Raspberry Pi

Der Raspberry Pi (Aussprache in britischem Englisch: ) ist ein Einplatinencomputer, der von der britischen Raspberry Pi Foundation entwickelt wurde. Der Rechner enthält ein Ein-Chip-System (SoC) von Broadcom mit einer ARM-CPU. Die Platine hat das Format einer Kreditkarte. Der Raspberry Pi kam Anfang 2012 auf den Markt; sein großer Markterfolg wird teils als Revival des bis dahin weitgehend bedeutungslos gewordenen Heimcomputers als Einstieg zum Programmieren und Experimentieren für Kinder angesehen. Der im Vergleich zu üblichen PCs sehr einfach aufgebaute Rechner wurde von der Stiftung mit dem Ziel entwickelt, jungen Menschen den Erwerb von Programmier- und Hardware-Kenntnissen zu erleichtern. Entsprechend niedrig wurde der Verkaufspreis angesetzt, der je nach Modell etwa 5 bis 145 Euro beträgt.

Es ist der meistverkaufte britische Computer: Bis Februar 2022 wurden über 45 Millionen Geräte verkauft. Die Entwicklung des Raspberry Pi wurde mit mehreren Auszeichnungen und Ehrungen bedacht. Es existiert ein großes Zubehör- und Softwareangebot für zahlreiche Anwendungsbereiche. Verbreitet ist beispielsweise die Verwendung als Mediacenter, da der Rechner Videodaten im H.264-Codec mit voller HD-Auflösung (1080p) und HEVC-Videodaten mit 4K-Auflösung (4k60, seit Raspberry Pi 4) dekodieren und über die HDMI-Schnittstelle (1080p30 Raspberry Pi 3, 2× 4k60 ab Raspberry Pi 4) ausgeben kann. Als Betriebssystem kommen vor allem angepasste Linux-Distributionen mit grafischer Benutzeroberfläche zum Einsatz; für das neueste Modell existiert auch Windows 10 in einer speziellen Internet-of-Things-Version ohne grafische Benutzeroberfläche. Das Booten erfolgt gewöhnlich von einer wechselbaren SD-Karte. Bei der neueren Generation mit dem BCM2837 oder BCM2711 ist der Start auch von einem USB-Massenspeicher oder Netzwerk möglich. Eine native Schnittstelle für Festplattenlaufwerke ist nicht vorhanden.

Hintergrund Idee Das Motiv hinter der Entwicklung eines preisgünstigen Rechners war die sinkende Anzahl an Informatikstudenten an der Universität Cambridge sowie die jedes Jahr geringeren Programmierkenntnisse der Studienanfänger. Für einen der Gründe hielt man, dass Computer heute in der Regel teuer und komplex sind und Eltern ihren Kindern deswegen häufig verbieten, mit dem Familien-PC zu experimentieren.Raspberrypi.org: About Man wollte daher Jugendlichen einen günstigen Computer zum Experimentieren und Erlernen des Programmierens an die Hand geben. Dabei hoffte man, dass sie wie in der Zeit der Heimcomputer (wie etwa des Apple II, Atari XL, TRS-80, Commodore 64, Sinclair ZX80, BBC Micro) die Computergrundlagen und -programmierung spielerisch erlernen würden.

Namensgebung und Logo Der Name ist ein Wortspiel, (homophon mit der englischen Aussprache von Pi) bedeutet im Englischen „Himbeertörtchen“ oder „Himbeerkuchen“. „Himbeere“ knüpft einerseits an die Tradition an, Computer nach Früchten zu benennen, wie etwa Apple oder Acorn; andererseits hat „Raspberry“ im Englischen einen geringschätzigen Beiklang, wie im Deutschen etwa „Gurke“ oder „Zitrone“ und bezieht sich auf den niedrigen Preis und die (verglichen mit PCs der Entstehungszeit) geringe Leistung des Rechners. Das „Pi“ steht für „Python interpreter“, ursprünglich sollte der Rechner mit fest eingebautem Interpreter für die Programmiersprache Python geliefert werden, ähnlich wie bei den Heimcomputern der 1980er Jahre fast durchweg ein BASIC-Interpreter eingebaut war.

Das Logo des Projekts wurde im Rahmen eines öffentlich ausgeschriebenen Wettbewerbs ausgewählt. Es zeigt eine stilisierte Himbeere.

