树莓派

(微型电脑)

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Raspberry Pi(中文名为“树莓派”,简写为RPi,(或者RasPi / RPI) [1]  是为学习计算机编程教育而设计),只有信用卡大小的微型电脑,其系统基于Linux [2]  随着Windows 10 IoT的发布,我们也将可以用上运行Windows的树莓派。 [3] 
自问世以来,受众多计算机发烧友和创客的追捧,曾经一“派”难求。别看其外表“娇小”,内“心”却很强大,视频、音频等功能通通皆有,可谓是“麻雀虽小,五脏俱全”。 [4] 
中文名
树莓派 [1] 
外文名
Raspberry Pi [1] 
简    写
RPi
用    处
Linux开发等
开发组织
Raspberry Pi 基金会
型    号
A/A+/B/B+/2代B型/3代B型/3代B+型/Compute Module/4代B型
内    存
256MB/512MB/1GB/2GB/4GB/8GB
网    站
raspberrypi.org

树莓派微型电脑

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树莓派电脑 B型Rev1 树莓派电脑 B型Rev1
树莓派由注册于英国的慈善组织“Raspberry Pi 基金会”开发,Eben·Upton/埃·厄普顿为项目带头人。2012年3月,英国剑桥大学埃本·阿普顿(Eben Epton)正式询赠纸发售世界上最小的台式机,又称卡片式电脑,外形只有信用卡大小,却具有电脑的所有基本功能,这就是Raspberry Pi电脑板,中文译名"树莓派"。这一基金会以提升学校计算机科学及相关学科的教育,让计算机变得有趣为宗旨。基金会期望这 一款电脑无论是在发展中国家还是在发达国家,会有更多的其它应用不断被开发出来,并应用到更多领域。在2006年树莓派早期概念是基欠承您棕于Atmel的 ATmega644单片机,首批上市的10000“台”树莓派的“板子”,由中渗验禁国台湾和大陆厂家制造。
它是榜抹殃一款基于ARM的微型电脑主板,以SD/MicroSD卡为内存硬盘,卡片主板周围有1/2/4个USB接口和一个10/100 以太网接口(A型没有网口),可连接键盘、鼠标和网线,同时拥有视频模拟信号的电视输出接口和HDMI高清视频输出接口,以上部件全部整合在一张仅比信用卡稍大的主板上,具备所有PC的基本功能只需接通电视机和键盘,就能执行如电子表格、文字处理、玩游戏、播放高清视频等诸多功能。 Raspberry Pi B款只提供电脑板,无内存、电源、键盘、机箱或连线。
树莓派的生产是通过有生产许可的三家公司Element 14/Premier Farnell、RS Components及Egoman。这三家公司都在网上出售树莓派。你可以在夜请龙谜诸如京东、淘宝等国内网站购买到你所想要的树莓派。
树莓派基金会提供了基于ARM的Debian和Arch Linux的发行版供民棕大众下赠墓雄载。还计划提供支持Python作为主要编程语言,支持Java、BBC BASIC (通过 RISC OS 映像或者Linux的"Brandy Basic"克隆)、C 和Perl等编程语言.

