RP2040 MCU如何成为受欢迎的开发板芯片

　　Raspberry Pi SBC 是当今最受欢迎的开发板选项之一。Raspberry Pi 有多种口味，从 Raspberry Pi 2、3 和 4 到 Raspberry Pi 零和零 W“制造商”板。现在，Raspberry Pi 基金会更进一步，发布了自己的处理器：RP2040 MCU。

　　Raspberry Foundation 于 2021 年 1 月推出的其首款采用强大的国产 RP2040 芯片的 MCU 开发板。该开发板俗称 Raspberry Pi Pico，因其 4 美元的最低价格和可编程 IO 而获得了广泛关注。此外，RP2040 芯片为该板提供了更多功能，使其成为开发板的完美选择。

　　揭开树莓派 RP2040 的秘密

　　让我们进一步了解 RP2040 SoC，了解它为何如此受欢迎的开发板芯片。除了架构硬件设计之外，一些因素使其在其他芯片中脱颖而出。

　　以下是其中一些因素：

　　133 MHz 的高频时钟

　　RP2040 SoC 是一款 32 位双核芯片，采用 ARM Cortex M0+，运行频率为 133 MHz。因此，RP2040 芯片比同类主板中的其他选项快得多，例如 Pico，其芯片具有 10-20 MHz 范围内的低频时钟。

　　这些内核还可以支持高达 400 MHz 的超频频率，使其在密集型应用程序中速度更快。

　　支持机器学习应用程序

　　由于 RP2040 SoC 的两个内核都以相对较高的速度工作，因此该芯片支持相当高的计算数据处理能力。这使其适用于需要大量数据处理能力的机器学习用例，这在与 TensorFlow Lite Micro 兼容的基于 RP2040 的开发板的创建者中并没有丢失。

　　其中一些板支持人检测、手势检测和语音识别等应用。但稍后会详细介绍。

　　更大的 RAM 和闪存

　　只有当内存带宽也增加时，更高频率的时钟才有用。RP2040 配备 264 KB RAM，比许多主流 MCU 上常见的 32 KB RAM 大得多。

　　此外，RP2040 芯片具有 2 MB 闪存，通过 QSPI 连接器支持 16 MB 外部闪存。

　　低功耗

　　RP2040 SoC 具有低动态功耗以及多种低功耗模式。低额定功率为电池供电应用提供了灵活性，因此在移动应用中非常有用。

　　虽然 RP2040 的额定功率高于竞争芯片，但其高速内核及其产生的性能证明了能耗是合理的。

　　制造成本低

　　RP2040 由 Raspberry Pi Foundation 在 40 nm TSMC 硅晶圆上制造，采用 7 × 7 mm QFN-56 SMD 封装设计。系统外围设备的紧凑集成缩小了外形尺寸并降低了芯片的制造成本。

　　基于RP2040的开发板概述

　　如前几节所述，许多硬件公司已经发布了采用 Raspberry Pi Foundation 的 RP2040 SoC 的 MCU 开发板。但是，其他开发板往往是为特定用例设计的，并带有一些附加功能。

　　Adafruit 的 RP2040 开发板

　　Adafruit 设计了两个 RP2040 开发板，Adafruit Feather 和 Adafruit ItsyBitsy。两款开发板都通过 CircuitPython、MicroPython 和 C/C++ 语言提供灵活的软件支持。

　　此外，板上库存的 264 KB RAM 和 4MB SPI 闪存为固件和应用程序代码留下了充足的空间，可以充分利用。

　　Adafruit Feather RP2040 带有 21 个 GPIO 引脚，少于 Adafruit ItsyBitsy 的 23 个 GPIO 引脚。Adafruit Feather 的外形尺寸为 50.8 mm x 22.8 mm x 7 mm，而 Adafruit ItsyBitsy 的外形尺寸为 36 mm x 18 mm x 4 mm。

　　Arduino Nano RP2040 连接板

　　Arduino 硬件本身具有 Raspberry Pi 的 SoC 的事实使得开发板很受欢迎。当然，这是因为 RP2040 硬件的性能和强大的 Arduino 软件支持使其成为开发人员和爱好者的理想选择。

　　Arduino Nano RP2040 连接板的成本有点高，因为它带有 Wi-FI 和蓝牙连接。这为具有无线技术以及各种物联网应用理念的创新嵌入式开发项目开辟了许多途径。

　　SparkFun 的 RP2040 开发板

　　SparkFun 开发了两个 RP2040 开发板，SparkFun Micro Pro - RP2040 和 SparkFun Thing Plus - RP2040。这两款开发板都配备了与其他基于 RP2040 的开发板相同的 264 KB SRAM 和 16 MB 闪存。但是 30 个 GPIO 引脚，包括 ADC 引脚和一个 WS2812 可寻址 LED，在两块板之间是通用的，但这些特性使它们在某些竞争中脱颖而出。

　　SparkFun Micro Pro 支持 C/C++ 和 MicroPython，而 SparkFun Thing Plus 也支持 CircuitPython。尺寸方面，SparkFun Micro Pro 比 SparkFun Thing Plus 小。

　　RP2040 机器学习开发板

　　由于 RP2040 芯片提供高速双核和高频时钟，各种 RP2040 开发板一直致力于机器学习用例。例如，Arducam Pico4ML 板和 SparkFun 的 MicroMod RP2040 卡就成为了机器学习应用的最佳选择。

　　Arducam Pico4ML 配备板载 LCD 和各种传感器，适用于人员检测、手势检测和语音识别。RP2040 芯片与这些传感器的集成为经济实惠的机器学习应用提供了不错的选择。

　　SparkFun MicroMod RP2040 M.2 附加卡可与不同的 SparkFun 载板配合使用，例如 SparkFun 的 ML 载板，带有两个麦克风和一个 3 轴加速度计，用于实时数据收集。因此，SparkFun MicroMod 卡与 ML 载板的集成开辟了大量机器学习用例。

　　RP2040 SoC的普及

　　RP2040 的高速、低功耗和低成本使其成为 MCU 开发板的热门选择。除了本文提到的开发板之外，还有几家公司正在开发 RP2040 开发板。

　　审核编辑：郭婷