樹莓派

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樹莓派(Raspberry Pi)
RaspberryPi.jpg
樹莓派電腦B型Rev1
研發商 樹莓派基金會
(Raspberry Pi Foundation)
型式 單板機
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

樹莓派英語Raspberry Pi),是一款基於Linux系統的只有一張信用卡大小的單板機電腦。它由英國的樹莓派基金會所開發,目的是以低價硬體及自由軟體刺激在學校的基本的電腦科學教育。[4][5][6][7][8]

樹莓派的生產是透過有生產許可的兩家公司:Element 14/Premier Farnell和RS Components。這兩家公司都在網上出售樹莓派。[9]

樹莓派配備一枚700MHz博通出產的ARM架構BCM2835處理器,256MB內存(B型已升級到512MB記憶體),使用SD卡當作儲存媒體,且擁有一個Ethernet,兩個USB介面,以及HDMI(支援聲音輸出)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視訊的播放。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路瀏覽,文字處理以及電腦學習的需要,分A,B兩種型號,其中售價分別是A型25美元,B型35美元。基金會從2012年2月29日開始接受B型的訂貨。[10]

樹莓派基金會提供了基於ARM架構DebianArch LinuxFedora......等等的發行版[11]供大眾下載。還計劃提供支援Python作為主要程式語言[12][13],支援BBC BASIC[14] , (透過RISC OS映像或者Linux的"Brandy Basic"克隆)[15], C, 和Perl等程式語言.

歷史[編輯]

2006年,早期的樹莓派的概念來源於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介面,而另一端有一個HDMI介面。

早期的樹莓派alpha測試板在執行中.它的布局板和beta和成品板不同.

發布之前[編輯]

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介面。該電路板的演示展示了它能運行LXDE桌面的Debian,以1080p的解析度運行Quake 3,通過HDMI播放全高清MPEG-4視訊。

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,並且在經過一年多的開發後,在2012年11月發行給大眾使用。[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重新整理頁面而造成大量負載

發佈[編輯]

首批1萬個電路板是在中國或台灣製造,[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(以太網介面與磁性元件),在協助提供部件方面,Premier Farnell和RS Components(兩個經銷商)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 - 雖然樹莓派的故事才是個開始。」他們在英國原生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。樹莓派官方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,製造商被報導要接受「健康的數量」的預購訂單。[24]

發佈之後[編輯]

2012年4月16日有報導第一個買主收到了他們的樹莓派[25][26]。截至2012年5月22日,已經運送超過20000個樹莓派[27]。2012年7月16日宣布,每一天有4000個被製造,讓樹莓派進入了大批次生產階段[28][29]。9月5日樹莓派基金會公布了B型第二次修訂版[30]

在2012年9月6日基金會宣布大批次的樹莓派將在英國製造,由位於威爾斯Pencoed市的索尼工廠生產。該基金會估計,該工廠每月將生產30,000個,並將創造大約30個新的就業機會[31][32]。在2012年10月,它的兩個主要分銷商的一些客戶等待他們的訂貨竟超過了6個月。據報導,這是由於在採購CPU和保守的銷售預測上的困難。[33]

基於樹莓派的產物[編輯]

基於樹莓派的超級電腦[編輯]

南安普敦大學的電腦工程師們使用64個樹莓派構建了一個廉價超級電腦」'[34]。 64塊樹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的儲存空間(每塊樹莓派裝備了一張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效能計算方面的研究,甚至在自家屋裡也可以輕鬆構建!感興趣的愛好者可以檢視詳細構建指南和對應源代碼。(點擊這裡檢視

硬體[編輯]

PCB電路板上的連結器和主要IC
B型的模組框圖; A型沒有最下面的兩個模組 ("Ethernet"實際上是接在USB HUB上的一張網卡)
執行X window的樹莓派系統.

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介面,並沒有乙太網路控制器,成本將小於B型(有兩個USB埠和一個10/100以太網控制器)。

雖然A型沒有RJ45乙太網介面,但依然可以連接到網路(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型的乙太網埠實際上是一個內建的USB以太網路轉卡。作為是典型的現代電腦,樹莓派支援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路時間伺服器,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,樹莓派基金會公布了樹莓派的A型和B型的電路圖。[35]

2012年8月24日,樹莓派基金會獲知其持有的視訊技術許可已涵蓋視訊編碼功能。自此,樹莓派也能使用硬體加速視訊編碼H.264。而在此前,人們以為視訊編碼功能須待已公布的攝像模組一同發行。儘管如此,目前尚無穩定的樹莓派軟體支援硬體H.264編碼功能。

與此同時,樹莓派基金會發行了兩個可另行購買的解碼器,即MPEG-2和微軟的VC-1。基金會同時宣稱樹莓派將會支援CEC,這將使其能夠經由電視遙控器進行操作。

在2012年9月5日,修訂版2.0的板子被公佈,有一些較小的修正和改進。[36]

在2012年10月15日,樹莓派基金會宣布所有新的樹莓派的B型將配有512MB RAM晶片,而不是256MB。[37]

硬體規格(Spec.)[編輯]

