树莓派

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树莓派(Raspberry Pi)
RaspberryPi.jpg
树莓派电脑B型Rev1
研發商 树莓派基金會
(Raspberry Pi Foundation)
型式 单板机
推出日期 2012年2月29日
單價 US$ 25(A型)和US$ 35(B型)
作業系統 GNU/Linux (Debian, Fedora,和Arch Linux ARM),RISC OS, FreeBSD, Plan 9
電源 1.5 W (A型), 3.5 W (B型)
CPU ARM1176JZF-S(armv6k)700 MHz,[1] Raspberry PI可以動態調整時脈頻率,部分機器最高可達到1 GHz.[2]
記憶體 256 MByte (A型)
512 MByte (B型rev 2)[3]
256 MByte(B型rev 1)
儲存空間 SD card slot
(SD or SDHC card)
繪圖 Broadcom VideoCore IV[1]
尺寸 85.60 mm × 53.98 mm
重量 45 g
網站 www.raspberrypi.org

树莓派英语Raspberry Pi),是一款基於Linux系統的只有一張信用卡大小的单板机電腦。它由英國的树莓派基金會所開發,目的是以低價硬體及自由軟體刺激在学校的基本的电脑科学教育。[4][5][6][7][8]

树莓派的生产是通过有生产许可的两家公司:Element 14/Premier Farnell和RS Components。这两家公司都在网上出售树莓派。[9]

树莓派配備一枚700MHz博通出產的ARM架構BCM2835處理器,256MB內存(B型已升级到512MB内存),使用SD卡當作儲存媒體,且擁有一個Ethernet,兩個USB接口,以及HDMI(支持聲音輸出)和RCA端子輸出支援。Raspberry Pi只有一張信用卡大小,體積大概是一個火柴盒大小,可以執行像雷神之鎚III競技場的遊戲和進行1080p影片的播放。操作系統採用開源的Linux系統,比如DebianArchLinux,自帶的IceweaselKOffice等軟體能夠滿足基本的網絡瀏覽,文字處理以及電腦學習的需要,分A,B兩种型號,其中售價分别是A型25美元,B型35美元。基金会从2012年2月29日开始接受B型的订货。[10]

树莓派基金会提供了基於ARM架構DebianArch LinuxFedora......等等的发行版[11]供大众下载。还计划提供支持Python作为主要编程语言[12][13],支持BBC BASIC[14] , (通过RISC OS映像或者Linux的"Brandy Basic"克隆)[15], C, 和Perl等编程语言.

歷史[编辑]

2006年,早期的树莓派的概念來源於Atmel的ATmega644單片機。其原理圖和PCB佈局可供公眾下載。基金會受託人埃·厄普頓(Eben Upton)彙集了一批教師學者和電腦愛好者,製作一套啟發孩子的電腦[16]。這種電腦是受到了1981年的艾康電腦公司的BBC Micro電腦的啟發。第一台ARM電腦的原型被裝在與一個隨身碟的大小相同的一個「盒子」中。它一端有一個USB接口,而另一端有一個HDMI接口。

早期的树莓派alpha测试板在运行中.它的布局板和beta和成品板不同.

發布之前[编辑]

2011年8月,基金會製造出第一批Alpha電路板共50片。這些電路板的功能與原計劃中的B型的相同,但體積更大以容納測試接口。該電路板的演示展示了它能運行LXDE桌面的Debian,以1080p的分辨率運行Quake 3,通過HDMI播放全高清MPEG-4影片。

2011年10月,RISC OS 5系統的實驗版本能夠正常運行,並且展示這個成果給大眾,并且在經過一年多的開發后,在2012年11月发布给大众使用。[17][18][19][20]

2011年12月,在100個未組裝的電路板中,二十五個B型的Beta測試版電路板被組裝和測試。測試版電路板的元件部屬與量產電路板相同。在電路板的設計上發現一個錯誤,即CPU上的一些引腳沒有保持高電平,這個錯誤在首次生產時已被修復。Beta版電路板已證明可以啟動Linux,播放1080p的電影預告片和運行Rightware Samurai的OpenGL ES基準測試。

