Raspberry Pi:Введение. Raspberry Pi:Введение Шикарный видеомагнитофон в машину

Raspberry Pi 3 - это последняя версия компактного компьютера, в которую добавили еще больше мощности и встроили модуль беспроводной связи. Raspberry Pi всегда был увлекательным инструментом для получения дополнительной информации о том как функционируют компьютеры, как работает Linux и как управлять аппаратными устройствами. Pi то, что надо для проектов электроники, большинства встроенных систем и обучения основам программирования. Но также Pi не имеет особенных преимуществ по сравнению с более дешевыми аналогами. Однако, давайте проведем небольшой обзор нового Raspberry Pi 3 и разберемся, что же нового.

Старые Pis отлично подходят не только для встраиваемых систем и других проектов, где минимально возможное потребление мощности имеет первостепенное значение, но и для других целей, особенно в качестве замены настольного ПК с Windows. Новый Pi 3 же представляет собой попытку создать невозможное. КогдаRaspberry Pi Foundation начали создавать свои первые одноплатные компьютеры, люди были изумлены от их мизерного размера. С тех пор, однако, создатель Eben Upton и его коллеги продолжили разработки Pi, чтобы улучшить аппаратные характеристики и добавить дополнительные возможности.

Последняя версия Raspberry Pi 3 Модель B, является самым мощным Pi, на данный момент, естественно. Это стало возможным благодаря новой 64-разрядному четырехъядерному процессору ARMv8, с четырьмя ARM ядрами Cortex-A53 с тактовой частотой 1,3 ГГц.

Также добавлены функции: управление вентиляторами, интегрированные 802.11n Wi-Fi и Bluetooth 4.1 с низким энергопотреблением. Это означает, что больше не нужно подключать внешние адаптеры для доступа к этим функциям, освобождая драгоценные порты USB для других периферийных устройств.

Pi 3 был разработан, чтобы быть как можно ближе к предыдущем поколениям, насколько это возможно. Мало того, это означает, что в большинстве случаев любые проекты, разработанные для предыдущих версий Raspberry Pi Model B все еще будет работать в обычном режиме и на новой платформе, так как все порты и разъемы остались нетронутыми.

Как и его предшественники, он имеет четыре порта USB2, полноразмерный порт HDMI, 10/100 Ethernet порт, комбинированный 3,5 мм аудио / композитный видео-выход и слот MicroSD карты. Broadcom VideoCore IV графический чипсет от Pi 2 также остается тем же самым и Pi 3 имеет 1 Гб оперативной памяти.

Pi 3 также имеет обычный 40-контактный разъем General Purpose Input / Output, который позволяет использовать его для управления множеством внешних устройств и электронных компонентов. Есть также две камеры и разъемы дисплея, на которые надежно крепится лента разъемов совместимых устройств.

Как всегда, цена PI 3 является агрессивно низким, в £27 без НДС и даже ниже. Естественно всегда можно приобрести клон на Aliexpress, что будет еще дешевле.

Сердцем маленькой платы является процессор ARM Cortex-A53 – 64-битный четырехъядерный чип с тактовой частотой 1,2 ГГц. Успешно справляться с поставленными пользователем задачами процессору помогает 1 Гбайт оперативной памяти. По словам Raspberry Pi Foundation, новый мини-компьютер в десять раз быстрее Raspberry Pi 1, и на 50-60% превосходит Raspberry Pi 2 по скорости обработки данных.

Тесты в лаборатории показали, что эти цифры не являются голословными - во всех бенчмарках, которые мы запускали на трех вариантах Raspberry (Raspberry Pi 1 B, Pi 2 B и Pi 3 B), разница в производительности соответствовала той, о которой заявлял производитель. Все результаты теста можно увидеть в таблице, приведенной в конце статьи.

