Raspberry Pi 3 Model B
Raspberry Pi 3 Model B
Ngày ra mắt29 tháng 2 năm 2016; 8 năm trước (2016-02-29)
Giá giới thiệu35USD
Hệ điều hànhRaspbian
CentOS
Fedora
Ubuntu MATE
Kali Linux
Ubuntu Core
Windows 10 IoT Core[1]
RISC OS
Slackware
Debian
Arch Linux ARM
Android Things
SUSE
FreeBSD
NetBSD
SoC đã sử dụngBroadcom BCM2837
CPU1.2 GHz 64/32-bit quad-core ARM Cortex-A53
Bộ nhớ1 GB LPDDR2 RAM at 900 MHz[2]
Lưu trữKhe MicroSDHC
Đồ họaBroadcom VideoCore IV at higher clock frequencies (300 MHz & 400 MHz) than previous that run at 250 MHz
Năng lượng1.5 W (trung bình khi để tĩnh) tới 6.7 W (tối đa khi tải nặng)[3]
Trang webraspberrypi.org

Raspberry Pi là các máy tính bo mạch đơn (hay còn gọi là máy tính nhúng) kích thước chỉ bẳng một thẻ tín dụng, được phát triển tại Anh bởi Raspberry Pi Foundation với mục đích ban đầu là thúc đẩy việc giảng dạy về khoa học máy tính cơ bản trong các trường học và các nước đang phát triển.[4][5][6]

Raspberry Pi gốc và Raspberry Pi gốc 2 được sản xuất theo nhiều cấu hình khác nhau thông qua các thỏa thuận cấp phép sản xuất với Newark element14 (Premier Farnell), RS Components và Egoman. Các công ty này bán Raspberry Pi trực tuyến. Egoman sản xuất một phiên bản phân phối duy nhất tại Đài Loan, có thể được phân biệt với các bản Pi khác bởi màu đỏ của chúng và thiếu dấu FCC/CE. Phần cứng là như nhau đối với tất cả các nhà sản xuất.

Raspberry Pi ban đầu được dựa trên hệ thống trên một vi mạch (SoC) BCM2835 của Broadcom, bao gồm một vi xử lý ARM1176JZF-S 700 MHz, VideoCore IV GPU, và ban đầu được xuất xưởng với 256 MB RAM, sau đó được nâng cấp (model B và B +) lên đến 512 MB. Board này cũng có socket Secure Digital (SD) (model A và B) hoặc MicroSD (model A + và B +) dùng làm thiết bị khởi động và bộ lưu trữ liên tục.

Trong năm 2014, Raspberry Pi Foundation đã phát hành Mô-đun Compute, đóng gói một BCM2835 với 512 MB RAM và một flash chip eMMC vào một module để sử dụng như một phần của hệ thống nhúng.

Tổ chức này cung cấp Debian và Arch Linux ARM để người dùng tải về. Các công cụ có sẵn cho Python như là ngôn ngữ lập trình chính, hỗ trợ cho BBC BASIC (thông qua RISC OS image hoặc Brandy Basic clone cho Linux), C, C++, Java, Perl và Ruby.

Tính đến ngày 08/06/2015, khoảng 5-6.000.000 mạch Raspberry Pi đã được bán.[7][8] Khi đã trở thành máy tính cá nhân bán chạy nhanh nhất của Anh, Raspberry Pi là thiết bị được giao nhiều thứ hai sau Amstrad PCW, "Personal Computer Word-processor", bán được 8 triệu chiếc.[cần dẫn nguồn]

Vào đầu tháng 2 năm 2015, thế hệ tiếp theo của Raspberry Pi, Raspberry Pi 2, đã được phát hành. Board máy tính mới này đầu tiên chỉ có một cấu hình (model B) và trang bị SoC Broadcom BCM2836, với một nhân ARM Cortex-A7 CPU 4 lõi và một VideoCore IV dual-core GPU; 1 GB bộ nhớ RAM với thông số kỹ thuật còn lại tương tự như của các thế hệ model B+ trước đó. Raspberry Pi 2 vẫn giữ nguyên giá $35 so với model B, với model A+ giá $20 vẫn còn được bán.[cần dẫn nguồn]

Hầu hết các mạch Pi được sản xuất tại một nhà máy Sony tại Pencoed, Wales[9]; một số được sản xuất tại Trung Quốc hoặc Nhật Bản.[10]

Phần cứng

Nguyên hộp máy tính Raspberry Pi
Raspberry Pi đang được sử dụng

Phần cứng Raspberry Pi qua nhiều phiên bản được trang bị cấu hình khác nhau, về dung lượng bộ nhớ, vi xử lí, thiết bị ngoại vi,...