树莓派各版本参数

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型号
A型
A+型
B型
B+型
2代B型
3代B型
3代B+型
CM3 [5] 
4代B型 [6] 
SOC [7] 
BroadcomBCM2835(CPU,GPU,DSP和SDRAM,USB)
Broadcom BCM2836
Broadcom BCM2837
Broadcom BCM2837(B0)
Broadcom BCM2837
BroadcomBCM2711
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 CPU
ARM Cortex-A53 1.4GHz 64-bit quad-core ARMv8 CPU
ARM Cortex-A53 1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8 CPU
Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit @ 1.5GH
GPU
Broadcom VideoCore IV,OpenGL ES 2.0,1080p 30 h.264/MPEG-4 AVC高清解码器
VideoCore VI,H.265 (4Kp60 decode),H.264 (1080p60 decode, 1080p30 encode),OpenGL ES 3.0 graphics
内存
256 MB(与GPU共享,可以理解为集成显卡的显存与内存共享)
512MB
1GB (LPDDR2)
1GB
1GB
1GB/2GB/4GB LPDDR4
USB接口 个数
1 * USB2.0(支持USB hub扩展)
2* USB2.0
4* USB2.0
0
2 × USB 3.0 ports
2 × USB 2.0 ports
视频输入
15-针头 MIPI 相机 (CSI) 界面,可被树莓派相机或树莓派相机(无红外线版)使用
csi
csi
2-lane MIPI CSI camera port
影像输出
RCA视频接口输出(仅1代B型有此接口),支持PAL和NTSC制式,支持HDMI (1.3和1.4),
分辨率为640 x 350 至 1920 x 1200 支持PAL 和NTSC制式。
hdmi/dpi/dsi
2 × micro HDMI ports (up to 4Kp60 supported)
2-lane MIPI DSI display port
composite video port
音源输出
3.5mm插孔,HDMI电子输出或I²S
hdmi
hdmi/stereo audio
板载存储
SD/MMC/SDIO卡插槽
MicroSD卡插槽
SD / MMC / SDIO卡插槽
MicroSD卡插槽
MicroSD卡插槽
SD/eMMC
Micro SD card slot
网络接口
无(可外部扩展)
10/100以太网接口
  • 10/100以太网接口
  • 802.11n Wireless LAN
  • Bluetooth 4.1
  • Bluetooth Low Energy (BLE)
千兆以太网
802.11ac Wireless LAN(2.4G/5G双频)
Bluetooth 4.2
BLE
●Gigabit Ethernet
●2.4 GHz and 5.0 GHz IEEE 802.11ac wireless
●Bluetooth 5.0 BLE
外设
8个GPIO, 外加下列外设(亦可当作GPIO使用):UART、I²C、带两个选择的SPI总线,+3.3 V、+5 V、地线
17个GPIO及HAT规格铺设
除A型所拥有之外设之外,亦有4个GPIO可供用户使用(需自行焊接电路)
17个GPIO及HAT规格铺设
48x GPIO
Raspberry Pi standard 40 pin GPIO header (fully backwards compatible with previous boards),6 × I2C,6 × UART (muxed with I2C),5 × SPI
额定功率
300mAH(1.5W)
200mAH(1W)
700mAH(3.5W)
600mAH(3.0W)
800mAH(4.0W)
3.5W
电源输入
5V / 通过MicroUSB或GPIO头
增加POE供电
5V
5V DC via USB-C connector (minimum 3A)5V DC via GPIO header (minimum 3A)Power over Ethernet (PoE)–enabled(requires separate PoE HAT)
重量
45g
23g
45g
46g
总体尺寸
85.60 x 53.98 mm
65 × 56.5 × 10 mm
85 x 56 x 17mm
67.6x31mm
88 x 58 x 19.5 mm
(主板尺寸:85 x 56 mm)
操作系统
Debian GNU/Linux 、Fedora、Arch Linux 、RISC OS,详见: [8]  2代B型以上型号还支持Windows10 IoT [9] 

