RP2040 MCU如何成為受歡迎的開發(fā)板芯片

Raspberry Pi SBC 是當今最受歡迎的開發(fā)板選項之一。Raspberry Pi 有多種口味，從 Raspberry Pi 2、3 和 4 到 Raspberry Pi 零和零 W“制造商”板?，F在，Raspberry Pi 基金會更進一步，發(fā)布了自己的處理器：RP2040 MCU。

Raspberry Foundation 于 2021 年 1 月推出的其首款采用強大的國產 RP2040 芯片的 MCU 開發(fā)板。該開發(fā)板俗稱 Raspberry Pi Pico，因其 4 美元的最低價格和可編程 IO 而獲得了廣泛關注。此外，RP2040 芯片為該板提供了更多功能，使其成為開發(fā)板的完美選擇。

揭開樹莓派 RP2040 的秘密

讓我們進一步了解 RP2040 SoC，了解它為何如此受歡迎的開發(fā)板芯片。除了架構硬件設計之外，一些因素使其在其他芯片中脫穎而出。

以下是其中一些因素：

133 MHz 的高頻時鐘

RP2040 SoC 是一款 32 位雙核芯片，采用 ARM Cortex M0+，運行頻率為 133 MHz。因此，RP2040 芯片比同類主板中的其他選項快得多，例如 Pico，其芯片具有 10-20 MHz 范圍內的低頻時鐘。

這些內核還可以支持高達 400 MHz 的超頻頻率，使其在密集型應用程序中速度更快。

支持機器學習應用程序

由于 RP2040 SoC 的兩個內核都以相對較高的速度工作，因此該芯片支持相當高的計算數據處理能力。這使其適用于需要大量數據處理能力的機器學習用例，這在與 TensorFlow Lite Micro 兼容的基于 RP2040 的開發(fā)板的創(chuàng)建者中并沒有丟失。

其中一些板支持人檢測、手勢檢測和語音識別等應用。但稍后會詳細介紹。

更大的 RAM 和閃存

只有當內存帶寬也增加時，更高頻率的時鐘才有用。RP2040 配備 264 KB RAM，比許多主流 MCU 上常見的 32 KB RAM 大得多。

此外，RP2040 芯片具有 2 MB 閃存，通過 QSPI 連接器支持 16 MB 外部閃存。

低功耗

RP2040 SoC 具有低動態(tài)功耗以及多種低功耗模式。低額定功率為電池供電應用提供了靈活性，因此在移動應用中非常有用。

雖然 RP2040 的額定功率高于競爭芯片，但其高速內核及其產生的性能證明了能耗是合理的。

制造成本低

RP2040 由 Raspberry Pi Foundation 在 40 nm TSMC 硅晶圓上制造，采用 7 × 7 mm QFN-56 SMD 封裝設計。系統(tǒng)外圍設備的緊湊集成縮小了外形尺寸并降低了芯片的制造成本。

基于RP2040的開發(fā)板概述

如前幾節(jié)所述，許多硬件公司已經發(fā)布了采用 Raspberry Pi Foundation 的 RP2040 SoC 的 MCU 開發(fā)板。但是，其他開發(fā)板往往是為特定用例設計的，并帶有一些附加功能。

Adafruit 的 RP2040 開發(fā)板

Adafruit 設計了兩個 RP2040 開發(fā)板，Adafruit Feather 和 Adafruit ItsyBitsy。兩款開發(fā)板都通過 CircuitPython、MicroPython 和 C/C++ 語言提供靈活的軟件支持。

此外，板上庫存的 264 KB RAM 和 4MB SPI 閃存為固件和應用程序代碼留下了充足的空間，可以充分利用。

Adafruit Feather RP2040 帶有 21 個 GPIO 引腳，少于 Adafruit ItsyBitsy 的 23 個 GPIO 引腳。Adafruit Feather 的外形尺寸為 50.8 mm x 22.8 mm x 7 mm，而 Adafruit ItsyBitsy 的外形尺寸為 36 mm x 18 mm x 4 mm。

Arduino Nano RP2040 連接板

Arduino 硬件本身具有 Raspberry Pi 的 SoC 的事實使得開發(fā)板很受歡迎。當然，這是因為 RP2040 硬件的性能和強大的 Arduino 軟件支持使其成為開發(fā)人員和愛好者的理想選擇。

Arduino Nano RP2040 連接板的成本有點高，因為它帶有 Wi-FI 和藍牙連接。這為具有無線技術以及各種物聯網應用理念的創(chuàng)新嵌入式開發(fā)項目開辟了許多途徑。

SparkFun 的 RP2040 開發(fā)板

SparkFun 開發(fā)了兩個 RP2040 開發(fā)板，SparkFun Micro Pro - RP2040 和 SparkFun Thing Plus - RP2040。這兩款開發(fā)板都配備了與其他基于 RP2040 的開發(fā)板相同的 264 KB SRAM 和 16 MB 閃存。但是 30 個 GPIO 引腳，包括 ADC 引腳和一個 WS2812 可尋址 LED，在兩塊板之間是通用的，但這些特性使它們在某些競爭中脫穎而出。

SparkFun Micro Pro 支持 C/C++ 和 MicroPython，而 SparkFun Thing Plus 也支持 CircuitPython。尺寸方面，SparkFun Micro Pro 比 SparkFun Thing Plus 小。

RP2040 機器學習開發(fā)板

由于 RP2040 芯片提供高速雙核和高頻時鐘，各種 RP2040 開發(fā)板一直致力于機器學習用例。例如，Arducam Pico4ML 板和 SparkFun 的 MicroMod RP2040 卡就成為了機器學習應用的最佳選擇。

Arducam Pico4ML 配備板載 LCD 和各種傳感器，適用于人員檢測、手勢檢測和語音識別。RP2040 芯片與這些傳感器的集成為經濟實惠的機器學習應用提供了不錯的選擇。

SparkFun MicroMod RP2040 M.2 附加卡可與不同的 SparkFun 載板配合使用，例如 SparkFun 的 ML 載板，帶有兩個麥克風和一個 3 軸加速度計，用于實時數據收集。因此，SparkFun MicroMod 卡與 ML 載板的集成開辟了大量機器學習用例。

RP2040 SoC的普及

RP2040 的高速、低功耗和低成本使其成為 MCU 開發(fā)板的熱門選擇。除了本文提到的開發(fā)板之外，還有幾家公司正在開發(fā) RP2040 開發(fā)板。

審核編輯：郭婷