William G. Wong
Electronic Design
С каждой новой версией Raspberry Pi мы видели скачки в производительности и общих возможностях. Однако что конкретно отличает их всех друг от друга?
В продаже появился Raspberry Pi 4 (Рисунок 1). Но в чем разница между ним и его предками? Семейство построено на компактных платах, размеры которых почти не менялись с течением времени, даже при использовании более мощных процессоров и добавлении высокоскоростных интерфейсов. Они, как правило, соответствуют требованиям, предъявляемым к современным компактным модулям, включая поддержку беспроводной связи в Raspberry Pi 3. Все платы построены на основе СнК компании Broadcom с процессорными ядрами ARM. Сложной задачей было удержание цены на уровне 35 долларов.
 |
||
| Рисунок 1. | Raspberry Pi 4 – это новейшая плата в длинной линейке компактных модулей процессоров приложений. |
|
Таблица 1 суммирует изменения в семействе Raspberry Pi. В нее не включена серия Raspberry Pi Zero, в которой отсутствует Ethernet и поддерживается минимальная память. Существует также серия модулей Pi Compute с тем же процессором и теми же интерфейсами, но в форм-факторе DIMM. Были также такие варианты, как Raspberry Pi 2 Model B и Raspberry Pi Model 3 A+.
| Таблица 1. | Raspberry Pi прошла четыре основных итерации, не считая вычислительных модулей и нулевых версий, не имеющих поддержки Ethernet |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
|
|||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Производительность и возможности Raspberry Pi значительно выросли. С переходом на четырехъядерный Arm Cortex-A7 характеристики оригинального 32-разрядного одноядерного ARM11 улучшились в шесть раз. Скачок к 64-битной платформе произошел в Raspberry Pi 3 с процессорным ядром Arm Cortex-A53. В последней версии использованы ядра Arm Cortex-A72.
Наиболее значительным изменением, вероятно, является увеличение объема оперативной памяти до 4 ГБ в Raspberry Pi 4. Проблема конструирования, как правило, заключается в сложности сохранения низкой цены, поэтому для приложений, не требующих большой памяти, выпускаются версии с меньшим объемом ОЗУ.
Графическим процессором в СнК Broadcom был Videocore IV, но в Raspberry Pi 4 его уже нет – теперь в СнК используется Videocore VI. Это позволяет через два разъема micro HDMI поддерживать мониторы с разрешением до 4K. На всех платформах имеется 15-контактный интерфейс камеры MIPI CSI.
Сетевые возможности также неуклонно развивалась благодаря Raspberry Pi, поддерживающего Bluetooth 5.0, 802.11ac/n и Ethernet 1000Base-T. При использовании мезонинных модулей сторонних производителей становится доступной поддержка питания через Ethernet (Power-over-Ethernet – PoE).
Высокую оценку пользователей получил переход на поддержку USB 3.0 и использование разъема USB Type-C. Многим новым USB 3D камерам, таким как RealSense, выпускаемой Intel, требуется производительность USB 3.0. Система управления питанием Type-C также более надежна.
Предпочтительной операционной системой для семейства Raspberry Pi, как правило, является Linux, но на Raspberry Pi 3 и 4 может работать и Microsoft Windows 10 IoT Core. Также доступно несколько дистрибутивов Raspberry Pi Linux.
Raspberry Pi 4 поддерживает расширение Arm TrustZone; СнК Broadcom поддерживает такие функции, как защищенная загрузка, но в Raspberry Pi они не используются. Это касается больше реализации, чем возможностей. Для обеспечения корня доверия необходим отдельный защищенный элемент. Raspberry Pi был взломан в лаборатории NASA, но это проблема связана, скорее с конфигурацией Linux, а не с необходимостью поддержки безопасной загрузки.
В будущем, скорее всего, появится Raspberry Pi 5. На данный момент, однако, доминирует Raspberry Pi 4. Он доступен в форм-факторе стандартного модуля, а также в виде модуля уменьшенного размера Raspberry Pi 4 Zero и в форме вычислительного модуля. Хотя версия с ОЗУ 4 ГБ немного дороже, она стоит своих $55 для приложений, которым требуется больше памяти. Очевидно также, что память DDR4 быстрее и эффективнее, чем DDR2, использовавшаяся в предыдущих версиях.