Sơ đồ khối trên mô tả cấu tạo của các model A, B, A+, B+. Model A và A+ không có cổng Ethernet và USB. Bộ chuyển đổi Ethernet phải kết nối qua một cổng USB. Trong model A và A+, cổng USB kết nối trực tiếp đến SoC. Trên model B+, chip này có chứa một hub USB với 5 đầu ra, trong đó có 4 cổng, model B chỉ cung cấp 2 cổng.

Bộ vi xử lý

SoC được sử dụng trong Raspberry Pi thế hệ đầu tiên khá giống với chip được sử dụng trong những chiếc điện thoại thông minh đời cũ (như iPhone 3G / 3GS). Raspberry Pi dựa trên SoC BCM2835 của Broadcom, trong đó gồm một bộ xử lý ARM1176JZF-S 700 MHz, GPU VideoCore IV và RAM. Nó có bộ nhớ cache cấp 1 16 KB và bộ nhớ cache cấp 2 128 KB. Cache cấp 2 này được sử dụng chủ yếu bởi GPU. SoC được xếp chồng lên nhau dưới chip RAM, vì vậy ta chỉ thấy được cạnh của nó.

Hiệu suất của các model thế hệ đầu tiên

Khi hoạt động theo xung nhịp mặc định 700 MHz, thế hệ đầu tiên của Raspberry Pi có hiệu suất thực tế tương đương 0,041 GFLOPS. CPU đem lại hiệu suất tương đương một chiếc Pentium II 300 MHz của những năm 1997-1999. GPU cung cấp khả năng xử lý đồ họa 1 GPixel/s hoặc 1,5 Gtexel/s hoặc 24 GFLOPS của hiệu suất máy tính cho tác vụ chung. Khả năng đồ họa của Raspberry Pi tương đương với Xbox của năm 2001.

Kết quả benchmark tính toán đơn nút LINPACK trong hiệu suất chính xác đơn trung bình là 0.065 GFLOPS và Raspberry Pi Model-B có hiệu suất chính xác kép là 0,041 GFLOPS. Một nhóm 64 máy tính Raspberry Pi Model-B, có nhãn "Iridis-pi", đạt được kết quả LINPACK HPLlà 1,14 GFLOPS (n = 10.240) tại công suất 216 watt với c. US $ 4,000.

Raspberry Pi 2 dựa trên Broadcom BCM2836 SoC, gồm CPU Cortex-A7 lõi tứ chạy ở 900 MHz và 1 GB RAM. Nó được giới thiệu là mạnh gấp 4-6 lần so với bản tiền nhiệm. Hai phiên bản có GPU giống hệt nhau.

Ép xung

Thế hệ chip đầu tiên của Raspberry Pi mặc định hoạt động ở 700 MHz và không quá nóng để cần một miếng tản nhiệt hoặc biện pháp làm mát đặc biệt nào khác, trừ khi con chip này được ép xung. Thế hệ thứ hai chạy ở 900 MHz theo mặc định, và cũng không đủ nóng để cần một miếng tản nhiệt hoặc biện pháp làm mát đặc biệt. Ép xung có thể làm SoC này nóng lên nhiều hơn mức bình thường.