2012年的第一週,10個電路板在eBay上被拍賣。有人匿名購買,並捐贈給座落在英國薩福克的電腦歷史博物館。這十個電路板(總零售價220英鎊)拍賣一共籌集了超過16000英鎊的資金。預計在2012年2月結束發布之前,該基金會的伺服器因為使用者重複的刷新頁面而造成大量負載

發佈[编辑]

首批1萬個電路板是在台灣和中國製造,[21][22]而不是在英國。這是部分由於各個組成部分要進口關稅繳付,而成品不用。中國製造商還只需要4周的準備時間,但在英國需要12周。節省下的資金可再投資於該基金會的其他研究和開發活動。

2012年3月公佈首批運送的延誤,是因為乙太網路孔的安裝不良。但該基金會預計,如果需要的話,未來批次的製造數量可以毫無困難地增加。

「我們確保我們能得到大量(以太網接口與磁性元件),在協助提供部件方面,Premier Farnell和RS Components(两个經銷商)是極好的。」厄普頓說。

最初的銷售開始2012年2月29日06:00 UTC。同時,它宣佈,A型原本有128 MB的RAM,但在發佈之前要升級到256 MB。該基金會的網站也宣佈「在項目的開始6年後,我們的第一次開發運行就要接近結束了 - 雖然树莓派的故事才是個開始。」他們在英國本地的兩個特許專賣店銷售,由於過重的流量導致官方網站網站暫停服務,他們立即推出自己的網站。同時站長也懇求,「朋友~你能別如此頻繁的按F5嗎,將會使伺服器癱瘓的。」雖然還未經證實,報告顯示,有超過200萬的意向書或預購。树莓派官方Twitter帳戶報導,Premier Farnell在發售的最初幾分鐘內就銷售一空,而在第一天的RS Components的預購訂單超過10萬。截至2012年9月,已售出大約500,000板。[23]

2012年3月,製造商被報道要接受「健康的数量」的預購訂單。[24]

發佈之后[编辑]

2012年4月16日有報導第一個買主收到了他們的树莓派[25][26]。截至2012年5月22日,已經運送超過20000个树莓派[27]。2012年7月16日宣布,每一天有4000个被制造,让树莓派进入了大批量生产阶段[28][29]。9月5日树莓派基金会公布了B型第二次修订版[30]

在2012年9月6日基金会宣布大批量的树莓派将在英国制造,由位于威尔士Pencoed市的索尼工厂生產。该基金会估计,该工厂每月将生产30,000个,並将创造大约30个新的就业机会[31][32]。在2012年10月,它的两个主要分销商的一些客户等待他们的订货竟超过了6个月。据报道,这是由于在采购CPU和保守的销售预测上的困难。[33]

基於树莓派的產物[编辑]

基於树莓派的超級電腦[编辑]

南安普敦大學的電腦工程師們使用64個树莓派構建了一個廉價超級電腦」'[34]。 64塊树莓派採用如樂高積木一般的方式累加而成,使用MPI(Message Passing Interface)標準通過高速以太網實現連通。

該「超級電腦」擁有64塊處理器,具備1TB的存储空间(每塊树莓派裝備了一張16GB SD卡 ),總造價在2500英鎊以下,命名為Iridis-Pi,取自該校的另外一台超級電腦Iridis(全歐洲Win Server運行最快的電腦)。

Simon Cox教授表示他們嘗試了在該超級電腦上運行Pi測試,不過沒有公佈運算測試。

當然,該設備的主要目的是為了啟發學生們進行高性能計算方面的研究,甚至在自家屋裡也可以輕鬆構建!感興趣的愛好者可以查看詳細構建指南和對應源代碼。(點擊這裡查看

硬體[编辑]

PCB电路板上的连接器和主要IC
B型的模块框图; A型没有最下面的两个模块 ("Ethernet"實際上是接在USB HUB上的一張網卡)
运行X window的树莓派系统.

