Raspberry Pi
De Raspberry Pi is de naam van diverse singleboardcomputers gebaseerd op een ARM-processor die tegen een minimale prijs worden vervaardigd en verkocht. De Raspberry Pi werd ontwikkeld aan de Universiteit van Cambridge en was bedoeld voor educatieve doeleinden. De productie van de eerste Raspberry Pi Model B werd op 10 januari 2012 gestart. Sindsdien zijn er verschillende modellen en versies uitgebracht.
De hardware van de verschillende versies van de Raspberry Pi kenmerkt zich door een open structuur die lijkt op de open structuur van de eerste IBM Personal Computers. De aanwezigheid van de GPIO-bus maakt het mogelijk om een addon-board aan een Raspberry Pi te koppelen en de aanwezigheid van USB-poorten, een DSI- en een CSI-connector maken het mogelijk om meerdere USB-devices, een display en een camera aan het moederbord te koppelen. De addon-boards kunnen gemakkelijk verwisseld worden evenals de microSD-kaart met het live-system en de software.
Eind 2015 was door de Raspberry Pi Foundation een reeks modellen en toepassingen met bijbehorende addon-boards ontwikkeld. De Raspberry Pi 2 B, of kortweg RPi 2, was begin 2016 het meest verkochte en gebruikte model en de Raspberry Zero is tot op heden het kleinste en goedkoopste model. De RPi 2 is begin maart 2016 opgevolgd door de snellere RPi 3 die uitgebreid is met Wi-Fi en Bluetooth. De RPi 2 en RPi 3 kunnen behalve voor educatieve doeleinden ook als mediacenter of als eenvoudige desktopcomputer voor lichte kantoortoepassingen gebruikt worden.
In 2019 verscheen de 4e generatie met de snellere RPi 4 en in 2023 de RPi 5 waarmee je vlot een Desktop PC kunt maken.
Moederborden en CPU's
Een Raspberry Pi singleboardcomputer bestaat uit een kleine printplaat met een Broadcom SoC, elektronische componenten en een aantal chassisdelen voor connectoren waarmee onder meer een toetsenbord en een monitor aangesloten kunnen worden. De Broadcom SoC's zijn geïntegreerde systemen rond een ARM RISC-processor en een GPU die omringd worden door een aantal perifere controllers en schakelingen. Na de introductie in 2012 hebben de eerste modellen van de Raspberry Pi zich in verschillende richtingen verder ontwikkeld.
Eerste generatie
Bij de introductie in 2012 kwamen een Model A- en een Model B-versie van de Raspberry Pi op de markt.
Raspberry Pi A
De Raspberry Pi A is opgebouwd rond de Broadcom BCM2835 SoC. De SoC in de Pi A beschikt over een werkgeheugen van 256 MB. Op de printplaat bevinden zich de volgende aansluitingen:
- een USB-poort en een SD-slot voor een verwisselbaar opslagmedium,
- een microUSB-poort voor de aansluiting van de voeding,
- een HDMI- en een CVBS composietvideo-aansluiting,
- een 3,5 mm jackplug als audio-uitgang,
- een gecombineerde 26-pins GPIO/UART/SPI/I2C-bus,
- een DSI-bus en een CSI-bus voor het aansluiten van een display en een camera.
Raspberry Pi B
De Raspberry Pi B heeft de beschikking over een USB 2.0 hub en een 10/100 Mbps ethernetcontroller door de toevoeging van de LAN9514 microchip op de printplaat. Door de uitbreiding met de LAN9514-chip kunnen extra USB-poorten en een RJ-45-aansluiting voor een netwerkverbinding aan de printplaat toegevoegd worden. De Raspberry Pi B beschikt over een werkgeheugen van 512 MB.
Tweede generatie
In 2014 kwamen de Raspberry Pi A+ en B+, de Compute Module en een aantal addon-boards voor de Pi A+ en Pi B+ op de markt. In de ontwerpen voor de modellen uit deze tweede generatie waren een aantal belangrijke veranderingen doorgevoerd.