Hầu hết các chip Raspberry Pi có thể được ép xung tới 800 MHz và một số thậm chí còn cao hơn đến 1000 MHz. Thế hệ thứ hai được người dùng cho rằng có thể ép xung tương tự như vậy, thậm chí đến 1500 MHz (loại bỏ tất cả các tính năng an toàn và vượt quá giới hạn điện áp). Trong Raspbian Linux distro, các tùy chọn ép xung khi khởi động có thể được thực hiện bởi lệnh "sudo raspi-config" mà không vô hiệu hóa chế độ bảo hành. Có những trường hợp Pi tự động tắt ép xung khi chip đạt đến 85 °C (185 °F), nhưng nó có thể bỏ qua tự động quá điện áp và các thiết lập ép xung (làm vô hiệu chế độ bảo hành). Trong trường hợp đó, người ta có thể thử đặt một tản nhiệt có kích thước thích hợp vào nó để giữ cho các chip không bị nóng lên đến quá 85 °C.

Phiên bản firmware mới hơn có chứa tùy chọn để lựa chọn giữa năm chế độ overclock ("turbo") để khi bật lên sẽ thử để có được hiệu suất tối đa của SoC mà không làm giảm tuổi thọ của Raspberry Pi. Điều này được thực hiện bằng cách theo dõi nhiệt độ bên trong lõi của chip, và tải CPU, và điều chỉnh động tốc độ đồng hồ và điện áp lõi. Khi nhu cầu trên CPU thấp, hoặc nó đang chạy quá nóng, hiệu suất sẽ được can thiệp, nhưng nếu CPU có nhiều việc phải làm, và nhiệt độ của chip là chấp nhận được, hiệu suất sẽ được tạm thời gia tăng, với tốc độ xung nhịp lên đến 1 GHz, tùy thuộc vào từng loại board, và trên đó các thiết lập Turbo được sử dụng. Năm thiết lập này là:

Trong chế độ cao nhất (turbo) xung SDRAM ban đầu 500 MHz, nhưng sau đó đã được thay đổi đến 600 MHz vì 500 MHz đôi khi gây hư thẻ nhớ SD. Đồng thời trong chế độ cao tốc độ xung lõi đã được hạ xuống 450-250 MHz, và ở chế độ trung bình 333-250 MHz.

RAM

Trên các bảng mạch model B beta cũ hơn, 128 MB đã được phân bổ theo mặc định cho GPU, để lại 128 MB cho CPU.[13] Trên model B bản phát hành đầu tiên (và mô hình A) với 256 MB, có thể chia ba kiểu khác nhau. Sự phân chia mặc định là 192 MB (RAM cho CPU), đủ để giải mã video 1080p độc lập hoặc cho 3D đơn giản, nhưng có lẽ không phải cho cả hai cùng nhau. 224 MB chỉ dành cho Linux, chỉ với bộ đệm khung hình 1080p và có khả năng thất bại đối với bất kỳ video hoặc 3D nào. 128 MB dành cho 3D nặng, cũng có thể là giải mã video (ví dụ: XBMC).[14] Nokia 701, để so sánh, sử dụng 128 MB cho Broadcom VideoCore IV.[15] Đối với model B mới có RAM 512 MB lúc đầu, có các tệp phân chia bộ nhớ tiêu chuẩn mới được phát hành (arm256_start.elf, arm384_start.elf, arm496_start.elf) cho RAM CPU 256 MB, 384 MB và 496 MB (và 256 MB, 128 MB và RAM video 16 MB). Nhưng một tuần sau, RPF đã phát hành một phiên bản start.elf mới có thể đọc một mục mới trong config.txt (gpu_mem = xx) và có thể tự động gán một lượng RAM (từ 16 đến 256 MB trong 8 bước) đối với GPU, do đó phương pháp phân tách bộ nhớ cũ trở nên lỗi thời và một start.elf duy nhất hoạt động tương tự với Raspberry Pi 256 và 512 MB.[16]

Mạng

Mặc dù model A và A+ không có một cổng 8P8C ("RJ45") Ethernet, chúng có thể được kết nối với một mạng sử dụng một bộ adapter USB Ethernet hoặc Wi-Fi ngoại vi do người dùng cung cấp. Trên model B và B+ cổng Ethernet được cung cấp bởi một adapter USB Ethernet có sẵn.

