Raspberry Pi 设计了自己的 MCU 以及 4 美元的开发板

Raspberry Pi 设计了自己的微控制器 (MCU) RP2040，并基于新的 MCU Raspberry Pi Pico 推出了一款新的 4 美元开发板，可使用 C 和 MicroPython 进行编程。

RP2040 采用双核 Arm Cortex-M0+ 处理器，具有 264KB 内部 RAM，并支持高达 16MB 的片外闪存。范围广泛的灵活 I/O 选项包括 I2C、SPI 以及可编程 I/O (PIO)。 Raspberry Pi 的首席运营官 James Adams 在博客中表示：“我们为 RP2040 制定了三个主要设计目标：高性能，尤其是整数工作负载；灵活的 I/O，让我们几乎可以与任何外部设备通话；当然，成本低，以消除进入壁垒。我们最终得到了一个非常强大的小芯片，将所有这些都塞进了一个 7 × 7 毫米的 QFN-56 封装中，该封装仅包含两平方毫米的 40 纳米硅。”

他补充说，凭借 6 个独立的 RAM 组和位于其总线结构核心的全连接交换机，可以轻松安排内核和 DMA 引擎并行运行而不会发生争用。此外，由于 Cortex-M0+ 缺少浮点单元，Raspberry Pi 委托 Qfplib 库的作者 Mark Owen 进行优化的浮点函数；这些比它们的 GCC 库等价物快得多，并且被许可用于任何基于 RP2040 的产品。

Adams 说：“RP2040 具有两个快速内核和大量片上 RAM，是机器学习应用的绝佳平台。对于高级用户，我们提供完整的 C SDK、基于 GCC 的工具链和 Visual Studio Code 集成。对于初学者和其他喜欢高级语言的用户，我们与 MicroPython 的创建者 Damien George 合作，为 RP2040 构建了一个完善的端口；它展示了芯片的所有硬件功能，包括我们创新的 PIO 子系统。我们的朋友 Aivar Annamaa 为流行的 Thonny IDE 添加了 RP2040 MicroPython 支持。”

在他的博客中，亚当斯解释了生产自己的芯片的原因。他说，Raspberry Pi 在帮助连接软件和硬件世界方面非常成功，迄今为止已售出 3700 万台。然而，他说现有的电路板确实有限制——例如，Raspberry Pi Zero 的功耗约为 100mW；树莓派本身不支持模拟输入；虽然可以在 Raspberry Pi 上运行“裸机”软件，但在 Linux 等通用操作系统下运行的软件不太适合对单个 I/O 引脚进行低延迟控制。

他补充说，许多应用程序倾向于将其 Raspberry Pi 与微控制器配对。虽然 Raspberry Pi 可能执行计算、网络访问和存储，但微控制器处理模拟输入和低延迟 I/O。

因此，通过制造自己的芯片，它可以提高性能、I/O 和成本。他说，在开发 RP2040 的过程中，他们吸取了在 Raspberry Pi 产品中使用其他微控制器的经验教训。

除了微控制器和电路板外，Raspberry Pi 还表示，它还一直在与各种合作伙伴合作，以创建基于 RP2040 硅平台的各种其他电路板，以及用于 Raspberry Pi Pico 的配件。这些合作伙伴包括 Adafruit、Arduino、Pimoroni 和 Sparkfun。

RP2040 的主要特性

• 双核 Arm Cortex-M0+ @ 133MHz
• 264KB（还记得千字节吗？）片上 RAM
• 通过专用 QSPI 总线支持高达 16MB 的片外闪存
• DMA 控制器
• 内插器和整数分频器外设
• 30 个 GPIO 引脚，其中 4 个可用作模拟输入
• 2 个 UART、2 个 SPI 控制器和 2 个 I2C 控制器
• 16 × PWM 通道
• 1 × USB 1.1 控制器和 PHY，支持主机和设备
• 8 × Raspberry Pi 可编程 I/O (PIO) 状态机
• 支持 UF2 的 USB 大容量存储启动模式，用于拖放编程。

4 美元的董事会

除了新的微控制器外，该公司还推出了 4 美元的开发板，即 Raspberry Pi Pico。这将 RP2040 与 2MB 闪存和支持 1.8-5.5V 输入电压的电源芯片配对。这使得 Pico 可以通过多种电源供电，包括串联两节或三节 AA 电池，或单节锂离子电池。

Pico 板提供一个按钮，可用于在启动时进入 USB 大容量存储模式，也可用作通用输入，以及单个 LED。它将 RP2040 上 30 个 GPIO 引脚中的 26 个（包括四个模拟输入中的三个）暴露到 0.1 英寸间距焊盘；接头可以焊接到这些焊盘上，或者它们的齿形边缘使 Pico 可以直接焊接到载板上。批量客户将能够购买预先卷好的 Pico 设备。 Pico PCB 布局是与 RP2040 芯片和封装共同设计的：一个两层 PCB，带有一个坚固的接地平面和一个 GPIO 突破口，Adams 说这“很好用”。

RP2040、Raspberry Pi Pico 和软件开发套件 (SDK) 的完整技术规格，无论是用于 C/C++ 还是 MicroPython，均可在此处获得。