RP2040

Der RP2040 ist ein 32-Bit-Mikrocontroller, der von der Raspberry Pi Foundation selbst entwickelt und am 21. Januar 2021 der Öffentlichkeit vorgestellt wurde. Er basiert auf einem zweikernigen ARM Cortex-M0+. Sein Nachfolger ist der RP2350.

Entwurfsziele Geringe Kosten (ca. 1 €) Hohe Verfügbarkeit Einfache Verwendbarkeit Deterministisches Interrupt Handling und Instruction Cycle Timing für zeitkritische Anwendungen

Eigenschaften 3,3 V Betriebsspannung 133MHz Dual ARM Cortex-M0+ Cores 264 kB SRAM Für Code und Daten Physisch partitioniert in sechs unabhängige Bänke für gleichzeitigen parallelen Zugriff durch verschiedene Bus-Master Binärcode kann direkt aus externem Speicher über dedizierte Interfaces ausgeführt werden (SPI, DSPI oder QSPI). Ein kleiner Cache erhöht die Performance für typische Applikationen. QSPI Bus-Controller, unterstützt bis zu 16 MB externen Flash-Speicher DMA-Controller DMA-Busmaster sind verfügbar, um sich wiederholende Datentransfers von den Prozessoren auszulagern Advanced High-performance Bus für Chip-internes Daten-Routing Max. Bus-Bandbreite: 2 GB/s @ 125 MHz Systemtakt 2 × On-Chip PLLs, um unabhängig voneinander den System-Takt und den USB/ADC-Takt zu generieren Dedizierte Hardware für feste Peripheriefunktionen wie SPI, I²C, UART Interner Ringoszillator (ROSC), 1,8-12 MHz Quarzoszillator (XOSC) für externe Quarze mit 1-15 MHz 64-Bit System-Timer mit Inkrement von 1 µs RTC (Real-Time Clock) 2 × 4 PIO (Programmable Input/Output) State Machines Interner Temperatursensor Watchdog Brown-out Detection Peripherie: 30 × GPIO (General Purpose Inputs/Outputs) 2 × UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter) 2 × SPI (Serial Peripheral Interface) 2 × I²C 16 × PWM (Pulse Width Modulation) 6 weitere GPIOs, falls QSPI unbenutzt USB 1.1 (Host- und Device-Modus) 4-Kanal 12-Bit Analog-Digital-Umsetzer (ADC) Nach dem SAR-Prinzip Sample-Rate: 500 kS/s @ 48 MHz ADC-Takt 3-Pin SWD (Serial Wire Debug) Interface

Programmierung Der RP2040 kann in ARM Assembler, C/C++ oder MicroPython programmiert werden. Ein C/C++ SDK für das Raspberry Pi Pico Board ist verfügbar, das auch das freie Real-Time Betriebssystem FreeRTOS unterstützt. Offizielle Beispiel-Programme für den Raspberry Pi Pico sind in GitHub-Repositories zu finden.raspberrypi / pico-examples, auf github.com, abgerufen am 26. Juli 2021

Ein weiteres Echtzeitbetriebssystem für den Raspberry Pi Pico ist Zephyr.

2021 veröffentlichten Geoff Graham und Peter Mather den BASIC-Interpreter PicoMite als Ableger von BBC MMBasic. Dieser unterstützt alle PIOs, SD-Karten im FAT16/32-Format, diverse Sensoren, Grafikdisplays, die Kommunikation per UART, I2C und 1-Wire, ADC, PWM und SPI. Die Programmierung erfolgt über den USB-Anschluss auf der Platine per VT100-Emulation. PicoMite beinhaltet auch einen PIO-Assembler.

Der Raspberry Pi Pico lässt sich auch mit der vereinfachten C/C++-Implementierung der Arduino-Plattform programmieren. Sowohl die offizielle Arduino-IDE als auch die alternative PlatformIO-IDE werden unterstützt. Auch Arduino selbst bietet mit dem Arduino Nano RP2040 Connect ein Board mit dem RP2040 an.

Besonderheiten Das I/O-Subsystem ist als PIO (Programmable Input/Output) ausgeführt. Es handelt sich dabei um State Machines, die sich mittels 9 spezieller Assembler-Instruktionen in ihrer konkreten Funktion frei programmieren lassen. Das ermöglicht somit Software-Implementierungen von Protokollen wie SDIO, I²S, DVI-D und DPI (Display Pixel Interface). Ein vollständig verbundener Switch verbindet ARM-Cores und DMA-Engines mit sechs unabhängigen RAM-Bänken Ein USB-Controller incl. PHY-Interface ist bereits im Chip integriert, so dass kein externer USB-Controller IC (z. B. USB-UART Bridge) benötigt wird

Package & Herstellungsprozess Der Chip wird im 40-nm-Verfahren hergestellt. Er hat eine Größe von 2 mm² und ist in einem 7 × 7 mm großen QFN-56-SMD-Gehäuse untergebracht.

Namensgebung + Namensschema RP 2 0 4 0 Raspberry Pi Anzahl Cores Prozessor-Typ:M0+ RAM-Größe: NVRAM-Größe:0: kein on-board NVRAM

Weblinks

Raspberry Pi Documentation – RP2040

Einzelnachweise

Kategorie:Mikrocontroller

RP2040

Bron en licentie