Thiết bị ngoại vi

Raspberry Pi có thể hoạt động với bất kỳ bàn phím máy tính và chuột thông qua kết nối với các cổng USB.[17]

Video

Bộ điều khiển video có khả năng phân giải chuẩn truyền hình hiện đại, chẳng hạn như HD và Full HD, và các độ phân giải màn hình và cao hơn hoặc thấp hơn và độ phân giải TV CRT chuẩn cũ hơn. Khi vận chuyển (tức là không có tùy chỉnh ép xung) nó có các khả năng như sau: 640 × 350 EGA; 640 × 480 VGA; 800 × 600 SVGA; 1024 × 768 XGA; 1280 × 720 720p HDTV; 1280 × 768 WXGA biến; 1280 × 800 WXGA biến; 1280 × 1024 SXGA; 1366 × 768 WXGA biến; 1400 × 1050 SXGA +; 1600 × 1200 UXGA; 1680 × 1050 WXGA +; 1920 × 1080 1080p HDTV; 1920 × 1200 WUXGA.[18] Nó có thể tạo ra các tín hiệu video composite 576i và 480i cho PAL-BGHID, PAL-M, PAL-N, NTSC và NTSC-J.[19]

Đồng hồ thời gian thực

Raspberry Pi không được trang bị đồng hồ thời gian thực, có nghĩa là nó không thể theo dõi thời gian trong ngày, khi nó không hoạt động.[20]

Thay vào đó, một chương trình chạy trên Pi có thể lấy thời gian từ một máy chủ thời gian mạnghoặc do người dùng nhập vào lúc khởi động.[20]

Một đồng hồ thời gian thực (như DS1307) với pin dự phòng có thể được thêm vào (thường thông qua giao tiếp I²C).

Thông số kỹ thuật

Các cổng kết nối

Cổng GPIO

RPi A+, B+ và 2B GPIO J8 có 40-chân pinout.[21] Model A và B chỉ có 26 chân.

GPIO# Chức năng thứ 2 pin# pin# Chức năng thứ 2 GPIO#
N/A +3V3 1 2 +5V N/A
GPIO2 SDA1 (I2C) 3 4 +5V N/A
GPIO3 SCL1 (I2C) 5 6 GND N/A
GPIO4 GCLK 7 8 TXD0 (UART) GPIO14
N/A GND 9 10 RXD0 (UART) GPIO15
GPIO17 GEN0 11 12 GEN1 GPIO18
GPIO27 GEN2 13 14 GND N/A
GPIO22 GEN3 15 16 GEN4 GPIO23
N/A +3V3 17 18 GEN5 GPIO24
GPIO10 MOSI (SPI) 19 20 GND N/A
GPIO9 MISO (SPI) 21 22 GEN6 GPIO25
GPIO11 SCLK (SPI) 23 24 CE0_N (SPI) GPIO8
N/A GND 25 26 CE1_N (SPI) GPIO7
(Models A and B stop here)
EEPROM ID_SD 27 28 ID_SC EEPROM
GPIO5 N/A 29 30 GND N/A
GPIO6 N/A 31 32 - GPIO12
GPIO13 N/A 33 34 GND N/A
GPIO19 N/A 35 36 N/A GPIO16
GPIO26 N/A 37 38 Digital IN GPIO20
N/A GND 39 40 Digital OUT GPIO21

Model B rev 2 cũng có một pad (gọi là P5 trên board mạch và P6 trên sơ đồ) của 8 chân cung cấp truy cập đến một kết nối 4 GPIO bổ sung.[22]

Chức năng chức năng thứ 2 chân# chân# Chức năng thứ 2 Chức năng
N/A +5V 1 2 +3V3 N/A
GPIO28 GPIO_GEN7 3 4 GPIO_GEN8 GPIO29
GPIO30 GPIO_GEN9 5 6 GPIO_GEN10 GPIO31
N/A GND 7 8 GND N/A

Model A và B quy định GPIO truy cập vào LED trạng thái ACT sử dụng GPIO 16. Model A+ và B+ và quy định GPIO truy cập vào các LED trạng thái ACT sử dụng GPIO 47, và LED trạng thái nguồn sử dụng GPIO 35.

