Raspberry Pi

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání
Raspberry Pi 2 (model B)
Raspberry Pi 3 (model B)

Raspberry Pi (výslovnost [ˈraːzbəri pai]) je v informatice název malého jednodeskového počítačedeskou plošných spojů o velikosti zhruba platební karty. V roce 2012 byl vyvinut britskou nadací Raspberry Pi Foundantion s cílem podpořit výuku informatiky ve školách a seznámit studenty s tím, jak mohou počítače řídit různá zařízení (např. mikrovlnná trouba, automatická pračka). Primárním operačním systémem je Raspbian. Cena je na konci roku 2016 v rozmezí 150–1 200 Kč (nejlevnější je Raspberry Pi Zero, nejdražší pak Raspberry Pi 3 Model B). Označení „Raspberry Pi“ je registrovanou ochrannou známkou, a proto mají podobně navržené počítače zdánlivě odvozené názvy (např. Banana Pi).

Charakteristika[editovat | editovat zdroj]

Raspberry Pi je jednočipový počítač, který je srovnatelný se (slabším) stolním počítačem. Obsahuje vývod pro monitor (HDMI), přes USB je možné připojit klávesnici a myš. Vyvinuto bylo již několik generací tohoto počítače, které se liší výkonem a zamýšleným použitím. Použitý mikroprocesor je z rodiny ARM, takže je srovnatelný s běžným smartphonem. Na počítači Raspberry Pi je možné provozovat různé distribuce Linuxu, RISC OS, jakož i Microsoft Windows 10 IoT Core.

Na rozdíl od počítače Arduino je možné Raspberry Pi použít nejen k ovládání různých zařízení (pomocí GPIO kontaktů), ale i k samotnému vývoji příslušných aplikací. Lze ho též použít jako multimediální přehrávač videa nebo hudby nebo i jen pro přístup k Internetu (dodávané linuxové distribuce obsahují webový prohlížeč a další potřebné aplikace).

Hardware[editovat | editovat zdroj]

Blokové schéma Raspberry Pi

Na obrázku vpravo je blokové schéma Raspberry Pi. Všimněte si, že ethernetový port (tj. síťová karta) je připojena skrze rozhraní USB 2.0. Návrh je maximálně zjednodušen, a tak chybí vysokorychlostní rozhraní pro pevný disk (např. SATA rozhraní, jaké má Banana Pro). Disk je sice možné připojit pomocí USB Mass Storage, avšak přenos dat ze sítě na disk a zpět bude omezen maximální rychlostí rozhraní USB 2.0 (tj. zhruba 35 MiB/s). Raspberry Pi se tedy moc nehodí pro nasazení jako NAS (tj. sdílení souborů z disku připojeného k síti pomocí Raspberry Pi bude v přenosových rychlostech limitováno propustností USB můstku).

Původní Raspberry Pi[editovat | editovat zdroj]

Model „A“[editovat | editovat zdroj]

  • dostupný od února 2013
  • 256 MiB RWM (RAM) sdílených s grafickou kartou
  • Slot pro SD nebo MMC kartu
  • jeden USB port

Model „A+“[editovat | editovat zdroj]

  • dostupný od listopadu 2014
  • 256 MiB RWM (RAM) sdílených s grafickou kartou
  • Slot pro micro SD kartu
  • jeden USB port

Model „B“[editovat | editovat zdroj]

  • dostupný od dubna 2012
  • 256, později 512 MiB RWM (RAM) sdílených s grafickou kartou
  • Slot pro SD nebo MMC kartu
  • dva USB porty
  • ethernetový adaptér 10/100 s konektorem RJ45

Model „B+“[1][2][editovat | editovat zdroj]

  • dostupný od července 2014
  • 1 GiB RWM (RAM) sdílených s grafickou kartou
  • Slot pro micro SD kartu
  • čtyři USB porty
  • ethernetový adaptér 10/100 s konektorem RJ45

Takto upravená deska by měla být vyráběna ve Velké Británii, konkrétně v továrně firmy SonyPencoaduJižním Walesu, a dostupná za stejnou cenu. Nadace přitom usilovala o výrobu ve Spojeném království od počátku, ale domluvit se s britským výrobcem se jí podařilo až po počátečním úspěchu s deskami vyrobenými v Asii.[3]

