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Raspberry Pi Hardware

Raspberry Pi Hardware

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Ein Raspberry Pi ist, direkt gesagt nur eine Platine mit ein paar Mikrochips drauf. Im Verbund ergeben die verschiedenen Microchips einen kleinen Minicomputer in der Größe einer Scheckkarte, der technisch einem TabletPC oder einem Smartphone gleicht. Der Prozessor gehört zur Familie der ARM-Prozessoren, die auch in den meisten Smartphones und TabletPCs verbaut sind.

Die Idee von vom Raspberry Pi Board gibt es schon seit dem Jahr 2006. Ursprünglich war das Board mit einem 22,1 MHz getakteten Atmel ATmega644 bestückt der einen internen Ram von 512 KB aufweist. Diese Idee wurde aber bald verworfen und ein Leistungsfähiger Rechner genommen. Mit dem Board verfolgt die Raspberry-Pi-Stiftung das Ziel, Kinder, Jugendlichen und Interessenten mit Hilfe einer preisgünstigen Hardware das Programmieren näher zu bringen. Es ist, so finde ich, ein guter Versuch, mit einem kleinem Spielzeug der breiten Masse die Technik von heute näher zu bringen. Ein Ziel der Organisation ist es auch den Informatik-Unterricht in Schulen interessanter zu gestalten, um Schüler mehr für die Technik ihrer Zeit zu begeistern, so dass sie sich auch in ihrer Freizeit damit beschäftigen.

Mit dem Raspberry Pi erhält man für nur wenig Geld einen ARM11-Linux-Rechner mit integriertem Grafikprozessor (GPU) für ca. 35 €. Für viele Programmierer und Hobbybastler bietet sich mit dem System die Möglichkeit die bisher einfachen Mikrocontroller basierenden Systeme um ein leistungsfähiges Embedded-System mit Betriebssystem und den damit entstehenden Vorteilen zu ergänzen. Weiterhin bietet es den reinen PC-Programmieren die Chance, dass sie mit diesem Board teilweise in die Welt der hardwarenahen Programmierung einsteigen, ohne dabei auf den Luxus eines Betriebssystems verzichten zu müssen. Bisher war es nicht wirklich möglich einfach mal schnell einen kleinen Temperatursensor über I2C oder SPI mit einem Computer auszulesen, ohne einen weiteren Prozessor dazwischen zu haben.

Zwar muss man bei Arbeiten mit der grafischen Bedienoberfläche des Raspberry Pi etwas Geduld mitbringen, denn hier kommt der eingesetzte ARM11 schnell an seine Grenzen. Programme wie Mediaplayer laufen wiederum wesentlich flüssiger, da hier die spezielle GPU des Controllers ins Spiel kommt und für ordentlich Power sorgt.

Das Raspberry Pi Board

  • scheckkartengroßer Single-Board-Computer, Abmessungen 85,6×53,98×17mm
  • SoC Broadcom BCM2835 (CPU, GPU, DSP und SDRAM)    
  • CPU: 700 MHz ARM1176JZF-S Core (ARM11-Familie)    
  • GPU: Broadcom VideoCore IV, OpenGL ES 2.0, 1080p30, H.264/MPEG-4 AVC High Profile Decoder    
  • 256 MB SDRAM    
  • Video Out: Composite RCA, HDMI    
  • Audio Out: 3,5-mm-Audiobuchse, HDMI    
  • Speicherkarten: SD, MMC, SDIO Card Slot    
  • 10/100-Mbit/s-Ethernet RJ45    
  • 2 × USB 2.0    
  • microUSB-Port zur Stromversorgung

Ein ARM1176JZFS mit Floating Point Unit und 700 MHz Taktfrequenz ist auf dem Board für die Programmabarbeitung verantwortlich und kommt mit einer Taktfrequenz von 700 MH. In diesem ist ein leistungsfähigen Grafikprozessor (GPU), der SoC BCM2835 integriert, der eine Videoausgabe in Blu-ray-Qualität mit einer Datenkompression gemäß H.264 bei 40 Mbit/s erlaubt. Unter Verwendung der unterstützten OpenGL-ES2.0- und OpenVG-Bibliotheken wird somit auch eine schnelle 3D-Darstellung möglich.

Zubehör

Bei den kommenden Projekte wird das Board mit den verschiedensten Komponenten über USB oder andere Schnittstellen verknüpft. Bei der Auswahl dieses Zubehörs sollte jedoch einen Blick auf die offizielle Kompatibilitätsliste werfen, damit zum Beispiel die neue Webcam auch gut mit dem Board arbeitet. Für den Anschluss externer Microchips-Hardware wie Speicher, Sensoren oder untergeordnete Controller steht eine 26-polige Stiftleiste zur Verfügung. Auf der Stiftleiste sind verschiedene GPIOs, I2C, Uart und SPI Interfaces von dem Controller herausgeführt, so dass man für die Kommunikation die hardwareseitig vorgesehenen Module nutzen kann.
Bei den verschiedenen Projekten muss man nur beachten, dass die Pins des Raspberry Pi Boards mit 3,3V Pegeln arbeiten und diese nicht 5V tolerant sind. Für die Kommunikation mit 5V Chips muss daher ein sogenanntes Converter Board zur Pegelanpassung verwendet werden.

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