Phụ kiện

Phần mềm

Các hệ điều hành

Raspberry Pi chủ yếu sử dụng các hệ điều hành dựa trên nhân Linux.[31]

Chip ARM11 tại trung tâm của Pi (mô hình thế hệ đầu tiên) được dựa trên phiên bản 6 của ARM. Các phiên bản hiện tại của một số phân nhánh phổ biến của Linux, bao gồm Ubuntu,[32] sẽ không chạy trên ARM11. Không thể chạy Windows trên Raspberry Pi gốc, mặc dù Raspberry Pi 2 mới có thể chạy trên hệ điều hành Windows 10 IoT Core.[33] Raspberry Pi 2 hiện tại chỉ hỗ trợ Ubuntu Snappy Core, Raspbian, OpenELEC và RISC OS.

Trình quản lý cài đặt cho Raspberry Pi là NOOBS. Các hệ điều hành đi kèm với NOOOBS là:

Các hệ điều hành khác
Các hệ điều hành dự kiến

Driver APIs

Phần mềm ứng dụng của bên thứ ba

Xem thêm

Tham khảo

  1. ^ “Windows 10 for IoT”. Raspberry Pi Foundation. ngày 30 tháng 4 năm 2015.
  2. ^ “Raspberry Pi 3 is out now! Specs, Benchmarks & More”. The MagPi Magazine. ngày 1 tháng 4 năm 2016.
  3. ^ “Raspberry Pi FAQs - Frequently Asked Questions”. Raspberry Pi (bằng tiếng Anh). Truy cập ngày 8 tháng 4 năm 2017.
  4. ^ Price, Peter (ngày 3 tháng 6 năm 2011).
  5. ^ Bush, Steve (ngày 25 tháng 5 năm 2011).
  6. ^ "about the Licensed manufacturing deal".
  7. ^ "Five million sold!" Lưu trữ 2015-07-06 tại Wayback Machine. raspberrypi.org.
  8. ^ "Turbocharged Raspberry Pi 2 unleashed: Global geekgasm likely".
  9. ^ “About Us”.
  10. ^ Liam Tung (27 Tháng 7, 2017). “Raspberry Pi: 14 million sold, 10 million made in the UK”. www.zdnet.com.
  11. ^ "Introducing turbo mode: up to 50% more performance for free" Lưu trữ 2013-05-15 tại Wayback Machine.
  12. ^ "asb/raspi-config on Github". asb.
  13. ^ "I have a raspberry pi beta board ama".
  14. ^ “Raspberry Pi boot configuration text file”. Bản gốc lưu trữ ngày 16 tháng 3 năm 2012. Truy cập ngày 28 tháng 10 năm 2015.
  15. ^ "Nokia 701 has a similar Broadcom GPU" Lưu trữ 2012-02-05 tại Wayback Machine.
  16. ^ "introducing new firmware for the 512 MB Pi" Lưu trữ 2014-03-25 tại Wayback Machine.
  17. ^ "Verified USB Peripherals and SDHC Cards;".
  18. ^ "Raspberry Pi, supported video resolutions". eLinux.org. ngày 30 tháng 11 năm 2012.
  19. ^ Ozolins, Jason. “Pictures of screen displaying example of RPi composite output?”. Lưu trữ bản gốc ngày 22 tháng 6 năm 2012.
  20. ^ a b “Adding a Real Time Clock to your Raspberry Pi”.
  21. ^ http://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/schematics/Raspberry-Pi-B-Plus-V1.2-Schematics.pdf
  22. ^ http://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/schematics/Raspberry-Pi-Rev-2.1-Model-AB-Schematics.pdf
  23. ^ "Elinux Wiki: Description of Raspberry Pi Camera Board".
  24. ^ "Gertboard is here!" Lưu trữ 2012-09-11 tại Wayback Machine
  25. ^ "Pi NoIR".
  26. ^ "hats/eeprom-circuit.png at master · raspberrypi/hats · GitHub".
  27. ^ "hats/eeprom-format.md at master · raspberrypi/hats · GitHub".
  28. ^ "raspberrypi/hats · GitHub".
  29. ^ github.com
  30. ^ github.com
  31. ^ “OS for Raspberry PI”.
