【導(dǎo)讀】樹莓派對于開源硬件的設(shè)計(jì)者或者學(xué)習(xí)者并不陌生。樹莓派在開源硬件中屬于最基礎(chǔ)也最實(shí)用的電腦。那么樹莓派到底是什么？有適合什么樣的學(xué)習(xí)者或者開發(fā)者呢？本文就一一進(jìn)行詳細(xì)介紹。
樹莓派是“Raspberry Pi”的中文譯名，簡寫為RPi，或者RasPi/RPi。
什么是樹莓派？raspberrypi.org網(wǎng)站上大抵是這樣描述的，樹莓派是低成本的只有信用卡大小的卡片式電腦，可以連接計(jì)算機(jī)顯示器或電視機(jī)，能夠支持標(biāo)準(zhǔn)鍵盤和鼠標(biāo)。它適合于各個年齡段的人學(xué)習(xí)使用，比如能夠用來學(xué)習(xí)如何用Scratch和Python這樣的語言來編程。它能夠做一切你期望臺式電腦能做的事，從瀏覽網(wǎng)頁、播放高清視頻，到制作電子表格、進(jìn)行文字處理，還能夠玩游戲。
更重要的是，樹莓派具有與外部世界互動的能力，并已經(jīng)廣泛用于一些數(shù)字設(shè)備項(xiàng)目，從音樂設(shè)備到環(huán)境監(jiān)控，DIY手機(jī)，甚至基于樹莓派的超級電腦等等。
樹莓派是一款基于Linux系統(tǒng)的單板機(jī)電腦。它由英國的樹莓派基金會所開發(fā)，目的是以低價硬件及自由軟件刺激在學(xué)校的基本的計(jì)算機(jī)科學(xué)教育。樹莓派被賦予的希望是，能夠幫助全世界的孩子學(xué)習(xí)編程，并能夠了解計(jì)算機(jī)是如何工作的。(樹莓派創(chuàng)始人Eben Upton分享樹莓派發(fā)展歷程與創(chuàng)新應(yīng)用的點(diǎn)點(diǎn)滴滴)
目前為止，通過開發(fā)者社區(qū)的共同努力，Raspberry Pi已經(jīng)可以運(yùn)行 WebKit、LibreOffice、Scratch、Pixman、XBMC/Kodi、libav、PyPy、Raspbian、Ubuntu 等眾多開源系統(tǒng)和程序。
樹莓派的特點(diǎn)是：具有強(qiáng)大的運(yùn)算性能，以及開源硬件的易用性。
樹莓派是一臺功能完整的迷你電腦，一臺完整的電腦所擁有的功能，樹莓派全都有（只是體積變得更?。?。樹莓派除了能完成傳統(tǒng)嵌入式能夠做到的網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控、網(wǎng)絡(luò)傳感、音頻解碼等等外，還能完成視頻解碼、機(jī)器視覺、3D游戲等等。
首先，已經(jīng)有了編程基礎(chǔ)，直接上手樹莓派是完全可以的。如果沒有編程基礎(chǔ)或者想要玩軟硬結(jié)合的，還是建議從PC編程或者Arduino、單片機(jī)開始學(xué)習(xí)。
對于DIYer或者愛好者，樹莓派是絕妙的東西。因?yàn)椋恍枰ㄙM(fèi)太多的時間就能獲得讓人驚訝的成果。寫程序可以參考PC上的Linux程序編寫教程，因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)協(xié)議、圖形庫這些都是現(xiàn)成的，省去了很多麻煩。但是，凡事有利也有弊，雖然樹莓派是開源硬件，但是實(shí)際上它的底層Bootloader和核心數(shù)據(jù)手冊是閉源的。這對于應(yīng)用開發(fā)沒有影響，但如果是想要借助此學(xué)習(xí)ARM Linux基礎(chǔ)開發(fā)這些的話，就不適合了。
此外，如果是要量產(chǎn)產(chǎn)品，一般來說，基于樹莓派方案的成本會高于基于傳統(tǒng)單片機(jī)的方案。
為了更好的理解樹莓派的特點(diǎn)，這里有兩個對比例子：
STM32 VS 樹莓派
以網(wǎng)絡(luò)視頻監(jiān)控為例：STM32的開發(fā)流程是這樣的．硬件選型一設(shè)計(jì)PCB一焊接一調(diào)試硬件一編寫DCMI和RMII驅(qū)動一移植TCP／IP協(xié)議棧一調(diào)整攝像頭驅(qū)動一編寫網(wǎng)頁服務(wù)器程序一完成。其中涉及的代碼量非常大，不過好在都比較基礎(chǔ)，愛好者還能應(yīng)付一下。而樹莓派的開發(fā)流程則完全不一樣：買一臺樹莓派和一個攝像頭一把攝像頭連接到樹莓派上一在樹莓派上安裝一個監(jiān)控軟件一完成，簡直就像玩一樣，半個小時就能完成。