Raspberry Pi 2[editovat | editovat zdroj]

Raspberry Pi 2 Model B (2015)

Model „B“ byl uveden do prodeje v únoru 2015. Jeho základem je SoC BCM2836 z rodiny ARM Cortex-A7 opět od firmy Broadcom, který obsahuje čtveřici procesorových jader s taktem 900 MHz, posílenou jednotkou SIMD a 1 GiB paměti RAM.[4] Osazen je grafickým procesorem VideoCore IV, podporující OpenGL ES 2.0, 1080p30, MPEG-4. Stejně jako jeho předchůdci obsahuje slot pro microSD kartu, čtyři porty USB 2.0, ethernetový adaptér 10/100 Mbps s konektorem RJ-45 a vývody GPIO.

Počítač je zpětně kompatibilní s původním Raspberry Pi.[5]

Raspberry Pi 3[editovat | editovat zdroj]

V únoru 2016 byl uveden do prodeje model Raspberry Pi 3, který je poprvé vybaven 64bitovým CPU o taktu 1,2 GHz. Jde o čtyřjádro ARM Cortex-A53 a dle výrobce je o 50 % rychlejší než to v Raspberry Pi 2. Stejně jako Model 2 je vybaven 1 GiB operační paměti. Novinkou jsou kromě 64bitového procesoru i integrované Wi-Fi a Bluetooth moduly. Rozmístění konektorů se oproti předchozímu modelu nemění.

Porovnání jednotlivých modelů[editovat | editovat zdroj]

Type Model A Model B Výpočetní modul* Zero
generace 1 1 + 1 1 + 2 3 N/A PCB verze 1.2 PCB verze 1.3
datum vydání únor 2012 listopad 2014 duben až červen 2012 červenec 2014 únor 2015 únor 2016 duben 2014 listopad 2015 květen 2016
cílová cena 25 dolarů 20 dolarů 35 dolarů 25 dolarů 35 dolarů 35 dolarů 30 dolarů 5 dolarů 5 dolarů
architektura ARMv6 (32-bit) ARMv7
(32-bit)
ARMv8
(64/32-bit)
ARMv6 (32-bit)
SoC Broadcom BCM2835 Broadcom BCM2836 Broadcom BCM2837 Broadcom BCM2835
procesor 700 MHz single-core ARM1176JZF-S 900 MHz
32-bit quad-core ARM Cortex-A7
1,2 GHz
64-bit quad-core ARM Cortex-A53
700 MHz single-core ARM1176JZF-S 1 GHz ARM1176JZF-S single-core
GPU Broadcom VideoCore IV @ 250 MHz

OpenGL ES 2.0 MPEG-2 a VC-1 (s licencí)
1080p30 H.264 / dekodér a enkodér vysokoprofilového MPEG-4 AVC

paměť (SDRAM) 256 MiB (sdíleno
s GPU)
512 MiB (sdílené s GPU) od května 2016 1 GiB (sdílené s GPU) 512 MiB (sdílená s GPU)
USB 2.0 porty 1 (přímo z BCM2835 čipu) 2 (prostřednictvím
on-board USB hubu
s 3 porty)
4 1 (přímo z BCM2835 čipu) 1 Micro-USB (přímo z BCM2835 čipu)
video vstup 15-pin rozhraní Mipi kamerový (CSI) konektor, který se používá s kamerou Raspberry Pi nebo
s Raspberry Pi noir kamerou
2× rozhraní Mipi (CSI) žádný rozhraní pro připojení fotoaparátu Mipi (CSI)
(rev 1.3)
video výstupy HDMI (rev 1.3) kompozitní video (RCA konektor), Mipi zobrazovací rozhraní (DSI) HDMI
(rev 1.3), kompozitní video (3,5mm jack TRRS), displej rozhraní Mipi (DSI) pro základní LCD panelů
HDMI (rev 1.3), kompozitní video (RCA jack), displej rozhraní Mipi (DSI) HDMI (rev 1.3), kompozitní video (3,5mm jack TRRS), displej rozhraní Mipi (DSI) HDMI, 2× Mipi displej rozhraní (DSI), kompozitní video Mini-HDMI 1080p60, kompozitní video přes GPIO
audio vstupy skrze I²S
audio výstupy analog přes 3,5 mm jack; digitální přes HDMI a jako revize 2 desky, I²S analog, HDMI, I²S Mini-HDMI, stereo zvuk prostřednictvím PWM na GPIO
on-board úložný prostor SD, MMC, slot SDIO karty MicroSDHC slot SD, MMC, slot SDIO karty MicroSDHC slot 4 GiB eMMC flash paměť čipů MicroSDHC
síť žádný 10/100 Mbit Ethernet (8P8C) USB adaptér na USB hubu 10/100 Mbit Ethernet, 802.11n, Bluetooth 4.1 žádný
periferní nízkoúrovňové zařízení GPIO
a doplňky, které mohou být také použity jako GPIO: UART, I²C bus, SPI bus, I²S audio 3,3 V, 5 V, zem
17× GPIO
a HAT ID bus
8× GPIO 17× GPIO 46× GPIO 40× GPIO
jmenovité výkony 300 mA (1,5 W) 200 mA (1 W) 700 mA (3,5 W) 600 mA (3,0 W) 800 mA (4,0 W) 200 mA (1 W) ~ 160 mA (0,8 W)
zdroj energie 5 V přes MicroUSB nebo GPIO
rozměry 85,60 mm × 56,5 mm (3,370 × 2,224 × v),
bez vyčnívajících konektorů
65 mm × 56,5 mm × 10 mm

