同人才的支持。
以下是為RP2040和Raspberry Pi Pico項目做出貢獻的人員的不完整列表:
Dave Akerman, Sam Alder, Alasdair Allan, Aivar Annamaa,
Jonathan Bell, Mike Buffham, Dom Cobley, Steve Cook,
Phil Daniell, Russell Davis, Phil Elwell, Ben Everard,
Andras Ferencz, Nick Francis, Liam Fraser, Damien George,
Richard Gordon, F Trevor Gowen, Gareth Halfacree,
David Henly, Kevin Hill, Nick Hollinghurst, Gordon Hollingworth,
James Hughes, Tammy Julyan, Jason Julyan, Phil King,
Stijn Kuipers, Lestin Liu, Simon Long, Roy Longbottom,
Ian Macaulay, Terry Mackown, Simon Martin, Jon Matthews,
Nellie McKesson, Rod Oldfield, Mark Owen, Mike Parker,
David Plowman, Dominic Plunkett, Graham Sanderson,
Andrew Scheller, Serge Schneider, Nathan Seidle,
Vinaya Puthur Sekar, Mark Sherlock, Martin Sperl,
Mike Stimson, Ha Thach, Roger Thornton, Jonathan Welch,
Simon West, Jack Willis, Luke Wren, David Wright.

我們還要感謝Sony Pencoed和Sony Inazawa,Microtest和IMEC,
為使這些項目實現而提供幫助。
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