Raspberry Pi Foundation telah meluncurkan lebih dari sekedar papan SBC-nya, dengan beberapa tambahan perangkat keras yang menarik. Mungkin salah satu yang belum begitu dikenal Raspberry Pi, penting untuk merawat chip RP2040, perangkat menarik bagi para pembuat yang tertarik dengan AI dan pembelajaran mesin.
Pada artikel kali ini kita akan membahas hal tersebut secara mendalam. pelengkap sempurna untuk SBC yang terkenal.
Apa itu RP2040?
Raspberry Pi Ltd merancang sirkuit yang disebut RP2040, yang diperkenalkan pada Januari 2021 sebagai bagian dari papan Raspberry Pi Pico SBC baru yang diluncurkan entitas ini ke pasar. Chip RP2040 ini tidak lebih dari sebuah chip mikrokontroler 32-bit dengan a inti ganda ARM Cortex-M0+.
ARM Cortex-M0+ adalah inti CPU yang dirancang khusus untuk aplikasi di sistem tertanam dan mikrokontroler. Arsitektur 32-bitnya memberikan peningkatan kinerja dibandingkan arsitektur 8-bit atau 16-bit. Selain itu, ia menonjol karena prosesornya yang berdaya rendah, sehingga ideal untuk perangkat bertenaga baterai dan aplikasi lain yang memerlukan efisiensi energi.
Inti ini menggunakan ekstensi instruksi Thumb-2, kombinasi instruksi 16-bit dan 32-bit yang meningkatkan kepadatan kode dan kinerja dalam aplikasi dengan memori terbatas. Dengan pipeline tiga tahap, ini mencapai eksekusi instruksi yang efisien, menjaga keseimbangan antara kinerja dan konsumsi daya.
ARM Cortex-M0+ menggabungkan a pengendali interupsi yang efisien untuk mengelola peristiwa dan tugas real-time secara efektif. Dirancang untuk menawarkan kinerja wajar dengan biaya yang kompetitif, inti ini umumnya diterapkan pada mikrokontroler yang digunakan di berbagai perangkat tertanam, mulai dari sistem kontrol hingga peralatan rumah tangga dan perangkat medis.
Dengan demikian, ini menjadi mikrokontroler pertama yang dirancang oleh Raspberry Pi, meskipun inti IP sepenuhnya dirancang oleh Arm. Biayanya yang rendah memungkinkannya untuk diintegrasikan ke dalam Raspberry Pi Pico SBC, dengan harga hanya sekitar $4, karena harga IC hanya $1.
Chip RP2040 ini dapat diprogram untuk beroperasi menggunakan berbagai bahasa pemrograman. Salah satunya bisa berupa assembler ARM, yang lain C, C++, Free PASCAL, Rust, Go, MicroPython, CircuitPython, Ada, dll. Terlebih lagi, di tempat mana ia paling menarik perhatian, ia cukup kuat untuk melakukannya jalankan TensorFlow Lite untuk aplikasi AI.
Melanjutkan topik RP2040, harus dikatakan bahwa chip ini telah diintegrasikan ke beberapa papan SBC dari berbagai produsen, seperti Adafruit, Arduino, SparkFun, Pimoroni, dll. Di Raspberry Pi menyediakan fitur-fitur penting dengan harga murah. Misalnya sudah digunakan untuk Raspberry Pi Pico dan Pico W, Arduino Nano RP2040, Pimoroni Tiny RP2040, Adafruit Micro, SparkFun Pro Micro, dll.
Spesifikasi RP2040
Sebagai Spesifikasi teknis RP2040, kita dapat menemukan yang berikut:
- Chip diproduksi dengan node atau proses 40 nm di pengecoran TSMC.
- Dikemas dalam tipe QFN 7x7mm dengan 56 kontak dan untuk pemasangan di permukaan atau SMD.
- CPU dual-core ARM Cortex-M0+ pada 133 Mhz, dengan dukungan overclocking. Setiap inti memiliki pembagi bilangan bulat periferal dan dua interpolator.
- Ini mengimplementasikan memori SRAM cepat berkapasitas 264 KB, dengan 6 bank independen, empat 64 KB dan dua 4 KB.
- Ia tidak memiliki memori flash atau EEPROM internal, oleh karena itu, setelah reset atau shutdown, boot-loader akan hilang dan akan dimuat melalui firmware eksternal.
- Pengontrol bus QSPI, mendukung memori flash eksternal hingga 16 MB.
- DMA atau pengontrol akses memori langsung.
- Palang AHB, terhubung sepenuhnya.
- LDO (Low-Dropout Regulator) terintegrasi pada chip dan dapat diprogram untuk menghasilkan tegangan inti.
- PLL ganda diintegrasikan ke dalam chip untuk menghasilkan jam inti dan juga frekuensi USB.
- 30 GPIO dengan 4 sebagai penggunaan input analog opsional.
- Dukungan periferal dengan pengontrol: 2x UART, 2x SPI, 2x I2C, 16x PWM, USB 1.1, PHY dan 8 PIO atau pin keluaran yang dapat diprogram untuk status mesin.
Kegunaan atau aplikasi
Chip RP2040 telah menjadi landasan berbagai proyek dan produk karena keserbagunaan dan kemampuannya yang luar biasa. Telah menemukan aplikasi pada berbagai perangkat dan sistem tertanam, membuka berbagai kemungkinan untuk pengguna yang berbeda.
Salah satu kegunaannya yang umum adalah dalam bidang pengembangan proyek elektronik, sangat dihargai oleh para penggemar dan profesional karena menciptakan perangkat khusus berkat biaya rendah dan kapasitas pemrosesan. Selain itu, hal ini mempunyai dampak yang signifikan terhadap pendidikan ilmu komputer, digunakan dalam lingkungan pendidikan untuk mengajarkan konsep pemrograman dan perangkat keras, memberikan siswa pengenalan praktis tentang ilmu komputer.
Dalam bidang otomatisasi dan kontrol, RP2040 telah diintegrasikan ke dalam sistem seperti perangkat rumah pintar dan proyek otomasi industri, berinteraksi dengan sensor dan aktuator untuk mengontrol dan memantau lingkungan. Teknologi ini juga diterapkan dalam bidang robotika, yang berfungsi sebagai otak robot dan kendaraan otonom, dengan kemampuan tambahan untuk menjalankan TensorFlow Lite untuk implementasi pembelajaran mesin.
Fleksibilitas RP2040 disorot dalam pengembangan pembuatan prototipe cepat, memfasilitasi penciptaan produk dan teknologi baru dengan cepat. Kegunaannya meluas ke Internet of Things (IoT), yang digunakan pada perangkat yang terhubung ke jaringan untuk mengumpulkan data dan mengirim informasi ke cloud, berkat ukurannya yang ringkas dan efisiensi energi.
Selain itu, RP2040 diintegrasikan ke dalam proyek kolaboratif dan sumber terbuka, membina komunitas buka perangkat keras. Dari aplikasi hiburan hingga proyek seni interaktif, RP2040 telah menjadi pilihan populer di arena hiburan hobi dan kreatif.