  32. ^ “WilyWerewolf/ReleaseNotes”. Truy cập 30 tháng 10 năm 2015.
  33. ^ Dallas, Kevin (ngày 2 tháng 2 năm 2015).
  34. ^ Bellavance, Nicolas (ngày 17 tháng 4 năm 2012).
  35. ^ a b "PuppyLinux: Puppi". puppylinux.org.
  36. ^ "raspbmc a light Linux distro designed for media application on the Raspberry Pi".
  37. ^ "openelec for XBMC" Lưu trữ 2012-04-17 tại Wayback Machine.
  38. ^ Holwerda, Thom (ngày 31 tháng 10 năm 2011).
  39. ^ "Raspbian – Debian optimized for the Raspberry Pi hardware".
  40. ^ "Welcome to Raspbian".
  41. ^ Vallance, Chris (ngày 10 tháng 1 năm 2012).
  42. ^ "Introducing the Pi Store" Lưu trữ 2015-04-19 tại Wayback Machine.
  43. ^ Yau, Lawrence.
  44. ^ "Raspbian wheezy".
  45. ^ Eben Upton (ngày 24 tháng 5 năm 2013).
  46. ^ a b "Inspired by CrunchBang Linux, and based on Raspbian.
  47. ^ "A fork of Raspbian for robotics projects with LEGO, Grove, and Arduino."
  48. ^ "XBian fast and powerful operating system based on the latest technologies while offering highly productive desktop environment. [liên kết hỏng]
  49. ^ "XBian is a small, fast and lightweight media center distribution for the Raspberry Pi". xbian.org.
  50. ^ "openSUSE on a Raspberry Pi".
  51. ^ "Raspberry Pi".
  52. ^ “SlackwareARM for the Raspberry Pi”. Bản gốc lưu trữ ngày 10 tháng 2 năm 2013. Truy cập ngày 28 tháng 10 năm 2015.
  53. ^ "ArmedSlack working:)". raspberrypi.org. ngày 18 tháng 5 năm 2012.
  54. ^ "alt.os.linux.slackware – ARMed Slack running on Raspberry Pi".
  55. ^ "raspberrypi.org – ArmedSlack 13.37".
  56. ^ "The Slackware Linux Project: Installation Help".
  57. ^ "Slackware Linux Essentials: The Shell".
  58. ^ v1.0.2 (en), xiando.
  59. ^ "FreeBSD – Raspberry Pi" Lưu trữ 2013-10-17 tại Wayback Machine.
  60. ^ "NetBSD – Raspberry Pi".
  61. ^ "NetBSD 6.0 released with initial Raspberry Pi support".
  62. ^ Richard Miller (ngày 18 tháng 8 năm 2012). "9pi" Lưu trữ 2014-10-12 tại Wayback Machine. 9fans.net mail archive.
  63. ^ Liz (ngày 5 tháng 12 năm 2012).
  64. ^ "Inferno OS ported to Raspberry Pi" Lưu trữ 2015-10-01 tại Wayback Machine.
  65. ^ "Moebius". sourceforge.net.
  66. ^ "FAQ - Moebius". sourceforge.net.
  67. ^ "Pardus ARM". http://www.pardusarm.com/.
  68. ^ "Kano - Downloads" Lưu trữ 2016-01-28 tại Wayback Machine. kano.me.
  69. ^ "Nard SDK". arbetsmyra.dyndns.org.
  70. ^ "Sailfish on a Raspberry Pi". together.jolla.com.
  71. ^ Sauter, Marc (ngày 2 tháng 2 năm 2015).
  72. ^ "WTware for Raspberry Pi 2". http://www.winterminal.com/.
  73. ^ "ARM" Lưu trữ 2015-02-23 tại Wayback Machine. wiki.ipfire.org/.
  74. ^ "xv6". https://github.com/zhiyihuang/xv6_rpi_port.
  75. ^ "Compiling Haiku for Arm". www.haiku-os.org.
  76. ^ "Raspberry Pi Includes Mathematica Free".
  77. ^ "Wolfram Language™ & Mathematica free on every Raspberry Pi".
  78. ^ "Mathematica 10 – now available for your Pi! - Raspberry Pi" Lưu trữ 2015-03-16 tại Wayback Machine.
  79. ^ "Minecraft: Pi Edition - Minecraft: Pi Edition updates and downloads".

Liên kết ngoài

Thể loại