Chương 3. TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
3.1. TỔNG QUAN VỀ KIT RASPBERRY PI 3
3.1.1. Giới thiệu tổng quan
Raspberry Pi được phát triển đầu tiên vào năm 2012. Raspberry Pi ban đầu là như một thẻ card được cắm trên bo mạch máy tính được phát triển bởi các nhà phát triển ở Anh. Sau đó Raspberry Pi đã được phát triển thành một bo mạch đơn có chức năng như một máy tính mini dùng để giảng dạy ở các trường trung học. Được phát triển bởi Raspberry Pi Foundation – là tổ chức phi lợi nhuận với tiêu chí xây dựng hệ thống mà nhiều người có thể sử dụng được trong những công việc tùy biến khác nhau.
Raspberry Pi sản xuất bởi 3 OEM: Sony,Qsida, Egoman. Và được phân phối chính bởi Element14, RS Components và Egoman.
Mặc dù chậm hơn so với các dòng laptop, máy tính hiện đại nhưng Raspberry Pi vẫn được xem là máy tính Linux hoàn chỉnh và có thể cung cấp tất cả các khả năng mà người dùng mong đợi, với mức tiêu thụ năng lượng thấp.
Hình 3.2: Bo mạch Raspberry Pi 3
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 27 3.1.2. Cấu tạo phần cứng của kit Raspberry Pi 3
Raspberry Pi 3 Model B là thế hệ thứ 3 và mới nhất tính đến thời điểm hiện tại của gia đình Raspberry Pi, nó ra đời vào tháng 2 năm 2016. Cấu hình Raspberry Pi 3 có khá nhiều thay đổi. Raspberry Pi 3 gồm 10 phần chính:
Chip SOC (System On Chip) Broadcom BCM 2837: chạy ở tốc độ 1.2 GHz, được nâng cấp hơn rất nhiều so với các thế hệ trước. Chip này tương đương với nhiều loại được sử dụng trong smartphone phổ thông hiện nay, và có thể chạy được hệ điều hành Linux. Tích hợp trên chip này là nhân đồ họa (GPU) Broadcom VideoCore IV Dual Core. GPU này đủ mạnh để có thể chơi một số game phổ thông và phát video chuẩn full HD.
40 ngõ GPIO (General Purpose Input Output): Giống như các chân của vi điều khiển, các IO này của Raspberry Pi cũng được sử dụng để xuất tín hiệu ra led, thiết bị… hoặc đọc tín hiệu vào từ các nút nhấn, công tắc, cảm biến… Ngoài ra còn có các IO tích hợp các chuẩn truyền dữ liệu UART, I2C và SPI.
Ngõ HDMI: dùng để kết nối Pi với màn hình máy tính hay tivi có hỗ trợ cổng HDMI.
Cổng DSI (Display Serial Interface): Cổng này dùng để kết nối với LCD hoặc màn hình OLED.
Ngõ audio 3.5mm: Kết nối dễ dàng với loa ngoài hay headphone. Đối với tivi có cổng HDMI, ngõ âm thanh được tích hợp theo đường tín hiệu HDMI nên không cần sử dụng ngõ audio này.
Cổng USB: Một điểm mạnh nữa của Pi là tích hợp 4 cổng USB 2.0. Đủ để cắm các ngoại vi cần thiết như chuột, bàn phím và usb wifi.
Cổng Ethernet: Cho phép kết nối Internet dễ dàng. Cắm dây mạng vào Pi, kết nối với màn hình máy tính hay tivi và bàn phím, chuột là bạn có thể lướt web dễ dàng.
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 28 Khe cắm thẻ nhớ SD: Raspberry Pi không tích hợp ổ cứng. Thay vào đó nó có thể dùng thẻ SD để lưu trư dữ liệu. Toàn bộ hệ điều hành Linux sẽ hoạt động trên thẻ SD này vì vậy nó cần kích thước thẻ nhớ tối thiểu 4GB và dung lượng hỗ trợ tối đa là 32 GB.
Cổng CSI (Camera Serial Interface): Cổng này dùng để kết nối với module camera riêng của Raspberry Pi. Module này thu được hình ảnh chất lượng lên đến 1080p.
Jack nguồn micro USB 5V, 2.5A (tối thiểu là 1A).
Ngoài ra, Raspberry Pi 3 có đặc điểm nổi trội hơn các phiên bản trước là có tích hợp thêm wifi để có thể kết nối mạng internet không dây và bluetooth 4.1.
Hình 3.3: Các cổng giao tiếp ngoại vi
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 29 Hình 3.4: Sơ đồ chân của Raspberry Pi 3
3.1.3. Hệ điều hành của kit Raspberry Pi 3
Có 5 phiên bản hệ điều hành được cung cấp chính thức cho Raspberry Pi:
Raspian "wheezy": Đây là distro dựa trên Debian wheezy, sử dụng hard-float ABI (tính toán dấu chấm động bằng phần cứng) cho thời gian chạy các ứng dụng nhanh hơn với giao diện LXDE (thay vì GNOME). Có đầy đủ web browser, media player, tools, etc … Nói chung này dành cho những người muốn dùng Raspberry Pi như một cái PC.
CHƯƠNG 3 TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 30 Soft-float "wheezy": Vẫn được xây dựng dựa trên Debian wheezy nhưng việc xử lý dấu chấm động được thực hiện bằng phần mềm. Việc này giúp bạn có thể sử dụng máy ảo Java (Oracle JVM) trên Raspberry.
Arch Linux: Phiên bản giành cho ARM. Đảm bảo thời gian khởi động trong vòng 10 giây. Chỉ khởi động và load các gói cần thiết. Để sử dụng được Arch Linux bạn cần có kiến thức cơ bản về Linux.
Pidora: Là phiên bản của Fedora được tối ưu cho RPi, có sẵn giao diện đồ họa.
Giành cho những ai đã quen xài Fedora.
RISC OS: Là hệ điều hành do nhóm phát triển ARM thiết kế riêng. Đây không phải là một phiên bản Linux, do vậy bạn cần làm quen với cấu trúc và câu lệnh đặc trưng cho hệ điều hành này.
Ngoài ra còn nhiều hệ điều hành khác bạn có thể cài đặt: Raspbmc, Android...