Raspberry Pi 3 Model B предлагает больше преимуществ по сравнению с предшественником, чем просто увеличение скорости работы: теперь маленький компьютер имеет интегрированный модуль Wi-Fi стандарта IEEE 802.11n и поддерживает Bluetooth 4.1. В остальном все осталось по-старому: те же разъемы и слоты, 5-вольтовый разъем питания (Micro-USB) и 32-битная операционная система Raspbian Linux. В ближайшие месяцы предстоит проверить, состоится ли переход на 64-битную версию Linux.

Энергопотребление Raspberry Pi 3 при полной нагрузке стало на 0,3 Вт выше, чем у предшественника, однако с итоговым результатом 2,9 Вт маленький компьютер остается очень экономным. Для измерения потребляемой мощности мы использовали воспроизведение Full-HD-фильма в формате 1080р в медиаплеере Kodi операционной системы OpenElec.

Операционная система: Linux и аналоги

На домашней странице производителя вы можете найти множество операционных систем, которые пригодны для использования на Pi 3. Самый простой способ подготовить ПК к работе - скачать образ Noobs. Здесь представлены все подходящие системы, выбрать из которых можно с помощью стартового меню.

Чтобы можно было использовать маленький компьютер в качестве полноценного ПК, вам нужно установить Raspbian Jessie - это полнофункциональная система Linux с оболочкой в виде рабочего стола. В качестве альтернативы в Интернете можно найти даже первые версии Android, которые устанавливаются на Raspberry.

Классный медиацентр

Если Raspberry Pi 3 будет использоваться преимущественно в гостиной, операционная система OpenElec - ваш выбор. Это - производная от популярного медиацентра Kodi (ранее XBMC) с элегантным интерфейсом, большим количеством замечательных функций и бесчисленными плагинами. Во время тестирования система OpenElec работала быстро, на задержки меню жаловаться не приходится. Воспроизведение фильма в формате 1080р с общесетевого ресурса прошло без проблем: видео стартует достаточно быстро и транслируется без рывков и задержек для подгрузки.

Аксессуары: вот что вам обязательно понадобится

Для работы Raspberry Pi 3 B необходимо приобрести сетевой адаптер с разъемом Micro-USB. Мы рекомендуем выбрать модель с силой тока не менее 2 А при напряжении 5 В. Кроме того, вам понадобится карта памяти microSD, на которой будет храниться операционная система. Чтобы она работала максимально быстро, лучше выбрать карту не ниже десятого класса скорости. Кроме того, вашему Raspberry пригодится корпус, цены на который начинаются примерно с 400 руб.

Итоги тестирования

Во время теста Raspberry Pi 3 продемонстрировал заметную прибавку производительности по сравнению с предшествующей моделью, и это при том, что пока нет 64-битной операционной системы, чтобы можно было раскрыть весь потенциал архитектуры процессора. Благодаря интегрированному модулю Wi-Fi и специально разработанной ОС OpenElec, маленький «компьютер для рукодельников» может стать мощной домашней развлекательной машиной.

Raspberry Pi 3 - это существенный шаг вперед: теперь производительности ПК достаточно чтобы собрать компактный, функциональный и мощный мультимедийный плеер. Однако пользователи, имеющие в своем распоряжении Raspberry Pi 2, не обязательно должны переходить на новую модель. Лишь тем, кто только-только обратил свое внимание на эту тему или до сих пор пользовался Raspberry Pi первого поколения, в любом случае стоит взять Raspberry Pi 3 Model B.

Плюсы и минусы

+ мощнее, чем предшественник

+ при цене около 3 тыс. руб. - очень доступный

+ хороший медиаплеер справляется с форматом 1080р без задержек

— несколько более высокое энергопотребление, чем у предшественника

Бенчмарк	Тип бенчмарка	Raspberry Pi B	Raspberry Pi 2 B
OctaineV2	Java-Script	—	317	517
Richards	Core language features	26	131	211
Deltablue	Core language features	21,2	109	180
Crypto	Bit & Math operations	61,9	173	257
Raytrace	Core language features	47,6	286	551
EarleyBoyer	Memory & GC	76,1	386	655
Regexpp	Strings & arrays	15,7	83,8	145
Splay	Memory & GC	60,4	411	568
SplayLatency	GC latency	199	764	978
NavierStrokes	Strings & arrays	53	177	260
pdf.js	Strings & arrays	114	531	899
Mandreel	Virtual Machine	22,8	103	169
MandreelLatency	Compiler latency	106	451	729
GB Emulator	Virtual Machine	160	716	1142
317	1594	2913
Box2DWeb	Bit & Math operations	61,8	375	679
zlib	asm.js	—	283	447
Typescript	Virtual Machine & GC	—	899	1633

