樹莓派[為學習計算機編程教育設計的一種微型電腦]

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Raspberry Pi(中文名為“樹莓派”,簡寫為RPi,(或者RasPi / RPI) 是為學習計算機編程教育而設計),只有信用卡大小的微型電腦,其系統基於Linux。 隨著Windows 10 IoT的發布,我們也將可以用上運行Windows的樹莓派。 自問世以來,客群多計算機發燒友和創客的追捧,曾經一“派”難求。別看其外表“嬌小”,內“心”卻很強大,視頻、音頻等功能通通皆有,可謂是“麻雀雖小,五臟俱全”。

基本信息

微型電腦

樹莓派電腦 B型Rev1 樹莓派電腦 B型Rev1

樹莓派由註冊於英國的慈善組織“Raspberry Pi 基金會”開發,Eben·Upton/埃·厄普頓為項目帶頭人。2012年3月,英國劍橋大學埃本·阿普頓(Eben Epton)正式發售世界上最小的台式機,又稱卡片式電腦,外形只有信用卡大小,卻具有電腦的所有基本功能,這就是Raspberry Pi電腦板,中文譯名"樹莓派"。這一基金會以提升學校計算機科學及相關學科的教育,讓計算機變得有趣為宗旨。基金會期望這 一款電腦無論是在開發中國家還是在已開發國家,會有更多的其它套用不斷被開發出來,並套用到更多領域。在2006年樹莓派早期概念是基於Atmel的 ATmega644單片機,首批上市的10000“台”樹莓派的“板子”,由中國台灣和大陸廠家製造。

它是一款 基於ARM的微型電腦主機板,以SD/MicroSD卡為記憶體硬碟,卡片主機板周圍有1/2/4個USB接口和一個10/100 乙太網接口(A型沒有網口),可連線鍵盤、滑鼠和網線,同時擁有視頻模擬信號的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口,以上部件全部整合在一張僅比信用卡稍大的主機板上, 具備所有PC的基本功能只需接通電視機和鍵盤,就能執行如電子表格、文字處理、玩遊戲、播放高清視頻等諸多功能。 Raspberry Pi B款只提供電腦板,無記憶體、電源、鍵盤、機箱或連線。

樹莓派的生產是通過有生產許可的三家公司Element 14/Premier Farnell、RS Components及Egoman。這三家公司都在網上出售樹莓派。現在,你可以在諸如京東、淘寶等國區域網路站購買到你所想要的樹莓派。

樹莓派基金會提供了基於ARM的Debian和Arch Linux的發行版供大眾下載。還計畫提供支持Python作為主要程式語言,支持Java、BBC BASIC (通過 RISC OS 映像或者Linux的"Brandy Basic"克隆)、C 和Perl等程式語言.

各版本參數

型號A型A+型B型B+型2代B型 3代B型 3代B+型
SOC BroadcomBCM2835(CPU,GPU,DSP和SDRAM,USB) Broadcom BCM2836Broadcom BCM2837
CPU ARM1176JZF-S核心(ARM11系列)700MHz ARM Cortex-A7 (ARMv7系列) 900MHz (四核心)ARM Cortex-A53 1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8 CPUARM Cortex-A53 CPU
GPU Broadcom VideoCore IV,OpenGL ES 2.0,1080p 30 h.264/MPEG-4 AVC高清解碼器
記憶體 256 MB(與GPU共享,可以理解為集成顯示卡的顯存與記憶體共享) 512MB1GB (LPDDR2)1GB
USB 2.0接口 個數 1(支持USB hub擴展) 24
視頻輸入15-針頭 MIPI 相機 (CSI) 界面,可被樹莓派相機或樹莓派相機(無紅外線版)使用
影像輸出 RCA視頻接口輸出(僅1代B型有此接口),支持PAL和NTSC制式,支持HDMI (1.3和1.4),
解析度為640 x 350 至 1920 x 1200 支持PAL 和NTSC制式。
音源輸出 3.5mm插孔,HDMI電子輸出或I²S
板載存儲 SD/MMC/SDIO卡插槽 MicroSD卡插槽SD / MMC / SDIO卡插槽MicroSD卡插槽MicroSD卡插槽
網路接口 10/100乙太網接口
  • 10/100乙太網接口
  • 802.11n Wireless LAN
  • Bluetooth 4.1
  • Bluetooth Low Energy (BLE)
千兆乙太網
外設 8個GPIO, 外加下列外設(亦可當作GPIO使用):UART、I²C、帶兩個選擇的SPI匯流排,+3.3 V、+5 V、地線 17個GPIO及HAT規格鋪設除A型所擁有之外設之外,亦有4個GPIO可供用戶使用(需自行焊接電路)17個GPIO及HAT規格鋪設
額定功率 300mAH(1.5W) 200mAH(1W)700mAH(3.5W)600mAH(3.0W)800mAH(4.0W)
電源輸入 5V / 通過MicroUSB或GPIO頭
45g23g45g
總體尺寸 85.60 x 53.98 mm 65 × 56.5 × 10 mm85 x 56 x 17mm
作業系統 Debian GNU/Linux 、Fedora、Arch Linux 、RISC OS,詳見: 2代B型以上型號還將支持Windows10 IoT