Arduino VS 樹莓派
大家伙的第一個項(xiàng)目可能往往都是一些類似LED點(diǎn)燈這樣的東西。在Arduino上，這包括將LED燈和電阻連接到兩個管腳上，然后上傳大概8行代碼，搞定。而對于樹莓派——假設(shè)你已經(jīng)安裝好了一個功能完整的操作系統(tǒng)，而且已經(jīng)按你希望的方式設(shè)置完成——然后你需要安裝一些程序庫來幫助你控制GPIO引腳（那就是你連接其他組件的地方）。殺雞不用牛刀嘛，對不對？
樹莓派各版本有何差別？
一代樹莓派配備一枚700MHz博通出產(chǎn)的ARM架構(gòu)BCM2835處理器，256MB內(nèi)存（B型已升級到512MB內(nèi)存），使用SD卡當(dāng)作存儲媒體，且擁有一個Ethernet、兩個USB接口、以及HDMI（支持聲音輸出）和RCA端子輸出支持。操作系統(tǒng)采用開源的Linux系統(tǒng)如Debian、ArchLinux，自帶的Iceweasel、KOffice等軟件。分A、B兩種型號，售價分別是A型25美元、B型35美元。
圖1 樹莓派的各種接口參考
[page] 樹莓派A型與B型的區(qū)別
樹莓派A型內(nèi)置256MB內(nèi)存，帶一個USB端口，不帶有線網(wǎng)接口。
樹莓派B型內(nèi)置512MB內(nèi)存，帶兩個USB端口，帶100M有線網(wǎng)接口。
注：在2012年10月15日前發(fā)售的B型機(jī)器內(nèi)存為256MB。
樹莓派B型與B+型的區(qū)別
2014年7月，“樹莓派B+”版本發(fā)布，依然采用 BCM2835 處理器以及和上一代樹莓派相同的系統(tǒng)軟件。內(nèi)存也依然是512MB;但是在以下幾處關(guān)鍵部件做了改進(jìn)：
● 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！并且對熱插拔和過流保護(hù)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。
● 音頻優(yōu)化，音頻電路采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，并在主板上做了4個固定孔，方便固定。
圖2 樹莓派 40Pin 引腳對照表
2015年2月2日，樹莓派基金會宣布了樹莓派升級版“樹莓派2”已開始銷售。在作出下列硬件升級的同時，依然維持了35美元的售價。樹莓派2采用4核Broadcom BCM2836 (ARMv7-A)芯片、雙核VideoCore IV GPU和1GB內(nèi)存，其余配置與樹莓派B+型一致，除了支持第一代樹莓派支持的操作系統(tǒng)外，樹莓派2將能夠運(yùn)行Windows 10以及Snappy Ubuntu Core。
樹莓派2 相比前代
● CPU 單線程速率為提升 1.5 倍（up by 1.5x）
● Sunspider 跑分提升 4 倍（4x faster）
● 基于 NEON 的多核視頻解碼速率提升 20 倍（20x faster）
● SysBench 整體多線程 CPU 分?jǐn)?shù)為舊版的 6 倍（6x）
樹莓派2B型與樹莓派B型的區(qū)別
● 搭載900MHz 的四核處理器（900MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU ），預(yù)計(jì)性能6倍于之前的B+版本。
● 1GB LPDDR2 SDRAM，2倍于之前的B+版本。
● 與1代完全兼容。
由于CPU已經(jīng)升級到 ARM7 系，所以樹莓派2將支持運(yùn)行全系列的 ARM GNU/Linux 發(fā)行版。包括 Ubuntu 甚至 微軟的 Windows 10。
圖3
相關(guān)閱讀：
DIY：樹莓派+L298N制作遙控小車攻略
DIY 2合1樹莓派電源小case，不到100元
案例分析：打造以“樹莓派”為核心的多串口多總線服務(wù)器