Raspberry Pi 3 Model B - новейший одноплатный компьютер третьего поколения на основе 64-битного четырехъядерного ARM v8 Cortex-A53 процессора компании Broadcom BCM2837 с тактовой частотой 1.2 ГГц. На первый взгляд трудно найти внешние отличия Raspberry Pi 3 Model B (RPI3) от предыдущей модели Raspberry Pi 2 (RPi2). Такая же по размерам PCB, те же разъемы на тех же местах и нет корпуса. Но, не смотря на кажущееся отсутствие отличий, RPI3 - это совершенно другое изделие. Этот компьютер разработан на новом процессоре с тактовой частотой на 300 МГц выше, чем у предыдущей модели. Четыре ядра Cortex-A53 и двухъядерный графический сопроцессор Video Core IV ® Multimedia, который обеспечивает Open GL ES 2.0, аппаратное ускорение Open VG и 1080p30 H.264 декодирование.

По заявлениям разработчика нового компьютера Raspberry Pi Foundation производительность RPi3 на 50% выше, чем у предыдущей модели, а по сравнению с RPi первого поколения - он на порядок быстрее.

Но, пожалуй, еще более интересным отличием от предыдущих моделей является наличие встроенного WiFi 802.11n и Bluetooth (поддержка Bluetooth 4.1 и Bluetooth Low Energy - BLE). А это в эпоху "интернета вещей" открывает для изделия новые горизонты.

При внимательном рассмотрении платы можно заметить установленную в левом верхнем углу WiFi/ BT SMD антенну (Рис. 1), а справа возле 40-контактного разъема GPIO место под двухконтактный разъем RUN (для сброса), который в RPi2 (Рис. 2) был установлен на месте, где теперь можно увидеть чип антенну, т.е. эти отверстия под разъем - не новинка: они просто перемещены.

Рис. 1. Одноплатный компьютер третьего поколения Raspberry Pi 3 Model B. Вид сверху

Рис. 2. Одноплатный компьютер второго поколения Raspberry Pi 2 Model B. Вид сверху

Рис. 3. Одноплатный компьютер третьего поколения Raspberry Pi 3 Model B. Вид снизу

Теперь заметим, что чуть выше держателя microSD карты (Рис. 3) расположен беспроводной модуль на основе чипа BCM43143. В предыдущей модели (Рис. 4) его, конечно, нет. С нижней стороны платы можем увидеть микросхему оперативной памяти, которая, похоже, осталась той же, что и в RPi2 - Elpida B8132B4PB-8D-F объемом 1 ГБ.

Рис. 4. Одноплатный компьютер второго поколения Raspberry Pi 2 Model B. Вид снизу

RPi3 поддерживает операционные системы Linux (Raspbian, UBUNTU и др.), а также Windows 10 IoT.

Основные отличия RPi3 от RPi2:

Новый 64-битный четырехъядерный ARMv8 Cortex-A53 процессор BCM2837 с тактовой частотой 1.2 ГГц;
WIFI 802.11n;
Bluetooth 4.1;
Bluetooth Low Energy (BLE);
Выросла потребляемая мощность 2.5А@5В (у RPi2 1.8А@5В).