不同版本

早期

樹莓派早期有A和B兩個型號,主要區別:A型:1個USB、無有線網路接口、功率2.5W,500mA、256MB RAM;B型:2個USB、支持有線網路、功率3.5W,700mA、512MB RAM。

樹莓派model B 樹莓派model B+

2014年7月和11月樹莓派分別推出B+和A+兩個型號 ,主要區別:Model A沒有網路接口,將4個USB連線埠縮小到1個。另外,相對於Model B來講,Model A記憶體容量有所縮小,並具備了更小的尺寸設計。Model A可以說是Model B廉價版本。雖說是廉價版本,但新型號Model A也支持同Model B一樣的MicroSD卡讀卡器、40-pin的GPI連線連線埠、博通BCM2385 ARM11處理器、256MB的記憶體和HDMI輸出連線埠。

從配置上來說,model B+使用了和model B相同的BCM2835晶片和512MB記憶體,但和前代產品相比較,B+版本的功耗更低,接口也更豐富。model B+將通用輸入輸出引腳增加到了40個,USB接口也從B版本的2個增加到了4個,除此之外,model B+的功耗降低了約0.5W到1W,舊款的SD卡插槽被換成了更美觀的推入式microSD卡槽,音頻部分則採用了低噪供電。從外形上來看,USB接口被移到了主機板的一邊,複合視頻移到了3.5mm音頻口的位置,此外還增加了四個獨立的安裝孔。

樹莓派A型與B型的區別

樹莓派A型內置256MB記憶體,帶一個USB連線埠,不帶有線網接口。

樹莓派B型內置512MB記憶體,帶兩個USB連線埠,帶100M有線網接口。

註:在2012年10月15日前發售的B型機器記憶體為256MB。

樹莓派B型與B+型的區別

2014年7月, “樹莓派B+”版本發布,依然採用 BCM2835 處理器以及和上一代樹莓派相同的系統軟體。記憶體也依然是512MB;但是在以下幾處關鍵部件做了改進:

● 更多的 GPIO 針腳,40針!(老版本是26針)

● 更多的USB接口,比老版本多2個,4個!並且對熱插拔和過流保護做了改良。

● 用Micro SD插口替換了老的SD插口。

● 更低的功耗,降低了功耗0.5~1W。

● 音頻最佳化,音頻電路採用了專用的低噪音電源。

● 更簡潔的外形,B+版本將USB接口和電路板邊沿對齊了、移除AV接口,並在主機板上做了4個固定孔,方便固定。

樹莓派2 相比前代

● CPU 單執行緒速率為提升 1.5 倍(up by 1.5x)

● Sunspider 跑分提升 4 倍(4x faster)

● 基於 NEON 的多核視頻解碼速率提升 20 倍(20x faster)

● SysBench 整體多執行緒 CPU 分數為舊版的 6 倍(6x)

樹莓派2B型與樹莓派B型的區別

● 搭載900MHz 的四核處理器(900MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU ),預計性能6倍於之前的B+版本。

● 1GB LPDDR2 SDRAM,2倍於之前的B+版本。

● 與1代完全兼容。

由於CPU已經升級到 ARM Cortex-A7 系,所以樹莓派2將支持運行全系列的 ARM GNU/Linux 發行版。包括 Ubuntu 甚至 微軟的 Windows 10。

紅版樹莓派

2013年2月國內廠商深圳韻動電子取得了該產品在國內的生產及銷售許可權,為了便於區分市場,樹莓派基金會規定韻動電子在中國大陸銷售的樹莓派一律採用紅色的PCB,並去掉FCC及CE標示,從此,紅板樹莓派便來到了國內廣大的樹莓派愛好者身邊……

樹莓派3B型與樹莓派2B型的區別

2016年2月, “樹莓派3B版本發布。

● 搭載1.2GHz 的64位四核處理器(ARM Cortex-A53 1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8 CPU)。

● 增加802.11 b/g/n無線網卡。

● 增加低功耗藍牙4.1適配器。

● 最大驅動電流增加至2.5A。

功能

用Raspberry Pi 能做什麼?

