TFT:
(1)RPi上拖稿,RPi下、Arduino、BBB、CubieBoard1/2延期,非常抱歉。
(2)我将参加SegmentFault在深圳制汇节的活动,届时欢迎关注SgF的相关报道!

提到开源硬件,我们就从近两年最火爆的Raspberry Pi “树莓派”开始。

Raspberry Pi

Raspberry Pi问世于2012年,是尺寸仅有信用卡大小的一个小型电脑,基于ARM架构。公认的译名为“树莓派”,通常简称为Ras-Pi、RPi。

树莓派的开发者是英国的树莓派基金会(The Raspberry Pi Foundation)。树莓派使用博通(Broadcom)公司的核心芯片,这也是目前已知唯一的博通处理器的开发平台。


▲ 一台安装了外壳(非标配)并连接了USB外设的“树莓派”主机

历史

树莓派的最主要设计者是剑桥大学Eben Upton博士,他也是目前树莓派基金会的带头人。

2006年Eben在剑桥大学发现,学校计算机专业入学申请者的编程能力,明显呈现出逐年下降的趋势。以前的申请者都是真正的少年黑客,而现在的能写过几个静态网页就很不错了。

Eben认为这个现象的成因是昂贵的PC不适合给青少年们实践编程知识。青少年需要一个廉价、好玩、易定制,不怕折腾,不易损坏的开发平台。因此Eben以20世纪80年代英国的一种家用电脑BBC Micro为蓝本,提出了树莓派硬件的最初设想。BBC Micro在概念和功能上,和我国20世纪90年代的各种“学习机”非常相似。


▲ 英国的BBC Micro,和中国的“中华学习机”(Apple II兼容型微机)。这种概念构成了树莓派的灵感来源

而后随着2008年智能手机硬件的发展,廉价而性能足够强劲的移动处理器芯片,为树莓派的问世铺平了道路。之后Eben成立了树莓派基金会,宣布树莓派的目标为“造价25美元,运行Linux,信用卡尺寸,可以连接电视机,有高清视频播放能力”。

这个新硬件诱人的性能特点,吸引了包括媒体、计算机爱好者、软件开发者、硬件极客在内多方的注意。因此树莓派在2012年一开始发售,就出现了异常火爆的场面,甚至基金会一度需要通过限购手段满足市场需求。

经过基金会和社区长时间锲而不舍的努力,树莓派如今已经成为了软硬件资料最为丰富,开发者中最为流行的硬件设备。其中过程不再一一详述,但必须强调的是:初期火爆之后还能长时间坚持推广和开发,才是树莓派项目最可贵的地方

硬件配置

树莓派根据配置的高低分为A型和B型。两种型号只有资源多寡略有差异,电路板和软件都没有任何区别。

项目 内容 注解
系统核心 Broadcom BCM2835 包含CPU, GPU, 内部总线, 1个USB Host端口
处 理 器 ARM1176JZF-S @ 700MHz ARM11系列,ARMv6指令集
图形核心 Broadcom VideoCore IV 内置高至1080P@30fps的H.264视频硬解
内  存 SDRAM,与显存共享 A型256MB,B型512MB
存  储 无内置存储,使用SD卡
电  源 5V,microUSB或GPIO端口 要求供电能力:A型300mA,B型700mA
网  络 100Mbps有线以太网 A型无内置网络,AB型均可加装USB无线网卡
外设端口 USB 2.0 A型1个,B型2个
显示设备 1. HDMI端口,支持自定义分辨率
2. 模拟视频接口(复合视频, RCA莲花线)
3. DSI液晶模块接口
HDMI高至1920x1200
模拟视频支持NTSC/PAL制式
音频设备 标准3.5mm立体声输出 无音频输入,可加装USB声卡
摄 像 头 CSI摄像头模块接口
底层扩展 26pin标准2.54mm间距GPIO端口 包含I2C, SPI, UART串口功能
支持5V工作电源输入/输出
尺寸规格 85.6 mm x 56 mm,重45g
操作系统 多种Linux发布版
(Debian, Arch, Fedora等)
另有非Linux系统的RISC OS
官方标价 A型25$,B型35$
国内价格 B型¥240~280(主流) A型货源极其稀少而不计
  • 价格均只含树莓派裸板,不含运行所必需的存储卡、电源或其他外设。
  • 树莓派只在2012年年中,对电路布局做过一次微小改动推出了“修正版(Rev.2)”,根本不足以称为“第二代”。
  • 目前出货的树莓派,均采用“修正版(Rev.2)”的电路板图,最初版图的产品已经不再出货。
  • 基金会表示短时间内没有推出第二代硬件的计划。

