Raspberry Pi Pico

21 января проект Raspberry представил микроконтроллерную плату Raspberry Pi Pico. Таким образом, Raspberry Pi вторгается на новую для себя территорию, лидерами которой являются ESP, Arduino и STM.

Raspberry Pi Pico имеет небольшие размеры (51 x 21 мм) и легко устанавливается на стандартные беспаечные макетные платы.

Топ 3 отличительных свойств Raspberry Pi Pico

Сердцем Pico является чип RP2040 собственной разработки Raspberry Pi.

RP2040 изготавливается на фабриках TSMC по техпроцессу 40 нм и содержит в себе:

двухъядерный Arm Cortex-M0+ с частотой до 133 МГц (по умолчанию 48 МГц),

264Кб оперативной памяти (SRAM),

поддержку чипов флэш-памяти до 16 Mб через шину QSPI,

30 GPIO портов, 4 из которых могут быть использованы как аналоговые входы,

2 UART, 2 SPI, 2 I2C,

4-канальный АЦП с внутренним датчиком температуры,

16 каналов PWM (ШИМ),

интерфейс отладки SWD,

USB 1.1 контроллер PHY, с поддержкой режимов host и device,

8 программируемых I/O (PIO) машин состояния (state machines) для поддержки настраиваемых периферийных устройств,

USB mass-storage boot с поддержкой прошивки через UF2.

На плате есть порт micro-USB, который используется для управления. Через этот порт плата может получать питание.

Также Pico имеет на борту чип Flash памяти на 2Mб и стабилизатор напряжения, позволяющий питать Pico от источника питания с напряжением от 1.8 до 5.5В.

По краям платы выведены 26 линий (из 30 возможных) от GPIO контактов кристалла RP2040, включая 3 (из 4 возможных) аналоговых порта.

2. Программирование на Питоне

Было бы странным, если бы устройство, выпущенное Raspberry Pi Foundation, не программировалось на Python. Питон – это главный язык программирования для Raspberry Pi. Буквы "Pi" в названии указывают именно на Python.

Для программирования платы совместно с разработчиком MicroPython Дэмиеном Джорджем (Damien George) создан порт MicroPython для RP2040, который позволяет использовать все возможности чипа. Работать с MicroPython предлагается в интегрированной среде программирования Thonny.

Кроме того, совершенно неудивительно, что Raspberry Pi Pico не поддерживает программирование в Arduino IDE. Вместо этого доступна возможность использовать настоящий C/C++ в Visual Studio Code.

3. Возможность решения задач машинного обучения

Мощности RP2040 достаточно для решения задач машинного обучения, для разработки которых подготовлен порт фреймворка TensorFlow Lite (форк TensorFlow Lite Micro для RP 2040).

Низкое энергопотребление

Raspberry Pi Pico отличается достаточно низким энергопотреблением. В тех случаях, когда задачи не слишком сложны и обычная плата Pi оказывается слишком крупной и "прожорливой", применение Pico будет очень удобным.

В самой Raspberry Pi рассказывают, что когда они подключили к плате 12 светодиодов Neopixel, работающих на полной яркости, с блоком питания на 5В потребление тока составило всего 140 мА, то есть мощность равнялась всего 0,7 Вт. При этом стоит отметить, что Raspberry Pi 4, работающий в режиме простоя, потребляет 4–5 Вт.

Недостатки

1. Отсутствие на борту Wi-Fi.

2. Контакты GPIO поддерживают только 3,3 В, и нет поддержки 5 В, как на большинстве плат Arduino.

3. Плата по умолчанию поставляется без разъемов, поэтому их придется припаивать самостоятельно.

4. В ядрах Cortex-M0+ отсутствует модуль вычислений с плавающей запятой. Данный недостаток решается софтверно с помощью программной библиотеки от Марка Оуэна (автора популярных библиотек Qfplib).

В заключение

Начало массовой поставки Raspberry Pi Pico запланировано на второй квартал 2021 года. Цена составит около 4 долларов.

Raspberry Pi заявило о партнерстве со Sparkfun, Adafruit и Pimoroni, которые собираются выпустить собственные варианты микроконтроллерных плат на базе чипа RP2040.

Arduino также собирается производить плату с чипом RP2040. Она будет называться Arduino Nano RP2040 Connect и выпускаться в формате Arduino Nano. Плата будет снабжена гироскопом, акселерометром и микрофоном. Будут присутствовать модули WiFi/Bluetooth и крипточип ECC608.

Интересно, будет ли плата от Arduino иметь возможность программирования на MicroPython или платформы будут идти по пути жесткой конкуренции.