Computer a scheda singola Raspberry Pi
Computer a scheda singola Raspberry Pi
L'oggetto di questo articolo sarà una introduzione al progetto Raspberry Pi, la sua genesi e le evoluzioni subite in questi anni a partire dall'anno 2006 ad oggi.http://www.raspberrypi.org/
Lo sviluppo del dispositivo nacque all'interno dei progetti volti alla diffusione presso soprattutto i bambini e le scuole del Regno Unito dell'informatica.I linguaggi di programmazione di elezione originari erano il Python,il Perl ma anche linguaggi compilati come il C oltre che tutto quanto sia supportato dal sistema operativo basato su kernel Linux.La prima generazione di Raspberry Pi era basata sull'impiego di un microcontrollore prodotto da ATMEL precisamente l'AT Mega644.http://it.wikipedia.org/wiki/Atmel . Le generazioni fin qui susseguitesi sono il model A,A+,B,B+ e l'ultima la più recente ed anche potente dal punto di vista computazionale puro la 2
.
Tutti i modelli hanno il loro fulcro attorno a SoC (sistemi su chip integranti processore centrale a nucleo ARM ad set di istruzioni "ridotto" RISC,memoria ram che varia dai 256 Mib del model A,passando per i 512 MiB del model B, sino a giungere al GiB del model 2), con porte Ethernet a partire dal modello B,porta di uscita ad alta definizione HDMI,uscita conforme allo standard GPIO (http://it.wikipedia.org/wiki/General_Purpose_Input/Output).
Il successo di tale piattaforma (in competizione ad esempio con la piattaforma Arduino http://it.wikipedia.org/wiki/Arduino_%28hardware%29) ha prontamente valicato i confini dell'uso prettamente educativo per divenire successo planetario.Oggi con Raspberry Pi si possono realizzare sistemi di elaborazione e controllo dati e periferiche esterne i più vari e variegati da applicazioni nel campo della domotica,passando per realizzazione di server home made di tempo utilizzanti il protocollo N.T.P, fino ad arrivare a veri e propri media center.I sistemi operativi installabili su memoria a stato solido in forma di schede di memoria S.D vanno da distribuzioni Linux fino a Windows 10 (in una versione apposita) installabile sul model 2.Quella che segue è una analisi più nel dettaglio dell'hardware di cui sono dotati i vari modelli di Raspberry Pi.I modelli A/A+/B/B+ sono tutti costruiti e progettati attorno come detto al system on a chip di produzione Broadcom BCM2835.Tale componente ad alto livello di integrazione integra al proprio interno una cpu ARM1176JZ-F,una sottosistema grafico basato sulla graphics processing unit Broadcom VideoCore IV con supporto allo standard OpenGL ES 3.0 e codec H.264 MPEG 4,un digital signal processor ed 256 MiB di memoria SDRAM (synchronous dynamic R.A.M).
La central processing unit ha frequenza di clock nominale di 700 MHz ed appartiene alla famiglia ARM11 di processori a 32 bit con, tra l'altro il sottosistema Jazelle dedicato alla esecuzione di codice Java ormai oggi onnipresente in ogni dove (soprattutto in moltissimi smartphone di una o due generazioni indietro a quelle correnti ad oggi 25 febbraio 2015) http://www.arm.com/products/processors/classic/arm11/arm1176.php
La g.p.u integrata è in grado di riprodurre filmati in standard 1080p30 ovvero 1080 linee in scansione non interlacciata con frequenza di 80Hz.E' prevista anche una uscita video composito attraverso apposito connettore R.C.A. Il video composito si contraddistingue dal video a componenti per il fatto di avere le informazioni componenti il video (luminanza,crominanza, sincronismi d'immagine e di colore) miscelate in un unico flusso. Con qualità finale peggiore rispetto a sistemi di trasporto delle informazioni di colore e luminanza separate.
La connesione Ethernet L.A.N e l'hub U.S.B nella versione 2.0 sono gestiti da un circuito integrato Microchip LAN9512 http://www.microchip.com/wwwproducts/Devices.aspx?product=LAN9512 singola porta sulle versioni A e doppia porta U.S.B sulle versioni B.Una limitazione esiste sulla possibilità di collegare periferiche alle porte U.S.B ovvero il limite è stabilito in carico massimo di 100mA per porta laddove in ambito personal computer è garantita la possibilità di pilotaggio di carichi entro le specifiche dell'universal serial bus ovvero 500 mA http://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/usb/README.md le specifiche Raspberry A/B e varianti parlano chiaramente di possibilità di incorrere in condizioni di abbassamento dei livelli di alimentazione alla scheda in caso di collegamento a caldo di periferiche ad "elevato assorbimento" in corrente.Il sottosistema Ethernet prevede le due velocità di trasmissione 10/100 Mbit/secondo con connessione RJ45.
Per quanto riguarda il sottosistema di alimentazione .Il dispositivo è alimentato con connettore micro U.S.B a +5Volt corrente continua.Le richieste all'alimentatore (esterno che può essere anche quello utilizzato per uno smartphone) sono correlate al numero e tipo di periferiche U.S.B/collegate attraverso l'interfaccia GPIO.Di solito si raccomanda di non scendere al di sotto di 1000 mA.
Interfaccia general purpose input-output connessa al SoC BCM2835.Connessi ad appositi pin del BCM2835 esistono 3 banchi che possono essere configurati come ingressi o come uscite con tensione di alimentazione VDD +3Volt corrente continua.Internamente connesse le resistenze di pullout richieste per attivare la rispettiva porta con filtraggio a trigger di Schmitt.E' possibile utilizzare i pin dell'interfaccia come generatori di richieste di interruzione dirette verso il nucleo della c.p.u.
Ovviamente esiste on board anche una interfaccia di tipo S.P.I (serial peripheral interface) per la interconnessione tra processore e circuiti ausiliari.Interfaccia tra master e slave a cinque fili originariamente concepita da SONY.
Caratteristica degna di nota comune a tutti i modelli di Raspberry Pi è la assenza di un sottosistema che a nostro giudizio era invece necessario integrare da subito ovvero un real time clock con apposita batteria.I dati di tempo e data vanno impostati ad ogni avvio a caldo e vengono persi allo spegnimento.
Le differenze sostanziali del modello 2 rispetto alle precedenti versioni riguardano:
1) utilizzo di un SoC BCM2836 quad core ARMv7 Cortex 7
2) 1 GiB (Gibibyte) di memoria low power DDR2
http://www.raspberrypi.org/raspberry-pi-2-on-sale/
E' prevista completa compatibilità all'indietro con tutto il software e periferiche prodotte per le precedenti versioni di Raspberry Pi con l'importante novità di poter disporre di una apposita distribuzione di Windows 10 appena sarà disponibile.
Inoltre su tutta la linea Raspberry Pi è possibile installare una versione del notissimo e diffusissimo software di calcolo simbolico e numerico (e moltissimo altro unitamente ad un proprio linguaggio simil LISP interno) Mathematica 10 di Stephen Wolfram http://www.raspberrypi.org/mathematica-10/
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