РадиоЛоцман - Все об электронике

Чем отличаются друг от друга Raspberry Pi?

Журнал РАДИОЛОЦМАН, июль 2019

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
  Raspberry Pi Raspberry Pi 2 Raspberry Pi 3 Raspberry Pi 4
Год выпуска 2012 2015 2016 2019
СнК BCM2835 BCM2836 BCM2837 BCM2711
ЦП ARM1176JZF-S Arm Cortex-A7 Arm Cortex-A53 Arm Cortex-A72
Число ядер ЦП 1 4 4 4
Скорость ЦП 700 МГц 900 МГц 1,200 МГц 1,500 МГц
ОЗУ 512 МБ 512 МБ или 1 ГБ 512 МБ или 1 ГБ 1, 2 или 4 ГБ
Видео Broadcom Videocore IV,
HDMI
Broadcom Videocore
IV, HDMI
Broadcom Videocore IV,
HDMI
Broadcom Videocore VI,
два монитора до 4K, два
разъема micro HDMI
Внешняя
память
Слот MicroSDHC в
моделях A+ and B+
Слот MicroSDHC Слот MicroSDHC Слот MicroSDHC
Порты USB 2 в Model B 4 × USB 2.0 4 × USB 2.0 2 × USB 3.0, USB 2.0
Встроенный
Wi-Fi
Нет Нет 802.11n и Bluetooth 4.1 802.11ac/n и Bluetooth 5.0
Ethernet 100Base-T в Model B 100Base-T 100Base-T 1000Base-T

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.

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: What's the Difference Between Raspberry Pis?

Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя