Raspberry Pi Foundation выпустила техническое описание, представила подробности об этой разработке и раскрыла блок-схему своего нового периферийного контроллера RP1, установленного в микрокомпьютере Raspberry Pi 5.
28 сентября 2023 года Raspberry Pi Foundation представила Raspberry Pi 5 (техническое описание). Версия микрокомпьютера на базе чипа BCM2712 с 8 ГБ ОЗУ стоит $80, с 4 ГБ ОЗУ — $60. Независимые тесты Raspberry Pi 5 показали значительный прирост производительности по сравнению с Raspberry Pi 4, а модуль Wi-Fi в устройстве работает до 3 раз быстрее аналогичного в Raspberry Pi 4.
В качестве SoC в Raspberry Pi 5 установлен чип Broadcom BCM2712 (2.4 GHz quad-core 64-bit Arm Cortex-A76 CPU, 512KB per-core L2 caches and a 2MB shared L3 cache). Raspberry Pi 5 оснащён собственным процессором в виде «южного моста» RP1, который используется для большей части возможностей ввода-вывода платы. Этот южный мост обеспечивает более быстрый ввод-вывод USB наряду с другими улучшениями пропускной способности ввода-вывода, такими как удвоение пиковой производительности SD-карты.
Raspberry Pi 5 имеет два порта USB 3.0, два порта USB 2.0, порт Gigabit Ethernet, два 4-канальных трансивера MIPI, PCIe 2.0 x1 через M.2 HAT или другой адаптер, питание 5В постоянного тока через USB-C, классический Raspberry 40-контактный разъем GPIO Pi и два выхода micro HDMI.
У Raspberry Pi Foundation уже есть опыт разработки своих чипов. Ранее инженеры компании создали микроконтроллер RP2 (RP2040). Это двухъядерный процессор Arm Cortex M0+, работающий на частоте до 133 МГц. Также в нём присутствует 264 КБ встроенной оперативной памяти.
Примечательно, что отдельное решение RP2040 на базе RP2 и микроконтроллер Pi Pico на его основе появились на рынке раньше на пару лет раньше выхода периферийного контроллера RP1. Фактическая разработка RP1 началась 7 лет назад. По информации компании, общий бюджет исследований и разработок для разработки проекта Raspberry Pi 5 составил около $25 млн.
На момент запуска в Raspberry Pi Foundation сообщили, что RP1 поддерживает некоторые периферийные устройства, а также позволил удвоить пропускную способность USB за счёт двух отдельных хостов USB 3.0. Благодаря RP1 также стали доступны более высокоскоростные интерфейсы MIPI.
Основные характеристики и характеристики Raspberry Pi RP1:
Блок-схема Raspberry Pi RP1.
О флэш-памяти для прошивки в RP1 в документации не упоминается. Но Эбен Аптон (создатель Raspberry Pi) объяснил, что выпуск технических данных по новом чипу является лишь частичным и предназначен для разработчиков, реализующих драйверы для Raspberry Pi 5 SBC. Эксперты считают, что чип RP1 может иметь некоторые скрытые (то есть ещё не опубликованные) функции.
«В то время как мы стремимся раскрыть больше функций RP1, как в программном обеспечении, так и в дальнейшем в документации, вы, возможно, увидите обновления и дополнительную информацию об его устройстве, но чуть позже», — уточнили разработчики из Raspberry Pi Foundation.
«RP1 представляет собой невероятно сложную конструкцию, объединяющую все внешние аналоговые интерфейсы, необходимые для сборки Raspberry Pi, и соответствующие цифровые контроллеры в одном кристалле площадью 20 мм², реализованном по процессу 40LP TSMC. Он обеспечивает вход камеры MIPI и выход дисплея, USB 2.0 и 3.0, аналоговый видеовыход и MAC-адрес Gigabit Ethernet; и он обеспечивает достаточное количество отказоустойчивых контактов ввода-вывода общего назначения 3V3 и различные низкоскоростные цифровые периферийные устройства для управления нашим стандартным 40-контактным разъёмом GPIO. Эти компоненты подключены через матрицу AMBA AXI к контроллеру устройства PCI Express, а затем к процессору приложений BCM2712. Каждый компонент имеет свои собственные требования к тактированию и ограничения реализации, которые необходимо соблюдать, чтобы он функционировал правильно», — рассказал про новый чип Аптон.
«За последнее десятилетие мы создали исключительную команду разработчиков полупроводников, которая смогла справиться с задачей создания RP1. Но те же возможности позволили нам создать микроконтроллер RP2040: RP1 и RP2040 имеют определённую внутреннюю инфраструктуру, и оба были созданы с использованием нашей собственной цепочки инструментов для сборки микросхем SPIV. А присутствие RP2040 на рынке более двух лет помогло ускорить многие процессы, необходимые для производства необходимого кремния для чипов в больших масштабах, что сделало процесс производства RP1 более стабильным», — пояснили разработчики из Raspberry Pi Foundation.