計畫 A型 B型 B+型
上市價格 colspan="2" | $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高清解碼器
記憶體 256 MByte(與GPU共享,
可以理解為整合顯示卡的視訊記憶體與記憶體共享)
512 MByte(於2012年10月15日)
USB 2.0介面個數[40] 1 2(支援USB hub擴充功能)[41] 4
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
板載儲存 SD / MMC / SDIO卡插槽
網路介面 沒有(需通過USB) 10/100 乙太網介面(RJ45介面)
外設 8 × GPIOUARTI²C、帶兩個選擇的SPI匯流排,+3.3 V, +5 V, ground(負極)
300 mA(1.5 W)[45] 700 mA(3.5 W) 800 mA(3.0 W)
電源輸入 5V / 透過MicroUSB或GPIO頭
總體尺寸 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型是在文化上參考了[48]英國教育性質的BBC Micro電腦,由艾康電腦英語Acorn Computers)公司所開發。該公司開發了ARM處理器(樹莓派屬於的架構),和開發了執行在樹莓派上的作業系統RISC OS(version 5.17).[17]

軟體[編輯]

API連線的方框圖

樹莓派基金會使用基於Linux核心的作業系統。在2012年7月,基金會發行了目前它推薦使用的作業系統,Raspbian,這是基於DebianLinux發行版,並對於樹莓派的硬體的做了系統最佳化。

作業系統(OS)[編輯]

這是一個在樹莓派上執行的作業系統operating system, OS)的清單,包括已經移植好的或者正在被移植的過程中的:

  • 多功能輕型發行版:
    • 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[編輯]

在2012年5月,該基金會在其部落格中彙報了他們的測試原型相機模組。該樣機採用的是1400萬像素的模組,其正式發行的版本可能會使用較低的解析度,以減少資源負荷。而該版本很可能在2013年的上半年發行。[59]

許多樹莓派附件器件和外殼都可以從第三方供應商得到。[60]這些包括的樹莓派基金會批准,專為教育目的而設計的Gertboard板,這板擴充功能了樹莓派的GPIO引腳,允許控制連線到LEDs,開關,模擬訊號,感測器和其他器件.它還包括一個可選的Arduino相容控制器連線到Pi.[61]

社群[編輯]

自由及開放原始碼軟體公司AdaCore的Jamie Ayre描述樹莓派計畫中最令人興奮的部分是社群。社群部落格羅素·戴維斯(Russell Davis)說,社群力量使基金會專註於文件和教學。社群愛好者發展的圍繞著平台的雜誌,例如電子雜誌《The MagPi[62]。在英國的聖母高中[63][64]的訊息和通訊技術教師 艾倫·O'Donohoe[65][66][64]的帶領下,社群展開了名為「樹莓醬」(英語Raspberry Jam)的一系列社群教學活動,在英國各地舉行[65],和其他更遠的地方[67]。並且,以教師為主導的社群開始建立一個眾包(CrowdSource)的工作計劃。[68]

愛好者經常聚會,交流使用心得,稱這類聚會為「樹莓醬」(Raspberry Jam)。英國曼徹斯特、馬漢萊斯、美國矽谷、新加坡等地也舉辦過樹莓醬聚會。

評價[編輯]

正面評價

技術作家格林·穆迪(Glyn Moody)於2011年5月描述了樹莓派是一個「潛在的BBC Micro2.0」計畫,不是要取代而是要補充PC相容機。[69]在2012年3月在ITPRO上,史蒂芬·普里查德(Stephen Pritchard)呼應了「BBC Micro的接班人」的情緒。[70]

在英國的電腦歷史博物館大力支援樹莓派計畫,感覺是它可以「迎來一個新的時代」[71]。在發行之前,樹莓派板子被展示給在劍橋的ARM執行長Warren East,概述了谷歌的想法,以提高英國科學和技術教育。[72]次世代報告(Next Gen report)的合著者,Alex Hope,認為兒童接觸電腦編程的興奮是充滿希望。[73]

在2012年10月樹莓派贏得了T3的「年度創新獎」。[74]

負面評價

然而,Harry Fairhead表明更多的重點應放在提高現有硬體上提供的教育軟體, 例如,利用類似於谷歌手機編程軟體工具(Google App Inventor)讓編寫程式返回學校,而不是增加新的硬體選擇[75]ZDnet網站的文章作者之一Simon Rockman認為,青少年將"有​​更好的事情要做",不用管在20世紀80年代發生的事。[76]

一些開源計畫批評了缺乏可用的硬體文件(樹莓派網站上的常見問題,博通(Broadcom)公司沒有為了BCM2835發行一個完整的data sheet),這可用的硬體文件發行本應該將使得其他作業系統移植到樹莓派變得更容易。[77][78]

應用[編輯]

截至2012年1月,在英國已收到來自公立學校的和獨立(私立)學校的董事會的查詢,後者數量是前者數量的5倍左右。希望企業將贊助購買條件較差的學校[16]。分銷商Premier Farnell集團的CEO說,在中東的一個國家政府已表示有興趣提供了每一個女學生一個電路板,以提高她們的就業前景。[79][80]

參考資料[編輯]

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相關[編輯]

外部連結[編輯]

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