Organisation mini|Eben Upton (2014) Hinter dem Raspberry Pi stehen zwei Organisationen: Die Raspberry Pi Foundation ist eine Stiftung und in Großbritannien als Wohltätigkeitsorganisation eingetragen. Die Herstellung und der Vertrieb der Hardware geschieht durch die Raspberry Pi Trading, die der Raspberry Pi Foundation gehört und alle Gewinne an diese abführt.Raspberrypi.org: Welcoming our new CEO, 17. Juli 2015

Die Raspberry Pi Foundation hat sich zum Ziel gesetzt, das Studium der Informatik und verwandter Themen zu fördern, besonders an Schulen. Sie wurde am 25. November 2008 in Caldecote, South Cambridgeshire gegründet. Die Treuhänder der Stiftung sind:

David Braben – Gründer des Computerspieleherstellers Frontier Developments und Mitautor des Computerspiels Elite Jack Lang – früherer Acorn-Mitarbeiter, Business Angel und Gründer einiger Start-Ups im Umfeld der Universität Cambridge Pete Lomas – Mitbegründer und Entwicklungsleiter der Norcott Technologies Robert Mullins – University of Cambridge Computer Laboratory am St. John’s College in Cambridge Alan Mycroft – Professor im Bereich „Computing in University“ am Cambridge Computer Laboratory Eben Upton – Ingenieur bei Broadcom Europe, Gründer einiger Software-Start-Ups und früherer Direktor im Bereich Informatik am St. John’s College in Cambridge; CEO der Raspberry Pi trading company

Entwicklung Ein Prototyp mit einem Atmel-ATmega644-Mikrocontroller wurde im Jahr 2006 produziert. Das Layout der Platine ist als Open Source freigegeben.

mini|Revision 2 des Raspberry Pi Model B Die Leistungen des Gerätes überzeugten die Entwickler nicht. Wegen des beginnenden Booms von Smartphones kamen jedoch geeignete ARM-Prozessoren auf den Markt. Man fand mit dem BCM2835 einen günstigen Prozessor mit verhältnismäßig hoher Leistung und entwarf für dieses Ein-Chip-System eine neue Mehrlagenplatine. Für den Atmel war man noch mit einer Lochrasterplatine ausgekommen.

50 Alpha-Boards wurden im August 2011 geliefert. Diese Geräte waren funktional gleich mit dem späteren Model B des Raspberry Pi, aber die Platine war größer, weil sie mit Messpunkten zur Fehlersuche versehen war. Die Verkaufsversion hat die Größe einer Kreditkarte. Auf den Versuchsplatinen wurde bereits gezeigt, dass die Desktop-Umgebung LXDE unter Debian sowie Quake III Arena und H.264-Videos mit einer Auflösung von 1080p via HDMI funktionieren. Ab Herbst 2012 wurde eine leicht veränderte Revision 2 verkauft; zwei Befestigungslöcher wurden ergänzt, kleinere Fehler behoben und einige Pins anders belegt.

Etwa gleichzeitig wurde die Produktion nach Wales, in eine Fabrik des Unternehmens Sony, verlegt und der Arbeitsspeicher (RAM) des Model B auf 512 MB verdoppelt.

Am 14. Mai 2013 kam ein Kameramodul für den Raspberry Pi in den Handel. Eine besonders für Aufnahmen bei Nacht geeignete Variante ohne Infrarotfilter ist unter der Bezeichnung Pi NoIR erhältlich (November 2013).

mini|Raspberry Pi Compute Module Am 7. April 2014 angekündigt und seit dem 9. Juni 2014 lieferbar ist das Raspberry Pi Compute Module, ein Raspberry Pi in der Größe und mit dem Aussehen eines DDR2-SODIMM-Speichermoduls. Das Modell entspricht etwa den technischen Spezifikationen des Model A, hat jedoch zusätzlich 4 GB eMMC-Flashspeicher. Da dem Modul die üblichen I/O-Anschlüsse fehlen, lassen sich diese bei Bedarf über ein optionales I/O-Board nachrüsten.

Am 14. Juli 2014 wurde das Model B+ vorgestellt. Bei diesem wurde die Anzahl der GPIO- und der USB-Ports erhöht, die Leistungsaufnahme verringert und die Audioausgabe verbessert. Der SD-Karten-Steckplatz wurde durch einen kompakteren für Micro-SD-Karten ersetzt. Das Model B+ ersetzt das gleich viel kostende Model B. Model B wird auch weiterhin angeboten und ist für Kunden gedacht, deren Anwendungen auf die Form der Platine und Pinbelegung hin konstruiert sind. Erstmals mit dem Model B+ wurde eine offizielle Spezifikation für Erweiterungsplatinen vorgestellt.

