رزبری پای پیکو Raspberry Pi Pico

برد رزبری ‌پای پیکو (Raspberry Pi Pico) اولین برد رزبری پایی است که بر روی آن میکروکنترلر قرار دارد. شاید اکنون از خود بپرسید مگر بردهای که قبلا رزبری پای تولید می‌کرد، بر روی آن بردها میکروکنترلر قرار نداشت؟ خیر، بر روی آن بردها در واقع یک پردازنده قرار داشت و نه یک میکروکنترلر.

(تقریبا می‌توان گفت که پردازنده همان CPU است، اما میکروکنترلر علاوه بر CPU، شامل حافظه‌ها، پورت‌ها، مبدل‌ها، تایمرها، پروتکل‌های ارتباطی و … نیز می‌شود. البته حقیقت این است که پردازنده‌هایی که شرکت ARM طراحی می‌کند و امتیاز آن را به سایر شرکت‌ها می‌فروشد فقط یک CPU تنها نیست و کمی بیش از یک CPU درون این پردازنده‌ها قرار دارد. پس نتیجه می‌گیریم که پردازنده‌های شرکت ARM یک چیزی بین میکروکنترلر و CPU هستند.)

و یک نکته جالب‌تر هم اینکه برای اولین بار است که رزبری پای تراشه خود را طراحی می‌کند، یعنی نه تنها برای اولین بار در بردهای خود از میکروکنترلر استفاده کرده است، بلکه برای اولین بار میکروکنترلر خود را طراحی و تولید می‌کند.

قضیه کمی جالب شد اجازه بدهید کمی بیشتر در این رابطه توضیح بدهم.

در واقع شرکت ARM فقط پردازنده‌هایی را طراحی می‌کند و لایسنس پردازنده‌هایی که طراحی کرده است را به شرکت‌های دیگر می‌فروشد و آن شرکت‌ها این پردازنده را با همان طراحی که توسط شرکت ARM انجام شد تولید می‌کنند و یا اینکه در کنار این پردازنده ادوات دیگری قرار می‌دهند تا تبدیل به میکروکنترلر شود و در نهایت آن را تولید می‌کنند. 

کاری که قبلا رزبری پای می‌کرد این بود که حتی خودش پردازنده را هم تولید نمی‌کرد بلکه این پردازنده توسط شرکت broadcom تولید می‌شد و رزبری پای فقط با استفاده از پردازنده broadcom یک برد یا همان SBC را تولید و روانه بازار می‌کرد. البته ناگفته نماند که broadcom این پردازنده را به صورت اختصاصی و فقط برای رزبری پای طراحی می‌کرد.

اما اکنون رزبری پای لایسنس هسته +Cortex – M0 که توسط ARM طراحی شده است را خریداری کرده و میکروکنترلر خود را طراحی و در نهایت به مرحله‌ی تولید رسانده است. 

اسم میکروکنترلری که بر روی برد پیکو قرار دارد RP2040 است. این میکروکنترلر یک میکروکنترلر بسیار کوچک است که به شما امکان می‌دهد پروژه‌های سخت‌افزاری خود را با ستفاده از کد بر روی میکروکنترلر ایجاد کنید.

اگر با میکروکنترلرها آشنایی ندارید، این دستگاه ها به شما امکان می دهند قطعات دیگر یا سایر دستگاه ها را کنترل کنید. ممکن است فکر کنید که تا کنون با رزبری پای معمولی می توانستید این نوع کارها را انجام دهید. اما میکروکنترلرها به طور خاص برای تعامل با چیزهای دیگر طراحی شده اند.

میکروکنترلرها ارزان هستند، کوچک هستند و با انرژی بسیار کمی طراحی شدند. توان بسار کمی مصرف می‌کنند. برای جلوگیری از لحیم کاری می‌توانید پروژه خود را با برد برد شروع کنید. می‌توانید آن را با یک باتری کوچک راه‌اندازی کنید و پس از آن می‌تواند هفته‌ها یا حتی ماه‌ها کار کند. برخلاف رایانه‌ها، میکروکنترلرها سیستم‌عامل‌های سنتی مثل ویندوز و لینوکس را اجرا نمی‌کنند و کد شما مستقیماً روی تراشه اجرا می شود.