就像其他任何一台運行Linux 系統的台式計算機或者攜帶型計算機那樣,利用Raspberry Pi 可以做很多事情。當然,也難免有一點點不同。普通的計算機主機板都是依靠硬碟來存儲數據,但是Raspberry Pi 來說使用SD 卡作為“硬碟”,你也可以外接USB 硬碟。利用Raspberry Pi 可以編輯Office 文檔、瀏覽網頁、玩遊戲—即使玩需要強大的圖形加速器支持的遊戲也沒有問題,如《雷神之錘》(Quake )。

Raspberry Pi 的低價意味著其用途更加廣泛,將其打造成卓越的多媒體中心也是一個不錯的選擇。利用Raspberry Pi 可以播放視頻,甚至可以通過電視機的USB 接口供電。

圖書

愛上Raspberry Pi:Matt Richardson / Shawn Wallace著;李凡希譯,科學出版社 (2013-10齣版)

Raspberry Pi Python編程入門 Raspberry Pi Python編程入門

Raspberry Pi Python 編程入門 :Simon Monk 著;姜斐祚 譯,科學出版社(2014-02-01出版)

Raspberry Pi快速入門指南:Maik Schmidt著;王峰、王江偉、王汝波譯,科學出版社(2014-01出版)

樹莓派套用速成 網路套用秘方:(美)Rick Golden 著;符鵬飛 譯,科學出版社(2014-5-1出版)

樹莓派套用速成 Raspbmc媒體中心 :(美)Rick Golden 著;符鵬飛 譯,科學出版社(2014-5-1出版)

配件

SD 卡(預裝系統)

USB 鍵盤和滑鼠

有HDMI 接口的顯示器或電視機

HDMI 信號線

USB 電源

Micro-USB 連線線

WiFi 適配器*(USB 無線網卡)

USB HUB*

HDMI 轉VGA 的轉接器*

網線*

外殼*

* 為可選

安裝作業系統

準備工作:

1.一張8G以上的SD卡(樹莓派3使用micro SD卡),最好是高速卡,推薦Class4以上的卡,因為卡的速度直接影響樹莓派的運行速度

2.下載樹莓派系統鏡像檔案 (見 參考資料)

3.Windows下安裝鏡像的工具:Win32DiskImager (見 參考資料)

安裝實戰:

1.解壓下載的系統鏡像壓縮檔案,得到img鏡像檔案

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2.將SD卡使用卡托或者讀卡器後,連上電腦

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3.解壓並運行Win32DiskImager工具

4.在軟體中選擇系統鏡像的img檔案,“Device”下選擇SD卡的盤符,然後點擊“Write”

然後就開始安裝系統了,根據你的SD卡的速度,安裝過程有快有慢

5.安裝結束後會彈出完成對話框,說明安裝就完成了,如果不成功,請關閉防火牆一類的軟體,重新插入SD卡進行安裝

請注意安裝完,Windows系統下看到SD卡的剩餘容量只剩幾十MB了,這是正常現象,因為linux下的分區Windows下是看不到的!

大家可以使用分區軟體查看SD卡,就能看到linux下的分區

其中Ext3區屬於linux的檔案系統,就和Windows的檔案系統NTFS、FAT32、FAT16一樣

Swap區為linux的虛擬記憶體區,主要在物理記憶體不夠用的時候,做快取用

啟動

1.2G以上安裝了樹莓派系統的SD卡

2.5V/700mA以上的usb接口電源,推薦用1.5A以上的

3.USB接口的鍵盤滑鼠一套

4.HDMI線,用於接顯示器,或者HDMI轉VGA的,HDMI轉DVI的,主要看你的顯示器接口

安裝樹莓派:

1.先將安裝好系統的SD卡插入樹莓派

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2.再將usb接口的鍵盤和滑鼠接上樹莓派3.接上HDMI線

3.接上電源線,並打開電源

© 啟動樹莓派:

1.按照上面的步驟上電後顯示器會有文字,如果顯示器沒有顯示,可能hdmi線或者轉接頭有問題,請檢查

2.正常會停在用戶和密碼登入界面(系統是debian),請輸入用戶名:pi,密碼:raspberry ,如果你發現鍵盤按鍵沒有反應,說明兼容問題,請換鍵盤試試,

3.步驟1後出現這個界面,可能USB接口電源不足,沒法給你的鍵盤滑鼠供電了,請換一個鍵盤或者配合用帶電源的HUB一起使用

4.正確輸入用戶和密碼後,就出現以下界面,說明樹莓派已經正常啟動了

5.鍵盤輸入“startx”啟動圖形界面,到此為止你的樹莓派就正常啟動完成了!

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