最初銷售的樹莓派是B型,計劃2013年早些時候推出A型。A型有一個USB接口,並沒有乙太網路控制器,成本将小於B型(有兩個USB端口和一個10/100以太網控制器)。

雖然A型沒有RJ45乙太網接口,但依然可以連接到網絡(使用用戶提供的USB以太網或Wi-Fi適配器)。現實中外部的乙太網適配器A型和B型一個內建之間沒有差異,因為B型的乙太網端口實際上是一個內建的USB以太網路轉卡。作为是典型的現代電腦,树莓派支援USB鍵盤和滑鼠。

樹莓派沒有硬體實時時鐘,故一個操作系統必須使用網絡時間伺服器,或在開機時要求用戶時間與日期才能獲得時間、日期以及資料夾日期的相關訊息。不過,如果用附帶時鐘的備用電池(如DS1307的),則可以通過I2C介面來獲得時間。

2012年4月20日,樹莓派基金会公布了樹莓派的A型和B型的電路圖。[35]

2012年8月24日,树莓派基金会获知其持有的视频技术许可已涵盖视频编码功能。自此,树莓派也能使用硬件加速视频编码H.264。而在此前,人们以为视频编码功能须待已公布的摄像模块一同发布。尽管如此,目前尚无稳定的树莓派软件支持硬件H.264编码功能。

与此同時,树莓派基金会发布了两个可另行购买的解码器,即MPEG-2和微软的VC-1。基金会同时宣称树莓派将会支持CEC,这将使其能够经由电视遥控器进行操作。

在2012年9月5日,修订版2.0的板子被公佈,有一些较小的修正和改进。[36]

在2012年10月15日,树莓派基金会宣布所有新的树莓派的B型将配有512MB RAM芯片,而不是256MB。[37]

硬體规格(Spec.)[编辑]

项目 A型 B型
上市价格 $25 $35[38]
SoC BroadcomBCM2835(CPU,GPU DSP和SDRAM, USB[1]
CPU ARM1176JZF-S核心(ARM11系列)700MHz
GPU Broadcom VideoCore IV[39], OpenGL ES 2.0, 1080p 30 h.264/MPEG-4 AVC高清解码器
内存 256 MByte(与GPU共享,可以理解为集成显卡的显存与内存共享) 512 MByte(于2012年10月15日)
USB 2.0接口个数[40] 1 2(支持USB hub扩展)[41]
影像輸出 Composite RCA(PAL & NTSC),HDMI(rev 1.3 & 1.4)[42],raw LCD Panels via DSI[43][44]

14 HDMI resolutions from 640 x 350 to 1920x1200 plus various PAL and NTSC standards.

音源輸出 3.5mm插孔,HDMI
板载存储 SD / MMC / SDIO卡插槽
網絡接口 沒有(需通過USB) 10/100 乙太網接口(RJ45接口)
外設 8 × GPIOUARTI²C、帶兩個選擇的SPI總線,+3.3 V, +5 V, ground(負極)
额定功率 300 mA(1.5 W)[45] 700 mA(3.5 W)
电源输入 5V / 通过MicroUSB或GPIO头
总体尺寸 85.60 × 53.98 mm(3.370 × 2.125 in)
重量 45 g (1.6 oz)[46]
操作系統 GNU/Linux(Debian, Fedora, Arch Linux ARM) [47], RISC OS, FreeBSD, Plan 9
  1. A型B型是在文化上参考了[48]英国教育性质的BBC Micro电脑,由艾康電腦英语Acorn Computers)公司所开发。该公司开发了ARM处理器(树莓派属于的架构),和开发了运行在树莓派上的操作系统RISC OS(version 5.17).[17]

软件[编辑]

API连接的方框图

树莓派基金会使用基于Linux内核的操作系统。在2012年7月,基金会发布了目前它推荐使用的操作系统,Raspbian,这是基于DebianLinux发行版,并對於树莓派的硬件的做了系统优化。

作業系統(OS)[编辑]