树莓派不同版本

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早期
树莓派早期有A和B两个型号,主要区别:A型:1个USB、无有线网络接口、功率2.5W,500mA、256MB RAM;B型:2个USB、支持有线网络、功率3.5W,700mA、512MB RAM。
树莓派model B+ 树莓派model B+
2014年7月和11月树莓派分别推出B+和A+两个型号 [10-11]  ,主要区别:Model A没有网络接口,将4个USB端口缩小到1个。另外,相对于Model B来讲,Model A内存容量有所缩小,并具备了更小的尺寸设计。Model A可以说是Model B廉价版本。虽说是廉价版本,但新型号Model A也支持同Model B一样的MicroSD卡读卡器、40-pin的GPI连接端口、博通BCM2385 ARM11处理器、256MB的内存和HDMI输出端口。 [11] 
从配置上来说,model B+使用了和model B相同的BCM2835芯片和512MB内存,但和前代产品相比较,B+版本的功耗更低,接口也更丰富。model B+将通用输入输出引脚增加到了40个,USB接口也从B版本的2个增加到了4个,除此之外,model B+的功耗降低了约0.5W到1W,旧款的SD卡插槽被换成了更美观的推入式microSD卡槽,音频部分则采用了低噪供电。从外形上来看,USB接口被移到了主板的一边,复合视频移到了3.5mm音频口的位置,此外还增加了四个独立的安装孔。 [10] 
树莓派A型与B型的区别
树莓派A型内置256MB内存,带一个USB端口,不带有线网接口。
树莓派B型内置512MB内存,带两个USB端口,带100M有线网接口。
注:在2012年10月15日前发售的B型机器内存为256MB。
树莓派B型与B+型的区别
2014年7月,“树莓派B+”版本发布,依然采用 BCM2835 处理器以及和上一代树莓派相同的系统软件。内存也依然是512MB;但是在以下几处关键部件做了改进:
● 更多的 GPIO 针脚,40针!(老版本是26针)
● 更多的USB接口,比老版本多2个,4个!并且对热插拔和过流保护做了改良。
● 用Micro SD插口替换了老的SD插口。
● 更低的功耗,降低了功耗0.5~1W。
● 音频优化,音频电路采用了专用的低噪音电源。
● 更简洁的外形,B+版本将USB接口和电路板边沿对齐了、移除AV接口,并在主板上做了4个固定孔,方便固定。
树莓派2 相比前代
● CPU 单线程速率为提升 1.5 倍(up by 1.5x)
● Sunspider 跑分提升 4 倍(4x faster)
● 基于 NEON 的多核视频解码速率提升 20 倍(20x faster)
● SysBench 整体多线程 CPU 分数为旧版的 6 倍(6x)
树莓派2B型与树莓派B型的区别
● 搭载900MHz 的四核处理器(900MHz quad-core ARM Cortex-A7 CPU ),预计性能6倍于之前的B+版本。
● 1GB LPDDR2 SDRAM,2倍于之前的B+版本。
● 与1代完全兼容。
由于CPU已经升级到 ARM Cortex-A7 系,所以树莓派2将支持运行全系列的 ARM GNU/Linux 发行版。包括 Ubuntu 甚至 微软的 Windows 10。
红版树莓派
2013年2月国内厂商深圳韵动电子取得了该产品在国内的生产及销售权限,为了便于区分市场,树莓派基金会规定韵动电子在中国大陆销售的树莓派一律采用红色的PCB,并去掉FCC及CE标示,从此,红板树莓派便来到了国内广大的树莓派爱好者身边……
树莓派3B型与树莓派2B型的区别
2016年2月,“树莓派3B版本发布。
● 搭载1.2GHz 的64位四核处理器(ARM Cortex-A53 1.2GHz 64-bit quad-core ARMv8 CPU)。
● 增加802.11 b/g/n无线网卡。
● 增加低功耗蓝牙4.1适配器。
● 最大驱动电流增加至2.5A。
树莓派4B型与树莓派3B+型的区别 [12-13] 
北京时间2019年6月24日,“树莓派4B版本发布。
●搭载1.5GHz 的64位四核处理器(Broadcom BCM2711, Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5GHz)
●VideoCore VI GPU,支持 H.265 (4Kp60 decode), H.264 (1080p60 decode, 1080p30 encode),OpenGL ES 3.0 graphics
Raspberry Pi 4 Computer Model B Raspberry Pi 4 Computer Model B
●1GB/2GB/4GB LPDDR4 内存
●全吞吐量千兆以太网 (PCI-E 通道)
●支持Bluetooth 5.0, BLE
●两个USB 3.0和两个USB 2.0 接口
●双micro HDMI输出,支持4K分辨率
●microSD存储系统增加了双倍数据速率支持
●先前版本的microUSB供电接口在树莓派4B型中变更为USB Type-C接口
●驱动电流增加至3A
树莓派4B新SKU,即8GB RAM版本
图为美光LPDDR4颗粒,树莓派4B所用 图为美光LPDDR4颗粒,树莓派4B所用
2020年05月28日,树莓派基金会宣布,推出树莓派4B新SKU,即8GB RAM版本。
为了充分利用8GB RAM,树莓派还开发了基于Debian的64位专用操作系统。
其它方面,8GB版本和4GB/2GB的配置完全一致。
TMHW对树莓派4B 8GB版本的测试显示,Web性能、7zip压缩、APP打开速度等方面,8GB对比4GB甚至不增反减。
另外,在32位系统中,可用RAM为7.8GB,64位系统缩减到了7.6GB。 [14] 