Что не изменилось:

Объем оперативной памяти - 1 ГБ;
Графический 2-ядерный сопроцессор Video Core IV ® Multimedia;
Количество USB портов - 4;
Количество выводов GPIO, доступных пользователю - 40;
Полноценный HDMI порт;
Порт Ethernet;
Комбинированный разъем 3.5 мм аудио и композитный видеовыход;
Интерфейс видеокамеры (CSI);
Интерфейс дисплея (DSI);
Слот для microSD карты (теперь push-pull, а не push-push, как ранее);
MicroUSB разъем (вход питания);
Форм-фактор (корпуса подходят от предыдущей версии);
Цена осталась прежней.

На Рис. 5 показано расположение основных разъемов и некоторых компонентов RPi3.

Рис. 5. Расположение основных разъемов и некоторых компонентов RPi3

Сравнительные характеристики моделей семейства RPi (Таблица 1)

Таблица 1. Сравнительные характеристики семейства Raspberry Pi

Наименование			Модель B+	Модель А+	Модель А
Процессор	Broadcom BCM2837 64 bit ARMv8, четыре ядра.	Broadcom BCM2836 32 bit ARMv7, четыре ядра.	Одно ядро.	Broadcom BCM2835 32 bit ARMv6 SoC full HD multimedia applications processor. Одно ядро.	Broadcom BCM2835 32 bit ARMv6 SoC full HD multimedia applications processor. Одно ядро.

Скорость процессора
	1GB SDRAM @ 400 MHz	1GB SDRAM @ 400 MHz	512 MB SDRAM @ 400 MHz	256 MB SDRAM @ 400 MHz	256 MB SDRAM @ 400 MHz
Память для ОС




	Встроенный
	Встроенный

А теперь посмотрим на результаты тестирования семейства Raspberry Pi

Рис. 6. Тестирование производительности системы (утилита SYSBENCH)

Чем меньше величина (Рис. 6), тем лучше, т. к. это время, затраченное на вычисления. Желтый цвет представляет многопотоковые вычисления, белый - однопотоковые. Наглядно видна динамика улучшения производительности от модели к модели. Использование 4 ядер, т.е. многопотоковых вычислений, существенно увеличивает производительность системы.

Рис. 7. Тест GPIO

Для работы с GPIO чаще всего используется программы на языке Python. В этом тесте простая программа RPI.GPIO переключает контакты GPIO так быстро, как это возможно, а частотомер измеряет скорость этих переключений.

Рис. 8. Тестирование на примере видеоигры QUAKE III Arena

Качество видеоигры сильно зависит от производительности процессора. В данном тесте использовалось разрешение для дисплея 1280 х 1024, максимальная детализация текстуры, 32-битное качество текстуры и трехлинейная фильтрация для получения таких результатов. Здесь чем выше результат, тем лучше.

Рис. 9. Тест Whetstone

Тест Whetstone был разработан в 70-х годах прошлого века для измерения скорости компьютера.

Основное назначение теста - измерение производительности вычислений с плавающей запятой. Несмотря на солидный возраст, тест хорошо справляется с оценкой пиковой производительности процессора при вычислениях с плавающей запятой. Для этого теста чем больше величина, тем лучше.

Рис. 10. Тест Drystone

Тест Drystone был разработан в 80-х годах прошлого столетия для определения производительности процессора для целочисленных вычислений. Этот тест до сих пор остается полезным и используется для сравнения производительности различных чипов. Здесь так же, как и в предыдущем тесте, чем больше величина, тем лучше.

Рис. 11. Тест Power Draw

Вы не можете получить более высокую производительность, ничем не жертвуя. И тест Power Draw хорошо это иллюстрирует. Получили высокую производительность, придется пожертвовать потреблением. Как можно видеть из этого теста, потребление с ростом производительности растет даже на холостом ходу. Но выход есть. Если производительность не столь важна, а ваше устройство должно работать с батарейным питанием, то, пользуясь результатом теста, можно из линейки Raspberry выбрать подходящий компьютер.

Таким образом, подводя итог всему выше сказанному, можно с уверенностью утверждать, что новая модель одноплатного миникомпьютера найдет применение для решения широкого спектра задач, среди которых домашняя автоматика, робототехника, интернет вещей, игровые станции, метеостанции, планшеты, обучение и многое-многое другое.