Am 10. November 2014 wurde das Model A+ vorgestellt. Während das Model A als eine teilbestückte Version des Model B angesehen werden kann, ist das günstigere und kompaktere Model A+ neu entwickelt. Es hat wie das Modell B+ einen 40-poligen Anschluss für Erweiterungsplatinen und einen Micro-SD-Karten-Steckplatz, ist aber etwa ein Viertel kürzer als Model A, B und B+.

mini|Raspberry Pi 2 Model B im transparenten Gehäuse Am 2. Februar 2015 wurde der Raspberry Pi 2 Model B vorgestellt, obwohl Eben Upton noch im Juli 2014 bekanntgegeben hatte, dieses würde nicht vor 2017 erscheinen. Dessen Ausstattung ist der des Model B+ sehr ähnlich, es hat aber 1 GB RAM und einen Vierkernprozessor vom Typ Broadcom BCM2836 auf Arm-Cortex-A7-Basis mit einer Taktfrequenz von bis zu 900 MHz. Das neue Modell soll bei Multithreading-Anwendungen bis zu sechsmal schneller als seine Vorgänger sein und sowohl Ubuntu Core Snappy als auch Windows 10 unterstützen. Auf der Microsoft-Entwicklerkonferenz „Build 2015“ wurde Windows 10 IoT Core offiziell angekündigt.

Am 26. November 2015 wurde der Raspberry Pi Zero vorgestellt. Die Ausstattung ähnelt der des Model A+, jedoch taktet der Prozessor nicht mehr mit 700 MHz, sondern mit 1 GHz und die Platinenbreite wurde von 56 mm auf 30 mm verringert. Der HDMI-Steckverbinder wurde durch den kleineren Mini-HDMI ersetzt und die USB-A-Buchse durch die kleinere Micro-USB-Buchse (B). Die 40-polige Stiftleiste für die GPIO-Pins ist ebenso wie der FBAS-Videoausgang nicht bestückt.

mini|Raspberry Pi 3 Model B Am 29. Februar 2016 wurde der Raspberry Pi 3 Model B vorgestellt. Der Hersteller erweiterte das Vorgängermodell um integriertes WLAN und Bluetooth Low Energy (BLE) und verwendete eine schnellere CPU mit 64-bit-Armv8-Architektur.

Ende 2016 wurde die Version 1.2 des Raspberry Pi 2 Model B mit der neuen CPU des Model 3 vorgestellt. Abgesehen davon ist die Ausstattung gleich mit der des ursprünglichen Model 2; auch die CPU ist weiterhin nur mit 900 MHz getaktet, statt der 1200 MHz des Model 3.

Am 16. Januar 2017 wurde das Compute Module 3 (CM3) vorgestellt. Es hat das SoC des Raspberry Pi 3 und 1 GB RAM (vorher 512 MB). Die CPU-Leistung soll sich im Vergleich zum CM1 etwa verzehnfacht haben. Das CM3 ist in zwei Varianten verfügbar: eine Standardvariante und eine Lite (CM3L), letztere ohne den aufgelöteten 4-GB-Flashspeicher. Das CM3 ist mit dem CM1 kompatibel, einziger sichtbarer Unterschied ist die um 1 mm gewachsene Breite.

mini|Raspberry Pi Zero WH Am 28. Februar 2017 wurde der Raspberry Pi Zero W vorgestellt. Die Ausstattung des Modells ist nahezu gleich zu der des Raspberry Pi Zero, wurde jedoch durch den schon beim Raspberry Pi 3 Model B eingesetzten zusätzlichen Chip um ein integriertes WLAN und BLE erweitert. Seit dem 12. Januar 2018 ist der Raspberry Pi Zero WH erhältlich, der technisch dem Raspberry Pi Zero W entspricht, dessen 40-poliger Anschluss aber bereits werkseitig mit entsprechenden Pfostensteckern versehen ist.

Am 14. März 2018 (Pi-Tag) wurde das Raspberry Pi 3 Model B+ vorgestellt. Der Prozessortakt wurde um 200 MHz auf 1400 MHz erhöht und es gibt ein neues Funkmodul. Dieses beherrscht nun auch 5-GHz-WLAN nach dem IEEE-802.11ac-Standard und Bluetooth 4.2. Außerdem hat es Gigabit-Ethernet, das jedoch weiterhin über den einzigen USB-Port angebunden ist, was die maximale Übertragungsrate auf ca. 300 MBit/s limitiert. Das neue Modell ist vorbereitet für Power over Ethernet.

Im Januar 2019 erschien das Compute Module 3+ (CM3+), das auf dem Raspberry Pi 3 Model B+ basiert. Es hat ebenfalls den Prozessor BCM2837B0, er ist aber nur mit 1200 MHz getaktet und im Unterschied zu den Vorgängerversionen des Compute Modules neben der Lite-Version ohne eMMC-Speicher auch mit 8 GB, 16 GB oder 32 GB Speicher verfügbar. Bis dahin gab es das Compute Module nur mit maximal 4 GB eMMC.

mini|Raspberry Pi 4 Model B

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