树莓派功能

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用Raspberry Pi 能做什么?
就像其他任何一台运行Linux 系统的台式计算机或者便携式计算机那样,利用Raspberry Pi 可以做很多事情。当然,也难免有一点点不同。普通的计算机主板都是依靠硬盘来存储数据,但是Raspberry Pi 来说使用SD 卡作为“硬盘”,你也可以外接USB 硬盘。利用Raspberry Pi 可以编辑Office 文档、浏览网页、玩游戏—如《雷神之锤》(Quake )。
Raspberry Pi 的低价意味着其用途更加广泛,将其打造成卓越的多媒体中心也是一个不错的选择。利用Raspberry Pi 可以播放视频,甚至可以通过电视机的USB 接口供电。 [4] 

树莓派图书

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爱上Raspberry Pi:Matt Richardson / Shawn Wallace著;李凡希译,科学出版社 (2013-10出版) [4] 
Raspberry Pi Python 编程入门 :Simon Monk 著;姜斐祚 译,科学出版社(2014-02-01出版) [15] 
Raspberry Pi Python编程入门
Raspberry Pi快速入门指南:Maik Schmidt著;王峰、王江伟、王汝波译,科学出版社(2014-01出版) [16] 
树莓派应用速成 网络应用秘方:(美)Rick Golden 著;符鹏飞 译,科学出版社(2014-5-1出版) [17] 
树莓派应用速成 Raspbmc媒体中心 :(美)Rick Golden 著;符鹏飞 译,科学出版社(2014-5-1出版) [18] 

树莓派配件

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SD 卡(预装系统)
USB 键盘和鼠标
有HDMI 接口的显示器或电视机
HDMI 信号线
USB 电源
Micro-USB 连接线
WiFi 适配器*(USB 无线网卡)
USB HUB*
HDMI 转VGA 的转接器*
网线*
外壳*
* 为可选 [4] 

树莓派安装操作系统

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准备工作:
1.一张8G以上的SD卡(树莓派3使用micro SD卡),最好是高速卡,推荐Class4以上的卡,因为卡的速度直接影响树莓派的运行速度
2.下载树莓派系统镜像文件 (见 参考资料)
3.Windows下安装镜像的工具:Win32DiskImager (见 参考资料)
安装实战:
1.解压下载的系统镜像压缩文件,得到img镜像文件
2.将SD卡使用卡托或者读卡器后,连上电脑
3.解压并运行Win32DiskImager工具
4.在软件中选择系统镜像的img文件,“Device”下选择SD卡的盘符,然后点击“Write”
然后就开始安装系统了,根据你的SD卡的速度,安装过程有快有慢
5.安装结束后会弹出完成对话框,说明安装就完成了,如果不成功,请关闭防火墙一类的软件,重新插入SD卡进行安装
请注意安装完,Windows系统下看到SD卡的剩余容量只剩几十MB了,这是正常现象,因为linux下的分区Windows下是看不到的!
大家可以使用分区软件查看SD卡,就能看到linux下的分区
其中Ext3区属于linux的文件系统,就和Windows的文件系统NTFS、FAT32、FAT16一样
Swap区为linux的虚拟内存区,主要在物理内存不够用的时候,做缓存用

树莓派启动

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1.2G以上安装了树莓派系统的SD卡
2.5V/700mA以上的usb接口电源,推荐用1.5A以上的
3.USB接口的键盘鼠标一套
4.HDMI线,用于接显示器,或者HDMI转VGA的,HDMI转DVI的,主要看你的显示器接口
安装树莓派:
1.先将安装好系统的SD卡插入树莓派
2.再将usb接口的键盘和鼠标接上树莓派,接上HDMI线
3.接上电源线,并打开电源
©启动树莓派:
1.按照上面的步骤上电后显示器会有文字,如果显示器没有显示,可能hdmi线或者转接头有问题,请检查
2.正常会停在用户和密码登陆界面(系统是debian),请输入用户名:pi,密码:raspberry ,如果你发现键盘按键没有反应,说明兼容问题,请换键盘试试,
3.步骤1后出现这个界面,可能USB接口电源不足,没法给你的键盘鼠标供电了,请换一个键盘或者配合用带电源的HUB一起使用
4.正确输入用户和密码后,就出现以下界面,说明树莓派已经正常启动了
5.键盘输入“startx”启动图形界面,到此为止你的树莓派就正常启动完成了!
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参考资料
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