Ну, насколько хватит фантазии разработчика…

Обзор составил и подготовил
Шрага Александр,
a.

Миникомпьютер Raspberry Pi продолжает становиться все лучше и лучше с каждым годом. Обычно коммерческие продукты получают обновления, потому что компания видит в этом свою прибыль.

Но с Paspberry Pi Fundation и Pi 3 ситуация совсем другая. Во-первых это благотворительная организация. Одноплатный компьютер Paspbery Pi дешевле даже чем новая игровая приставка PS4. Цель этой компании - образование и создание культуры, а не получение миллиардов.

Paspberry Pi 3 - почти идеальное обновление для Pi 2. Если выполнять сравнение raspberry pi 2 и pi 3, то мы получаем больше мощности, встроенный Wifi и Bluetooth. И что самое главное - без повышения цены. Здесь есть все компоненты, которые мы хотели и ничего лишнего. Давайте сделаем небольшой обзор Raspbery Pi 3.

При первом взгляде на Raspberry Pi 3 вы не почувствуете прилива волнения. Он выглядит почти так же как и старая версия, но с... хотя нет, даже бок о бок они выглядят практически одинаково.

Несколько маленьких компонентов печатной платы были перемещены. Были немного сдвинуты, чтобы поместилась Wifi антенна. Но это настолько незначительное изменение что оно практически незаметно. Разъемы остались те же, что и в прежней модели, а это значит, что корпусы от предыдущих моделей остаются актуальны.

В маленькой коробке с компьютером, кроме тоненькой платы с Raspberry Pi 3, как всегда, есть небольшая инструкция по использованию и настройке. Там нет шнура питания, и нет карты памяти, если вы ее не заказали отдельно. Вам обязательно нужна карта памяти, потому что у этого устройства нет собственного надежного хранилища данных.

Как обычно, вы можете использовать тот же кабель питания (MicroUSB) и те же карты памяти (MicroSD), что и для большинства смартфонов на базе Android. Для устройства, которое должно испугать всех технофобов, это вполне нормально.

Новые возможности

Одним из самых важных моментов Raspberry Pi 3 - есть его повышенная мощность, а также поддержка wifi и Bluetooth. Это те две вещи которые нам раньше приходилось подключать к USB, чтобы сделать небольшой домашний медиаплеер или небольшой медиа центр.

Raspberry Pi предназначены в первую очередь для людей которые хотят научится программировать. Но этот маленький карманный компьютер не сделает из вас Дони Кармака за три недели. Учебники и книги по-прежнему очень даже нужны.

Что сильно привлекает тысячи людей к Raspberry Pi, так это сотни уже реализованных проектов, код которых вы можете использовать и модифицировать, чтобы улучшить свои навыки программирования. Вы можете использовать очень большое количество проектов, разработанных другими. А также вы получите огромное удовольствие собрав собственный миникомпьютер.

Как начать?

Увы, здесь не все так просто как со смартфоном Android. Вы покупаете голую плату Pi, без карты памяти. Сначала нужно записать на карту памяти образ операционной системы.

На веб сайте Raspberry Foundation все очень подробно расписано, так чтобы все смогли понять новички, студенты и преподаватели, желающие начать разрабатывать собственные проекты. Есть даже уже готовые карты памяти с записанными Openelec и OSMC, а также новыми версиями медиа центра XBMC. С минимальными усилиями вы можете превратить Raspberry Pi в ультрадешевый медиа центр за 30 минут.

Linux

Официальная ОС Raspberry PI - Raspbian, основана на Linux, а точнее Debian. Несмотря на присутствие графического интерфейса, здесь больше количество действий делается через терминал. Но если вы еще недостаточно разбираетесь в Linux, то на официальном сайте есть достаточно руководств на эту тему и вы можете все освоить.