85,60 mm × 56,5 mm, bez vyčnívajících konektorů
67,6 mm × 30 mm
65 mm × 30 mm × 5 mm

hmotnost 31 g (1,1 unce) 23 g (0,81 unce) 45 g (1,6 unce) 7 g (0,25 unce) 9 g
konzole Micro-USB kabel nebo sériový kabel s napájecím konektorem, volitelný GPIO
generace 1 1 + 1 1 + 2 3 N / A PCB verze 1.2 PCB verze 1.3
Typ Model A Model B Výpočetní modul Zero

Konektory[editovat | editovat zdroj]

Pi Zero[editovat | editovat zdroj]

Model A/A+[editovat | editovat zdroj]

Model B/B+[editovat | editovat zdroj]

Software[editovat | editovat zdroj]

Výrobce Raspberry Pi nabízí k počítači jako operační systémy ARMové verze linuxových distribucí Debian a Arch. Výrobce též ohlásil práce na systému Rasdroid pro Raspberry Pi[6] založeném na systému Android 4.0.

Dne 28. února 2014 uvolnila firma Broadcom ovladač grafického procesoru použitého v Raspberry Pi, pod Open Source BSD licencí. V té souvislosti nadace Raspberry Pi Foundantion vyhlásila, že první, kdo na Raspberry Pi přizpůsobí a rozběhne hru Quake III, obdrží prémii 10 000 dolarů.[7] Raspberry Pi neobsahují žádné rozhraní pro pevný disk nebo SSD – pro zavedení systému a trvalé uchování dat je určen slot na microSD kartu.

Původní Raspberry Pi[editovat | editovat zdroj]

  • Operační systém Raspbian (Debian pro Raspberry Pi)
    • Raspbian 2014-09 – nová verze s Javou 8, Mathematica 10, Sonic Pi 2. Též obsahuje Minecraft Pi.[8]
    • Raspbian 2014-12 – nová verze, updaty, upgrady a fixy[9][10]
  • Operační systém Arch Linux pro Raspberry Pi
  • Operační systém Razdroid (založeno na systému Android – protože je v Raspberry Pi použit mikroprocesor z rodiny ARM, je srovnatelný s běžným smartphonem)[11][12]
  • Firefox OS byl pro Raspberry Pi připravován[13]
  • Java[14][15]
  • Programovací jazyk Python
  • Programovací jazyk Wolfram[16] – programovací jazyk použitý programem Mathematica
    • Programovací jazyk Wolfram nyní obsahuje nástroj, jehož pomocí umí rozpoznávat objekty na obrázku[17]

Raspberry Pi 2[editovat | editovat zdroj]

Kromě standardního systému Raspbian jsou pro Raspberry Pi 2 k dispozici i alternativní operační systémy, které pro starší modely nebyly k dispozici:

Raspberry Pi 3[editovat | editovat zdroj]

Rozšiřující desky[editovat | editovat zdroj]

Pro Raspberry Pi vzniklo několik neoficiálních rozšiřujících desek, které umožňují například komunikaci po RS232, nebo třeba pomocí RF modulů, řízení DC motoru.[25]

UniPi Board[editovat | editovat zdroj]

Jedná se o rozšiřovací modul pro minipočítač Raspberry Pi. Deska využívá všechny důležité vlastnosti v rámci řízení a ovládání, které Raspberry Pi nabízí. Jedná se o mix vstupů a výstupů, které jsou využívány pro sledování a zároveň umožňují ovládání sledovaných zařízení. Nejsou nutné kabely na propojení Raspberry Pi s relátky, vstupy ani dalšími prvky desky. Díky I2C rozhraní vyvedenému na externí konektor lze připojit mnoho dalších periferií (teoreticky až 128) – například obvody pro řízení relé, LED, vstupy apod. UART má na starost připojení NFC čtečky karet.

  • 8× 5A@250V relé
  • 14× digitální vstup 5–30 V
  • 1wire modul
  • 1× analogový vstup 0–10 V
  • 2× analogový výstup 0–10 V
  • Modul reálného času
  • Možnost připojení rozšiřujících relé modulů a vstupů
  • EEPROM paměť
  • Notifikační diody, pro zobrazení stavu

Gertboard[editovat | editovat zdroj]

Gertboard není oficiálním produktem nadace Raspberry Pi Foundantion, ale je vyvinut Gert Van Loo, který se podílel i na vývoji alfa verze Raspberry Pi.[26]

Na rozšiřující desce je:[27]

Gertboard se připojuje k Raspberry Pi přes 26žilový plochý kabel. V oficiálním prodeji je v současné době dostupný pouze jako stavebnice, zájemce si tedy musí osadit desku sám.[26]

Raspberry Pi výpočetní modul[editovat | editovat zdroj]

Je primárně určen pro připojení k vlastní desce plošných spojů.[28][29] Obsahuje zejména:

  • Procesor BCM2835 z rodiny ARM11 taktovaný na 700 MHz
  • Grafický procesor VideoCore IV, podporující OpenGL ES 2.0, 1080p30, MPEG-4
  • 512 MiB RAM sdílených s grafickou kartou
  • 4 GiB eMMC flash paměti, která je ekvivalentem SD karty v klasickém Raspberry Pi (je tedy softwarově kompatibilní)

Toto všechno je integrováno na malé, 67,6 × 30mm destičce pasující do standardního DDR2 SODIMM konektoru (jde o stejný typ konektoru, který je použit pro paměť laptopů). Zmíněná flash paměť je připojena přímo k procesoru na destičce, ale zbývající procesorová rozhraní jsou k dispozici uživateli přes piny konektoru.

Raspberry výpočetní mudul byl uvolněn pod licencí BSD jako Open Hardware.[30]

Raspberry Pi vstupně-výstupní modul[editovat | editovat zdroj]

Vstupně/výstupní modul je určen pro spolupráci s výpočetním modulem. Obsahuje zejména napájení, konektory a rozhraní klasického Raspberry Pi, jako:

Raspberry Pi VGA Adaptér[editovat | editovat zdroj]

Adaptér (Gert's VGA Adapter) pro připojení VGA monitoru k Raspberry Pi model B+. Jde vlastně o pasivní digitálně-analogový převodník, který se připojuje na GPIO konektor. Umí přenést až rozlišení 1920×1024 bodů na 60 fps. Návrh je k dispozici na GitHubu.[31][32][33] Skládá se z:

HDMIPi, displej pro Raspberry Pi[editovat | editovat zdroj]

HDMIPi je displej primárně určený pro Raspberry Pi, ale na rozdíl od jiných malých displejů má rozlišení 1280×800 při velikosti 9 palců. Prodává se za 75 liber, tj. asi 2 700Kč.[34]

Kamera[editovat | editovat zdroj]

Rozšiřující modul kamery se připojuje pomocí plochého flexibilního kabelu do CSI konektoru umístěného mezi audio-video výstupem a HDMI portem. Kamera poskytuje pro video rozlišení 1080p, 720p a 640×480. Rozměry modulu jsou 25×20×9 mm.

Odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Raspberry Pi Foundation. New product launch! Introducing Raspberry Pi Model B+ [online]. . Dostupné online. (anglicky) 
  2. ABCLinuxu [online]. Nitemedia s. r. o. Dostupné online. ISSN 1214-1267.  
  3. Raspberry Pi Foundation. Made in the UK! [online]. 2012-9-6, [cit. 2012-09-08]. Dostupné online. (anglicky) 
  4. ARM Ltd. Cortex™-A7 MPCore™ Technical Reference Manual [online]. 2013. Dostupné online. (anglicky) 
  5. HOLČÍK, Tomáš. Raspberry Pi 2 se nerado fotí s bleskem. Lupa.cz [online]. CN Invest a.s., 2015-02-09 [cit. 2015-02-13]. Dostupné online. ISSN 1213-8991.  
  6. Raspberry Pi Foundation. Android 4.0 is coming! [online]. http://sel4.systems,+2012-07-31, [cit. 2017-04-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  7. JEŽEK, David. Broadcomm uvolnil dokumentaci a ovladač pro GPU Raspberry Pi pod BSD licencí! [online]. CDR server s.r.o., 2014-03-03, [cit. 2017-04-25]. Dostupné online.  
  8. Vyšla nová verze distribuce Raspbian 2014-09
  9. Raspbian 2014-12-24
  10. Vánoční Raspbian a nový NOOBS
  11. Android na Raspberry Pi
  12. Android Pi Wiki
  13. Mozilla chystá Firefox OS pro Raspberry Pi
  14. Integrating NetBeans for Raspberry Pi Java Development
  15. How to deploy, debug and profile Java on the Raspberry Pi
  16. Mathematica 10 už je zdarma k dispozici pro Rapsberry Pi
  17. [1]
  18. Raspberry Pi 2: Mnohokrát rychlejší a s podporou Windows 10
  19. Debian Jessie pro Rasbperry Pi 2
  20. HUDSON, Nick. Raspberry PI 2 support added. NetBSD Blog [online]. 2015-03-09 [cit. 2015-03-10]. Dostupné online.  (anglicky) 
  21. LARABEL, Michael. NetBSD Now Supports The Raspberry Pi 2. Phoronix [online]. Phoronix Media, 2015-03-10 [cit. 2015-03-10]. Dostupné online.  (anglicky) 
  22. a b Raspberry Pi 2 a Windows 10 IoT Core
  23. Windows compatible hardware development boards – Raspberry Pi 2
  24. Introducing seL4 4.0.0 [online]. http://sel4.systems,+2016-12-13, [cit. 2017-01-25]. Dostupné online. (anglicky) 
  25. elinux.org-RPi_Expansion_Boards [online]. 2017‎-02-28, [cit. 2012-09-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  26. a b Raspberry Pi Foundation. Gertboard is here! [online]. 2012-08-06, [cit. 2012-09-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  27. FEN LOGIC Ltd. Gertboard user manual Rev 1.0 (PDF) [PDF online]. 2012-08-06, [cit. 2012-09-20]. Dostupné online. (anglicky) 
  28. Raspberry Pi Foundation. Raspberry Pi Compute Module: new product! [online]. 2014-04-07, [cit. 2014-04-09]. Dostupné online. (anglicky) 
  29. VOŘÍŠEK, Lukáš. Raspberry Pi bude ještě svižnější: Nově si zahrajeme i Quake 3 ve Full HD [online]. CDR server s.r.o., 2014-04-02, [cit. 2014-04-09]. Dostupné online. (česky) 
  30. BOŘÁNEK, Roman. Výpočetní modul pro Rasbperry Pi je open hardware. Root.cz [online]. Internet Info, s.r.o. Dostupné online. ISSN 1212-8309.  
  31. CALETKA, Ondřej. Samostatný VGA výstup z Raspberry Pi. www.root.cz [online]. Internet Info, s.r.o., 2014-09-11 [cit. 2014-09-12]. Dostupné online. ISSN 1212-8309.  
  32. Raspberry Pi Foundation. Gert’s VGA Adapter [online]. 2014-09-10, [cit. 2014-09-12]. Dostupné online. (anglicky) 
  33. http://github.com/fenlogic/vga666 Passive VGA adapter 666 for Raspberry-Pi B+
  34. HDMIPi, displej pro Raspberry Pi, jde do distribuce

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]