树莓派搞了个大新闻, RP2040 微控制器和 Pi Pico 开发板. 没错, 这是树莓派的第一款微控制器开发板, 也是树莓派第一款自主设计的 IC. 不过最重要的是, 这玩意是个双核 33 MHz Cortex M0+. 只要 4 刀 (国内卖30块)。
可以看到背面没有IC, 可以很方便的不用排针, 邮票孔直接焊接到其他 PCB 上做为商业产品。
甚至它还支持贴片机的卷轴供货, 可以看到树莓派的野心, 为商用已经准备好了:
它的控制器 RP2040 规格是这样的:
核心 Diagram:
IC 引脚:
可以看到总线设计中规中矩, 按说不会出现什么大问题. RP2040 IC 规格是这样的:
- 台积电(TSMP) 40nm 工艺
- 双核 Cortex M0+, 默认 48MHz, 最大 133MHz
- 内置 264KB 内存 (6 banks 如图)
外围:
- 30 个 GPIO
- 6 个 SPI Flash 专用 IO (支持 XIP)
- 4 通道 0.5MSa/s 12bit conversion ADC, 并且内置了个温度传感器
- USB 1.1 Host / Device (这个很重要, 支持 USB Host / Device 为这个产品赋予了无限可能)
- SWD 调试接口
- QFN 7 x 7mm 封装
另外, IC 编号 RP2040指的是:
- RP 树莓派
- 2 双核
- 0 核心类型, M0+
- 4 floor(log2(ram/16k))
- 0 floor(log2(nonvolatile/16k))
这命名空间我估计弄大点的 Cortex 会不够用...
性能参数
最终板子大体上是这样的:
- 邮票孔, 背面没元件可以直接焊接到其他板子上
- 双核 ARM Cortex M0 +, 运行频率最高 133 MHz
- 264KB SRAM, 2MB Flash
- 板子支持 MicroPython 或 C/C++ 编程. 并且插在电脑上就是像 U 盘一样, 把代码拖进去就能运行
- 低功耗睡眠和休眠模式
- 2 个 SPI, 2 个 I2C, 2 个 UART, 3 个 12 位 ADC, 16 个可控 PWM 通道
- 26 个多功能 GPIO 引脚
- 板载晶振
- 温度传感器
- 由于 Cortex M0 没有浮点单元, 所以树莓派和 qfplib 的作者 Mark Owen 合作弄了软件浮点库.
- 8 个可编程 IO(PIO) 状态机,用于自定义外围设备支持
- 输入电源支持 1.8-5.5V, 所以两个干电池或者单个锂离子电池或者 18650 或者插 USB 都可以带的动.
- 据 TomsHardware 测试, 树莓派 Pico 外带 12 个彩色 LED 并且亮度调到最高仅仅消耗 0.7W.
- 输出只有 3.3V
优点 / 缺点
树莓派之所以自己弄 IC, 最主要的目的一个是想打入微控制器市场, 目前来看这款树莓派最大的竞争者是 ESP32, ESP32 一般分两种, 一种是带无线通信但是基本没什么 GPIO 的, 另一种就是这样没有无线但是 GPIO 很多的。
另外树莓派这么做还可以避免山寨, 大家也都看到 Arduino 现在被山寨成什么样子了. 而无论你买谁家的板子, 只要使用了树莓派的 RP2040 控制器, 树莓派就能赚到. 树莓派在自己打造生态中可以获得更多收益。
言归正传, 我简单列举了一些现实性的问题:
树莓派这个板子只支持3.3V输出, 而大多数 Arduino 都支持 5V. 所以要用 5V 的场景基本不用考虑了
树莓派是授权生产厂商生产的, 所以品控还是能保证的 (有 Pi4 的同学可以自己看看,Pi4 做工相比山寨 Arduino 真的是天上地下)。
相反 Arduino 的各家生产版本则很难保证品控, 不但 PCB 边缘剌手 (我甚至有个专门的锉刀用来锉 PCB ...),甚至有的会有 IC 空焊问题,一个 10 块多的板子买回来不但不能用还要自己重新焊接 IC 折腾 1 小时真的是头疼到死。
树莓派这样的生态, 开发者肯定会面临软件和工具链的适用性和可移植问题。
不过生态虽然相对封闭, 但投入也比 Arduino 多很多, 因此支持会比较全面, 更适合新手使用。
树莓派Pico对比ESP32
但是一旦较真,说穿了就是一颗普通的Cortex-M0+的单片机核心板而已。
我不太看好后续的发展,主要是4美金(30块钱)这个价格虽然不贵,但是这个价位上我们还有更好的选择,那就是ESP32。
我们来简单对比一下两者
可以看到,ESP32以更廉价的价格做到了更多,说是碾压也不算过分。实际上,ESP32这些年早就红透了国内外,很多优秀的项目都是以ESP32为核心设计的。
至于软件支持上,ESP32就更不必说了。PICO的宣传上都是以MicroPython作为卖点,但ESP32早就获得了MicroPython的官方支持。除此之外,ESP32还有NodeMCU这种优秀的项目。对Arduino的支持也非常好。更不必说ESP-IDF这种专业的开发SDK了。
至于下载程序的方便程度,的确是PICO要强一点,但是ESP32的开发板大多也都做了一键下载适配,配合Arduino使用也并没有差到哪儿去。所以PICO可谓是生不逢时,虽然靠着树莓派基金会的金字招牌,其号召力肯定不差,但是想真正的创出一片天地还是有点难度的。
总之, 30块的开发板还是值得一玩的, 微控制器开发板树莓派进来搅局, 肯定会有更多新的有趣的东西了,但真要说什么颠覆,那只能说,差远了。