RP2040 – první jednočip od Raspberry Pi

Mikrokontrolér Raspberry Pi RP2040 pohánějící Raspberry Pi Pico a řadu dalších nových jednočipových počítačů od společností Adafruit, Arduino, Pimoroni a Sparkfun je ode dneška v prodeji i samostatně! Podívejme se, co se děje uvnitř tohohle malého černého čipu.

Výpočetní výkon

RP2040 má dva 32bitové procesory ARM Cortex-M0+ pracující na frekvenci až 133 MHz (nebo ještě více, pokud chcete zkusit přetaktování). Výkon mikrokontrolérů je trochu složitější než například výkon PC, protože záleží na kompromisu mezi velikostí, výkonem a cenou. S výkonem by němel být problém. RP2040 je více než schopný pro většinu běžných případů použití. Kromě toho má RP2040 v zaváděcí paměti ROM optimalizované rutiny pro práci s plovoucí desetinnou čárkou, které zvyšují jeho rychlost.

PŘEČTĚTE SI VÍCE: První Pico krůčky v MicroPythonu

Komunikační protokoly

RP2040 je skvělý mikrokontrolér, ale pro sestavení svého projektu budete pravděpodobně potřebovat i další součástky, a to znamená, že budete potřebovat i způsob, jak s nimi komunikovat. Aby to bylo rychlé a snadné, má RP2040 hardwarovou podporu dvou sběrnic I²C, dvou sběrnic SPI a dvou sběrnic UART. Pokud to nestačí, nebo chcete připojit esoteričtější hardware, můžete využít programovatelný vstup a výstup (PIO), což je nová unikátní metoda pro efektivní zpracování přicházejících nebo odcházejících dat. Více informací o PIO najdete v HackSpace.

Nízký odběr

Jádra Cortex M0+ v počítači Pico nespotřebovávají při běžném provozu mnoho energie, ale pokud potřebujete dlouhou výdrž na baterii, může to být příliš. Naštěstí mají několik funkcí, které pomáhají vytěžit maximum z omezených zdrojů energie. Režimy spánku a nečinnosti mohou snížit spotřebu energie desky Pico na přibližně 1 mA. V těchto stavech nemůže Pico nic zpracovávat, ale může čekat na určitou událost (například časový signál z RTC na GPIO pinu), probudit se a provést určitou úlohu (například přečíst senzor a naměřenou hodnotu uložit).

Dvě jádra

Pico má dvě jádra Cortex-M0+ a každé z nich umí stejnou sadu věcí. To například umožňuje věnovat jedno jádro pouze spuštění rozhraní (nebo sadě výstupů), zatímco druhé přijímá data a zpracovává je. To vám samozřejmě umožňuje provádět více zpracování v daném čase, ale stejně tak to může být užitečné pro zjednodušení kódu. Pokud máte něco, co vyžaduje neustálou pozornost (například animaci, která má probíhat plynule, nebo datový tok, který potřebuje neustálé zpracování), můžete jedno jádro věnovat pouze tomu, zatímco druhé jádro zpracovává všechny pomocné úlohy. Váš kód, který je kritický z hlediska časování, pak může běžet bez přerušení a ostatní kousky kódu se mohou podělit o procesorový čas na druhém jádře.

Kompletně propojená sběrnice

Uvnitř černého pouzdra RP2040 se toho děje poměrně hodně – obsahuje dvě procesorová jadra, periferie pro mnoho protokolů a PIO – a to vše potřebuje přístup do paměti. Plně propojená sběrnicová struktura poskytuje rychlý a předvídatelný výkon, i když se toho děje v jednom čase víc.

PŘEČTĚTE SI VÍCE: První Pico krůčky v C/C++

Vlastní Raspberry Pi RP2040 si můžete pořídit na RPishop.cz jak samostatně, tak i na desce, jako je například Raspberry Pi Pico.