همانند سایر میکروکنترلرها، رزبری ‌پای پیکو (Raspberry Pi Pico) ده‌ها پایه ورودی و خروجی در کناره‌های دستگاه دارد. این پین‌ها از آنجا که به عنوان اینترفیس با سایر اجزا عمل می کنند مهم هستند. به عنوان مثال، می توانید بین میکروکنترلر خود با یک چراغ LED ارتباط برقرار کنید، از سنسورهای مختلف داده بگیرید، برخی اطلاعات را بر روی صفحه نمایش نشان دهید، و …

اجازه بدهید کمی بیشتر هم به جزئیات برد پیکو و هم به جزئیات میکروکنترلر RP2040 بپردازیم.

برد رزبری ‌پای پیکو (Raspberry Pi Pico) به عنوان یک پلت فرم کم هزینه و در عین حال انعطاف پذیر برای میکروکنترلر RP2040 طراحی شده است، که موارد زیر از ویژگی‌های کلیدی این برد هستند:

• میکروکنترلر RP2040 با فلش 2 مگابایت
• پورت Micro-USB B برای تغذیه و داده (و برای برنامه ریزی مجدد فلش)
• 40 پین ’21×51 ‘DIP
  • 26 ورودی و خروجی چند منظوره 3.3V
  • 23 تا GPIO فقط دیجیتال دارد که 3 تا از آن‌ها قابلیت ADC دارند
  • می‌توان به صورت ماژول روی سطح مونتاژ شود
• 3 پین ARM Serial Wire Debug (SWD)
• معماری منبع تغذیه ساده و در عین حال بسیار انعطاف پذیر
  • گزینه های مختلف برای تأمین تغذیه از طریق میکرو USB، منابع خارجی یا باتری ها
• کیفیت بالا، هزینه کم، در دسترس بودن بالا
• یک SDK جامع، مثال‌های نرم افزاری و مستندات

• همچنین ویژگی‌ها اصلی میکروکنترلر RP2040 عبارت‌اند از:

• +cortex M0 دو هسته ای تا حداکثر 133 مگاهرتز
  • PLL روی تراشه فرکانس متغیر هسته را امکان پذیر می کند
•  264kByte SRAM با عملکرد بالا
• فلش Quad-SPI خارجی
• باس full-crossbar با عملکرد بالا
• USB1.1 به صورت On-board (دستگاه یا میزبان)
• 30 IO چند منظوره (4 تا می تواند برای ADC استفاده شود)
  • ولتاژ IO از 1.8 تا 3.3V (توجه داشته باشید ولتاژ Pico IO در 3.3 ولت ثابت است)
• مبدل آنالوگ به دیجیتال 12بیتی 500ksps (ADC)
• پریفرال های مختلف دیجیتال
  • 2 × UART
  • 2 × I2C
  •  2 × SP
  • 16 × PWM channels
  • 1 × Timer with 4 alarms
  • 1 × Real Time Counter
• 2 × Programmable IO (PIO) blocks
• 8 state machines total
• IO با سرعت بالا قابل انعطاف، قابل برنامه ریزی توسط کاربر
• قابلیت emulate اینترفیس‌هایی مانند SD Card و VGA تقلید کند
•  
•  

• اگر می خواهید چیزی را در رزبری ‌پای پیکو (Raspberry Pi Pico) اجرا کنید، بسیار آسان است. با استفاده از پورت micro-USB دستگاه خود را به رایانه متصل می کنید. هنگام فشار دادن دکمه، رزبری ‌پای پیکو (Raspberry Pi Pico) را راه اندازی می کنید و این دستگاه به عنوان یک درایو خارجی در رایانه شما ظاهر می شود.

  علاوه بر C، می توانید از MicroPython به عنوان زبان توسعه خود استفاده کنید. این زبان برای میکروکنترلرها از زبان پایتون الهام گرفته است. بنیاد رزبری پای تعداد زیادی مستندات و یک دیتاشیت برای ‌پیکو نوشته است.

  جالب اینجاست که بنیاد رزبری پای می خواهد به دیگران اجازه دهد که از این تراشه خود در طراحی‌های خود استفاده بکنند. این اجازه به Adafruit ،Arduino ،Pimoroni و Sparkfun داده شده است تا آنها بتوانند بردهای خود را با استفاده از تراشه RP2040 بسازند. یک اکوسیستم کامل از دستگاه های مجهز به RP2040 وجود خواهد داشت.

  منبع : از سایات سیسوگ sisoog.com