这是一个在树莓派上运行的作業系統operating system, OS)的清单,包括已经移植好的或者正在被移植的过程中的:

  • 多功能轻型發行版:
    • Moebius, a light ARM HF distribution based on Debian. It uses Raspbian repository, but it fits in a 1 GB SD card. It has just minimal services and its memory usage is optimized to keep a small footprint.
    • Squeezed Arm Puppy, a version of Puppy Linux(Puppi)for the ARMv6(sap6)specifically for the Raspberry Pi.[58]

附件[编辑]

在2012年5月,该基金会在其博客中汇报了他们的测试原型相机模块。该样机采用的是1400万像素的模块,其正式发布的版本可能会使用较低的分辨率,以减少资源负荷。而该版本很可能在2013年的上半年发布。[59]

许多树莓派附件器件和外壳都可以从第三方供应商得到。[60]这些包括的树莓派基金会批准,专为教育目的而设计的Gertboard板,这板扩展了树莓派的GPIO引脚,允许控制连接到LEDs,开关,模拟信号,传感器和其他器件.它还包括一个可选的Arduino兼容控制器连接到Pi.[61]

社区[编辑]

自由及开放源代码软件公司AdaCore的Jamie Ayre描述树莓派项目中最令人兴奋的部分是社区。社区博客罗素·戴维斯(Russell Davis)说,社区力量使基金会专注于文档和教学。社区爱好者发展的围绕着平台的杂志,例如电子杂志《The MagPi[62]。在英國的圣母高中[63][64]的信息和通信技术教师 艾伦·O'Donohoe[65][66][64]的带领下,社区展开了名为“树莓酱”(英语Raspberry Jam)的一系列社区教学活动,在英国各地举行[65],和其他更远的地方[67]。并且,以教师为主导的社区开始建立一个众包(CrowdSource)的工作计划。[68]

爱好者经常聚会,交流使用心得,称这类聚会为“树莓酱”(Raspberry Jam)。英国曼彻斯特、马汉莱斯、美国硅谷、新加坡等地也举办过树莓酱聚会。

評價[编辑]

正面評價

技术作家格林·穆迪(Glyn Moody)于2011年5月描述了树莓派是一个“潜在的BBC Micro2.0”项目,不是要取代而是要补充PC兼容机。[69]在2012年3月在ITPRO上,斯蒂芬·普里查德(Stephen Pritchard)呼应了“BBC Micro的接班人”的情绪。[70]

在英国的電腦歷史博物館大力支持树莓派项目,感觉是它可以“迎来一个新的时代”[71]。在发布之前,树莓派板子被展示给在剑桥的ARM首席执行官Warren East,概述了谷歌的想法,以提高英国科学和技术教育。[72]次世代报告(Next Gen report)的合著者,Alex Hope,认为儿童接触计算机编程的兴奋是充满希望。[73]

在2012年10月树莓派赢得了T3的“年度创新奖”。[74]

负面評價

然而,Harry Fairhead表明更多的重点应放在提高现有硬件上提供的教育软件, 例如,利用类似于谷歌手机编程软件工具(Google App Inventor)让编写程序返回学校,而不是增加新的硬件选择[75]。Simon Rockman,写在一个ZDnet博客认为,青少年将"有​​更好的事情要做",不用管在20世纪80年代发生的事。[76]

一些开源项目批评了缺乏可用的硬件文档(树莓派网站上的常见问题,博通(Broadcom)公司没有为了BCM2835发布一个完整的data sheet),这可用的硬件文档发布本应该将使得其他操作系统移植到树莓派变得更容易。[77][78]

应用[编辑]

截至2012年1月,在英国已收到来自公立学校的和独立(私立)学校的董事会的查询,后者数量是前者数量的5倍左右。希望企业将赞助购买条件较差的学校[16]。分销商Premier Farnell集团的CEO说,在中东的一个国家政府已表示有兴趣提供了每一个女学生一个电路板,以提高她们的就业前景。[79][80]

参考資料[编辑]

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相關[编辑]

外部链接[编辑]

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