wersja mobilna
Online: 495 Wtorek, 2016.12.06

Technika

Raspberry Pi - Komputer osobisty za 35 dolarów

poniedziałek, 21 maja 2012 09:53

Raspberry Pi to komputer osobisty o wielkości karty kredytowej, do którego można dołączyć telewizor lub monitor komputerowy z wejściem HDMI, mysz i typową klawiaturę przeznaczone dla pecetów. Ten niewielki komputerek może wykonywać podobne zadania, jak "duży" komputer PC: obliczenia na arkuszach kalkulacyjnych, edycję tekstu, obsługę gier oraz odtwarzanie plików multimedialnych, w tym filmów wideo zapisanych w formacie HD (o jakości BlueRay). Główną ideą, która przyświecała powstaniu Raspberry Pi, była nauka programowania.

Można sobie wyobrazić scenę, którą znamy bardzo dobrze z doświadczenia: kilku panów narzeka na spadający poziom nauczania w Laboratorium Komputerowym na uniwersytecie Cambridge. Otóż ich zdaniem niewielu studentów osiągało poziom "A", pomimo powszechnego zastosowania komputerów w codziennym życiu.

Jednak mimo postępu techniki wykładowcy z Cambridge (bo o nich mowa) zauważyli znaczną różnicę w porównaniu do lat 90., w których rozpoczynali studia hobbyści o sporej wiedzy, podczas gdy w roku 2000 typowy kandydat potrafił co najwyżej posługiwać się Wordem, Excelem i wykonać nieskomplikowaną witrynę internetową.

A przecież teraz mamy w domach więcej komputerów niż przed np. 20 laty, więc może winny jest sposób interakcji użytkownika z komputerem, który niejako go "upośledza"? Faktycznie, gdy wspomnimy początki komputeryzacji w latach 90., to na pewno dostrzeżemy różnicę. Typowy komputer osobisty, taki jak Commodore C64, ZX Spectrum, Atari i inne wymagały od użytkownika znajomości poleceń języka Basic.

Owszem, istniały interfejsy graficzne, jednak inaczej niż teraz, komputer miał bardzo ograniczone zasoby pamięci i każdy "rasowy" użytkownik bardzo dobrze zdawał sobie z tego sprawę, że być może interfejs graficzny wygląda ładnie, ale za to zabiera pamięć, którą można przeznaczyć chociażby na uruchomienie dodatkowych opcji w jakiejś grze czy innym oprogramowaniu.

Współczesne komputery są zupełnie inne. Przeciętny dysponuje zasobami i mocą obliczeniową, które są nieporównywalne z dawnymi komputerami domowymi. Interfejs graficzny wymaga od użytkownika tylko kliknięcia na nazwie programu lub reprezentującej go ikonie, co jest niewątpliwym ułatwieniem, ale również w pewnym sensie zwalnia użytkownika z myślenia.

Jeszcze gorzej jest w wypadku konsol do gier - tam wystarczy włożyć kasetę pamięci i nacisnąć guzik. Jeszcze innym problemem są ceny współczesnych komputerów. Owszem, używany computer z tzw. demobilu można kupić za stosunkowo niedużą cenę, ale producenci sprzętu i oprogramowania nie próżnują - nie da się na nim uruchomić żadnego nowego programu.

W handlu pojawiają się coraz nowsze, coraz bardziej wydajne rozwiązania dla komputerów osobistych, za którymi podąża oprogramowanie, a nowoczesna technologia niestety sporo kosztuje. Dziś za dobry komputer PC trzeba zapłacić nawet kilka tysięcy złotych, a nie każdego stać na taki wydatek.

Opisywane wyżej problemy zostały zauważone przez grono wykładowców z uniwersytetu Cambridge, którzy postanowili założyć fundację non profit i skonstruować tani komputer PC dla każdego, który umożliwiłby nawet dzieciom rozpoczęcie przygody z programowaniem komputerów za niewielką cenę. Tak narodził się Raspberry Pi, komputer osobisty za 25 doloarów!

Załoga na pokładzie płytki

W latach 2006-2008 powstało wiele różnych wersji komputerka Raspberry. Finalny produkt z 2006 roku, zawierał ATmega644 taktowany sygnałem o częstotliwości 22,1 MHz. Komputerek był wyposażony w pamięć RAM o pojemności 512 kB przeznaczoną na dane oraz bufor obrazu. 19 z 32 linii GPIO pełniło funkcję szyny adresowej pamięci zewnętrznej.

Funkcję jednostki centralnej współczesnego Raspberry Pi pełni układ SoC firmy Broadcom BCM2835 zawierający procesor ARM1176JZFS z jednostką zmiennoprzecinkową, pracujący przy taktowaniu sygnałem o częstotliwości 700 MHz oraz procesor graficzny (GPU) Videocore IV.

GPU może odtwarzać filmy o jakości BlueRay z użyciem kodeka H.264 o przepustowości 40 Mbit/s (profil 1080p30 H.264) oraz ma akcelerator 3D kompatybilny z OpenGL ES2.0, wspierany przez bibliotekę OpenVG. Możliwości graficzne komputerka są zbliżone do Xbox pierwszej generacji, porównywalne z Pentium 2 taktowanym sygnałem o częstotliwości 300 MHz, ale o znacznie lepszej grafice.