Еще одна интересная вещь, это Noobs. Это несколько файлов, которые нужно записать на карту памяти, они позволяют автоматически установить Raspbian и почти все что вам еще понадобится, в том числе дополнительное программное обеспечение, офисный пакет и даже Minecraft.

В стандартной комплектации также поставляется браузер, под названием Epiphany, и хотя он работает не настолько быстро как на ноутбуке или планшете, уже заметно быстрее чем на Raspberry Pi 2. Вы можете использовать Raspberry Pi 3 как недорогой персональный компьютер. И он будет испытывать ваше терпение гораздо меньше чем любой другой Pi до этого времени. Если вы заметили замедление, значит вы пытаетесь сделать несколько вещей за один раз. Браузер работает достаточно быстро, белую страницу мы видим лишь мгновение, потом загружается контент. Его уже можно использовать.

В Raspberry Pi 3 есть все необходимые порты. Как и раньше есть четыре USB входа, а это больше чем в некоторых ноутбуках, порт Ethernet и разъем HDMI для подключения к телевизору или монитору. А теперь еще и появилась подключать по Wifi и Bluetooth дополнительные контроллеры, мышки и клавиатуры. Для истинных Pi гиков есть разъемы GPIO и камеры.

Основные улучшения

Пожалуй, самым важным улучшением есть мощность. Но когда вы просто смотрите на цифры, разница может быть не очень ощутима. Raspberry Pi 2 имеет четырехъядерный процессор Qualcomm 900GHz, 1 Гб оперативной памяти и GPU VideoCore IV. В новой версии тоже четырехъядерный процессор, но на этот раз уже 1,2 ГГц на чипе BCM2837 тоже 1 Гб ОЗУ и GPU VideoCore IV.

Но увеличение мощности не ограничивается цифрами частоты. Raspberry Pi 2 использует уже старый процессор Cortex-A7. Смартфоны с этим процессором самые медленные в мире. Для сравнения Pi 3 имеет Cortex-A53, а этот процессор используется в смартфонах начального и среднего уровня. Также Pi теперь поддерживает 64 бит.

Частота GPU также увеличена из 250 Мгц до 400 МГц, а ОЗУ от 450 МГц до 900 МГц. Поскольку вместо Android здесь используется Linux то производительность заметна еще больше.

Игры в Raspberry Pi

Лучший способ увидеть как улучшилась производительность Raspberry Pi 3 - это попытаться запустить некоторые игры. Для классических игр N64 из EmulationStation производительность значительно улучшилась, по сравнению с предыдущем поколением Paspberry Pi.

Наиболее значимые изменения, это то что игра The Legend of Zelda: Ocarina of Time, которая еле работала на Raspberry Pi, сейчас работает более-менее хорошо, с незначительным проседанием частоты кадров. Да, это в 2016 году мы пытаемся запустить игры 1996 года. Но не забывайте что для эмуляции необходимо в десять раз больше ресурсов чем для оригинальной машины.

Raspberry Pi 3 определенно улучшенная версия того предыдущей и это хорошо. Для многих, разочарованием стало что, что при использовании того же класса GPU до сих пор поддерживается видео только 1080р, а не 4k. Если вы хотите именно 4k, то вам нужно NVIDIA Shield, а не Raspberry Pi 3.

Raspberry Pi для кодинга

На самом деле Raspberry Pi рассчитан только для изучения программирования. Много людей, изучающих программирование, покупают Pi. Это не научит вас мгновенно программированию на С. Но поможет натренировать ваш ум, чтобы вы думали как программист.

Выводы

В наши дни есть много компьютеров напечатанных на одной плате. Некоторые из них действительно предназначены для серьезных разработчиков. Другие попросту копии Raspberry Pi.

Но ни одна другая плата не предоставляет тех возможностей, что и Raspberry Pi. Удивительно низкая стоимость аппаратных средств, горы онлайн-поддержки и документации, огромное количество проектов других разработчиков, все это отлично объясняет ее огромную популярность. Он намного лучше чем любой Android смартфон, а также лучше Raspberry Pi 2.