购买的理由与优势

基本合理的性价比

在当前流行的高性能ARM开发板的范围内,树莓派是最低价的产品。字面意思,不需要任何解释。

其他开发板基本需要¥300以上的投入,而树莓派由于货源广泛、竞争充分,现在已经能做到¥240~280的价格。这个价格范围已经非常接近$35直接换算为人民币的字面价格。

而在这个价格上,树莓派提供的性能也是合理的。ARM11核与512M的内存已经足够提供一般的计算性能。

开发厂商的不懈投入

软件的开发对于充分发挥开发平台的性能至关重要。没有软件的开发动作,硬件做的再牛也是一堆废铁,或者说只是一些可望而不可及的“可能性”,不能让用户真正的受益。

树莓派基金会在这一点上是非常积极的,主导了数项紧密联系树莓派硬件,直接惠及开发者与用户的软件项目。目前已经取得进展的成果例举几项:

  • 向用户免费提供树莓派专版的Mathematica和Wolfram Language
  • 向用户免费提供树莓派专版的Minecraft for Pi
  • 替代X11的新一代底层显示服务器Wayland
  • 编译显示驱动,以及运行开源游戏《雷神之锤3》的Step by Step指导
  • ……

这一点和部分厂商卖出硬件,抛出少的可怜的资料就算完事大吉的作风形成了鲜明的对比。我希望请所有的读者注意这一点:

大肆宣传硬件有什么什么样的NB能力,而不提供(或不努力去提供)必要的软件支持去证明之,这种厂家和骗子没有任何区别。

社区的广泛参与

树莓派的广泛流行,让开源社区的开发者们也为树莓派贡献了很多的成果。包括定制操作系统的整体镜像,二次开发函数库,自定义软件等,不一而足。例举几项:

  • WiringPi, RPi.GPIO等底层总线操作库
  • RaspBMC, OpenELEC等家庭媒体中心专用系统
  • RetroPi, PiMAME等游戏主机模拟器专用系统
  • 自由免费的《The MagPi》树莓派月刊
  • ……

讨论和交流的便利

做一名树莓派的用户是幸福的。

树莓派的使用人数最为广泛,网络上专门的论坛、网站、博客众多,所以出现问题很容易直接找到针对树莓派的直接答案,而不必“曲线救国”先寻找台式机Linux的做法再去套用到自己的硬件上。

另外树莓派问世并最初推广于英语文化圈。由于其交流气氛更加良好,更加注重版权与分享,因此出了问题即使中文资料比较缺乏,也相对较容易用英文搜索得到答案。这一点也很值得一提。

最后由于树莓派本身没有版本区别,整个社区集中在一个硬件上做事,因此互相交流经验、分享技术方案乃至于直接交换系统镜像,都不会碰到任何的障碍,非常方便。

下篇预告

树莓派作为最流行的硬件开发设备之一,有值得赞的地方,就当然有必须喷的地方,没有不正常。

所以下篇我们将大开喷戒,写一写树莓派所有已知的坑。

我们将在下篇最后,给树莓派下一个总评,并给出我们作为普通开发者对这个硬件购买与否,以及如何看待的建议。

下篇已经发布!《开源硬件平台全新简介 (2) Raspberry Pi “树莓派”(下): 问题与总评》

Rwing · 2014年04月10日

哈哈, 辛苦了,挺想搞一个玩玩的, 所以一直关注着,每天一刷,发现都没更新....

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Humphry · 2014年04月02日

哈哈哈这不是Fakefish的脸嘛

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programath · 2014年04月02日

不错,期待下篇。博主辛苦了, 博主加油!

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Yofine · 2014年04月02日

坐等楼主下集开喷

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Fakefish · 2014年04月02日

被发现了TAT

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Rwing · 2014年04月09日

(下)呢!!!!!!

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沙渺 作者 · 2014年04月09日

稍微饶我一下——Maker Faire出差刚回来(这两天都创作MF观展报道去了),明天上班就开始写,请持续关注

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刘群at青岛 · 8月1日

下篇的网页链接失效

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1

非常感谢详尽的报告。以上文章是我2014年在sf任职时的职务创作,在离职之后就没有继续维护和检查。我近期会看一下。

沙渺 作者 · 8月2日
载入中...
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