Płytka komputera Raspberry Pi w wersji "B" jest oferowana z dwoma interfejsami USB, natomiast w wersji "A" z jednym. Z tego powodu płytki różnią się wymaganiami odnośnie do zasilania. O ile obie są zasilane przez złącze micro USB napięciem 5 V, o tyle wersja "B" potrzebuje zasilacza o obciążalności 700 mA, natomiast wersja "A" - 300 mA.

Jest to spowodowane wymaganiami urządzeń dołączanych do złączy USB, gdyż sama płytka pobiera niewielki prąd. Do USB można dołączyć standardową klawiaturę i mysz dostępne dla komputera PC. Jeśli jest konieczność dołączenia większej liczby urządzeń, to można posłużyć się rozdzielaczem portów USB (USB-hub). Raspberry Pi jest wyposażony również w interfejs Ethernet o prędkości 10/100 Mbit/s.

Twórcy deklarują, że za jakiś czas będzie dostępna wersja zasilana poprzez sieć Ethernet (PoE). System operacyjny komputerka Raspberry Pi jest ładowany przy starcie z karty SD.

Zalecany dla niego jest Linux Fedora, ale równie dobrze można posłużyć się inną dystrybucją, dla której wystarczy pamięć RAM mieszcząca 255 MB danych. Tu jedna istotna uwaga: pamięć operacyjna znajduje się w układzie SoC, więc nie jest możliwa jej wymiana lub rozbudowa. Podstawowe parametry Raspberry Pi wymieniono w ramce.

Podstawowe parametry komputera Rasberry Pi:
  • Płytka drukowana o wymiarach 85,6 54×14 mm.
  • Zasilanie za pośrednictwem micro USB: 5 V/300 mA wersja A, 5 V/700 mA wersja B.
  • Mikrokontroler: SoC Broadcom BCM2835 (CPU, GPU, DSP, and SDRAM).
  • CPU: 700 MHz ARM1176JZF-S core (rodzina ARM11).
  • Procesor graficzny: Broadcom VideoCore IV, OpenGL ES 2.0, 1080p30 h.264/ MPEG-4 AVC (możliwość odtwarzania filmów z jakością BlueRay).
  • Pamięć RAM: (SDRAM) 256 MB.
  • Wyjścia sygnału wizji: Composite RCA, HDMI.
  • Wyjścia audio: gniazdo jack 3,5 mm, HDMI.
  • Zainstalowane gniazdo pamięci masowej: SD, MMC, SDIO (brak interfejsów ATA lub SATA).
  • Karta sieciowa: 10/100 Ethernet RJ45.
  • Oferowana w dwóch wersjach różniących się ceną i liczbą portów USB ("A" - 25$ i 1×USB, "B" - 35$ i 2×USB).
  • Oprogramowanie (w tym system operacyjny) zapamiętywane na kartach SD/ MMC/ SDIO.
  • Praca pod systemami operacyjnymi Linux: Fedora (zalecany), Debian, ArchLinux i inne, którym wystarczą zasoby dostępne na płytce.
  • Programowanie: zalecany język Python, ale płytkę można programować w dowolnym języku wspieranym przez daną dystrybucję Linuksa.
  • Płytka nie jest wspierana przez Windows i nie można na niej uruchamiać aplikacji x86.
A co na to świat?

Świat dosłownie oszalał na punkcie Rasberry Pi. Dziś jest o nim bardzo głośno w Internecie. Zainteresowanie komputerem osobistym za 25 dolarów (w dniu oddawania artykułu do składu to równowartość około 79 złotych netto) przekroczyło najśmielsze oczekiwania twórców.

Myślę, że są co najmniej dwa powody. Po pierwsze, na świecie nie brakuje entuzjastów Linuksa i tzw. wolnego oprogramowania, a Raspberry Pi daje im szansę na budowanie niepowtarzalnych urządzeń przenośnych, minikomputerów, które dotychczas bardzo trudno było tworzyć w warunkach domowych. Myślę, że tylko czekać, aż w Internecie dosłownie zaroi się od pomysłów na wykorzystanie peceta o wielkości karty kredytowej.

Powód drugi to niska cena: 25 lub 35 dolarów za komputer o sporych możliwościach pracujący pod kontrolą Linuksa, to naprawdę niewiele. Takiego "malucha" można użyć w systemach automatyki domowej, do budowania odtwarzaczy multimedialnych czy wreszcie do nauki programowania. Przecież koszt jego zakupu jest niższy od ceny przeciętnego, nawet używanego, dysku twardego w "dużym" komputerze PC!

A jak na tę wielkość hardware'u, możliwości są naprawdę imponujące. Wsparciem technicznym i dystrybucją komputerków Raspberry Pi zajmuje się np. firma Farnell, znany czytelnikom dystrybutor komponentów elektronicznych.

Gdy zaglądałem na jej stronę internetową, chcąc zamówić komputerek, okazało się, że trwają na niego zapisy (!), a na forum element14 aż wrze od dyskusji. Na kanale element14 utworzonym w serwisie YouTube można znaleźć liczne filmy instruktażowe opowiadające, jak użyć komputerka i tworzonych dla niego aplikacji.

Jacek Bogusz
Farnell

www.farnell.com/pl