RaspberryPiは4ドルのボードと一緒に独自のMCUを設計します

Raspberry Piは、独自のマイクロコントローラー（MCU）であるRP2040を設計し、CおよびMicroPythonでプログラム可能な新しいMCUであるRaspberry PiPicoをベースにした新しい4ドルのボードを発売しました。

RP2040は、264KBの内部RAMを備えたデュアルコアArm Cortex-M0 +プロセッサを備え、最大16MBのオフチップフラッシュをサポートします。幅広い柔軟なI / Oオプションには、I2C、SPI、およびプログラマブルI / O（PIO）が含まれます。 RaspberryPiの最高執行責任者であるJamesAdamsは、ブログで次のように述べています。柔軟なI / Oにより、ほぼすべての外部デバイスと通信できます。そしてもちろん、参入障壁を排除するための低コスト。最終的には、信じられないほど強力な小さなチップができあがり、これらすべてを、わずか2平方ミリメートルの40nmシリコンを含む7×7mmQFN-56パッケージに詰め込みました。」

彼は、RAMの6つの独立したバンクと、バスファブリックの中心にある完全に接続されたスイッチにより、コアとDMAエンジンを競合することなく並列に実行するように簡単に調整できると付け加えました。さらに、Cortex-M0 +には浮動小数点ユニットがないため、RaspberryPiはQfplibライブラリの作成者であるMarkOwenに最適化された浮動小数点関数を委託しました。これらは、同等のGCCライブラリよりも大幅に高速であり、RP2040ベースの製品での使用が許可されています。

Adams氏は次のように述べています。「2つの高速コアと大量のオンチップRAMを備えたRP2040は、機械学習アプリケーションに最適なプラットフォームです。パワーユーザー向けに、完全なC SDK、GCCベースのツールチェーン、およびVisual StudioCodeの統合を提供します。初心者や高級言語を好むその他のユーザーのために、MicroPythonの作成者であるDamien Georgeと協力して、RP2040用の洗練されたポートを構築しました。革新的なPIOサブシステムを含む、チップのすべてのハードウェア機能を公開します。そして、私たちの友人であるAivar Annamaaは、人気のあるThonnyIDEにRP2040MicroPythonサポートを追加しました。」

彼のブログで、アダムスは独自のシリコンを製造する理由を説明しました。彼は、Raspberry Piがソフトウェアとハ​​ードウェアの世界を橋渡しするのに非常に成功しており、その結果、これまでに3,700万台を販売したと述べました。ただし、既存のボードには制限があると彼は言いました。たとえば、Raspberry PiZeroは100mWのオーダーを消費します。 RaspberryPi自体はアナログ入力をサポートしていません。また、Raspberry Piで「ベアメタル」ソフトウェアを実行することは可能ですが、Linuxなどの汎用オペレーティングシステムで実行されるソフトウェアは、個々のI / Oピンの低遅延制御にはあまり適していません。

彼は、多くのアプリケーションがRaspberryPiをマイクロコントローラーとペアリングする傾向があると付け加えました。 Raspberry Piが計算、ネットワークアクセス、ストレージを実行する可能性がある一方で、マイクロコントローラーはアナログ入力と低遅延I / Oを処理しました。

したがって、独自のシリコンを作成することで、パフォーマンス、I / O、およびコストを改善できます。 RP2040の開発において、彼らはRaspberryPi製品で他のマイクロコントローラーを使用することから教訓を学んだと彼は言いました。

マイクロコントローラーとボードに加えて、Raspberry Piはさまざまなパートナーと協力して、RP2040シリコンプラットフォームに基づくさまざまな他のボードと、Raspberry PiPicoのアクセサリの両方を作成していると述べました。これらのパートナーには、Adafruit、Arduino、Pimoroni、Sparkfunが含まれます。

RP2040の主な機能

• デュアルコアArmCortex-M0 + @ 133MHz
• 264KB（キロバイトを覚えていますか？）のオンチップRAM
• 専用QSPIバスを介した最大16MBのオフチップフラッシュメモリのサポート
• DMAコントローラー
• 補間器と整数除算器の周辺機器
• 30個のGPIOピン、そのうち4個はアナログ入力として使用できます
• 2×UART、2×SPIコントローラー、および2×I2Cコントローラー
• 16×PWMチャネル
• 1×USB1.1コントローラーとPHY、ホストとデバイスをサポート
• 8×RaspberryPi Programmable I / O（PIO）ステートマシン
• ドラッグアンドドロッププログラミング用の、UF2をサポートするUSB​​大容量ストレージブートモード。

4ドルの取締役会

新しいマイクロコントローラーに加えて、同社は4ドルのボードであるRaspberry PiPicoも発表しました。これにより、RP2040と2MBのフラッシュメモリ、および1.8〜5.5Vの入力電圧をサポートする電源チップがペアになります。これにより、ピコは、直列の2つまたは3つの単3電池、または単一のリチウムイオン電池など、さまざまな電源から電源を入れることができます。

Picoボードには、起動時にUSB大容量記憶モードに入るのに使用できる単一のプッシュボタンと、一般的な入力、および単一のLEDがあります。 RP2040の30個のGPIOピンのうち26個（4個のアナログ入力のうち3個を含む）を0.1インチピッチのパッドに露出します。ヘッダーはこれらのパッドにはんだ付けすることができます。または、それらのキャスタレーションされたエッジにより、Picoをキャリアボードに直接はんだ付けすることができます。ボリュームのあるお客様は、事前にリールされたPicoユニットを購入できます。 Pico PCBレイアウトは、RP2040シリコンおよびパッケージと共同設計されました。2層PCBは、堅固なグランドプレーンと、Adamsが「正しく機能する」と述べたGPIOブレークアウトを備えています。

RP2040、Raspberry Pi Pico、およびソフトウェア開発キット（SDK）の完全な技術仕様は、C / C ++用かMicroPython用かにかかわらず、ここから入手できます。