Raspberry Pi A+ en B+
Bij de overgang naar de A+- en B+-versies verdween het CVBS-chassisdeel van de printplaat en werden de microUSB-poort en de ingang voor de 3,5 mm jackplug verplaatst naar de zijde waar zich bij Model A alleen de HDMI-aansluiting bevond. Verder werd de SD-kaart door een microSD-kaart vervangen.
De 26-pins GPIO-bus aan de rand van de printplaat werd vervangen door een 40-pins GPIO-bus. Ten opzichte van de positie van de 40-pins bus werden vier posities voor de bevestigingsgaten in de printplaat vastgelegd. De Raspberry Pi B+ kreeg bovendien vier USB-poorten i.p.v. twee en de Pi B+ had een printplaat op creditcardformaat, d.w.z. een iets grotere printplaat dan de nieuwe Raspberry Pi A+.
HAT en addon-boards
De functies van de pennen van de 40-pins GPIO-bus en de posities van de bevestigingsgaten in de printplaat werden bij de introductie van de Pi A+ en B+ gestandaardiseerd. Hierdoor werd de ontwikkeling van Hardware Attached on Top (HAT) en het ontwerpen van verschillende behuizingen voor de nieuwe systemen gemakkelijker.
Derde generatie
In 2015 kwamen de Raspberry Pi 2 B, of kortweg RPi 2, en de Raspberry Pi Zero uit. In maart 2016 werd de RPi 2 opgevolgd door de RPi 3.
Raspberry Pi 2
Het verschil tussen de eerdere B+ en de 2 B zit in de Broadcom BCM2836 SoC die de BCM2835 vervangt die in alle eerdere modellen gebruikt wordt. De nieuwe Broadcom processor is opgebouwd rond een ARM Cortex-A7 quad-core CPU en beschikt over een werkgeheugen van 1 GB. Bovendien heeft de Cortex-A7 in de Pi 2 een ARMv7 processorarchitectuur tegenover de ARMv6 architectuur van de ARM1176-processor die in de SoC van de Pi B+ zit.
Raspberry Pi Zero
De printplaat van de Raspberry Pi Zero is aanzienlijk kleiner dan die van de Pi A en de Pi A+. De Pi Zero kan als de snelle, zuinige en goedkope opvolger van de Pi A+ beschouwd worden omdat zijn BCM2835 chip op een klokfrequentie van 1 Ghz draait en omdat hij beschikt over 512 MB werkgeheugen. De Pi Zero beschikt over een HDMI-aansluiting, twee microUSB-aansluitingen, waarvan er een voor de voeding gebruikt wordt, en een 40-pins GPIO-aansluiting, verder sinds V1.3 een CSI-bus voor het aansluiten van een camera.
Raspberry Pi Zero W
De Raspberry Pi Zero wireless kwam eind februari 2017 uit. Ten opzichte van de Raspberry Pi Zero is nu de Broadcom BCM43438 microchip toegevoegd die de RPi Zero W van een Wi-Fi 802.11n 2,4 GHz en een Bluetooth 4.1 Low Energy (BLE) verbinding voorziet.
Raspberry Pi 3
De RPi 3 is de snelle opvolger van de RPi2 die op een BCM2837 SoC met een 1,2 GHz 32/64-bit quad core processor draait. De quad core ARMv7 Cortex-A7 processor in de RPi 2 is in de RPi 3 vervangen door een quad core ARMv8 Cortex-A53. Bovendien is de Broadcom BCM43438 microchip toegevoegd die de RPi 3 van een Wi-Fi 802.11n 2,4 GHz en een Bluetooth 4.1 Low Energy (BLE) verbinding voorziet.
Raspberry Pi 3B+
Op Pi-dag 2018 verscheen model 3B+ met een snellere 1,4 GHz processor en een 3 keer zo snel netwerk op basis van gigabit ethernet (300 Mbit/s) of 2,4/5 GHz dual band Wi-Fi (100 Mbit/s). Andere mogelijkheden zijn: Power over Ethernet (PoE), USB boot en netwerk boot (een SD-kaart is niet meer verplicht). Dit laat het gebruik van de Pi toe op moeilijk bereikbare plaatsen (mogelijks zonder elektriciteit).
Raspberry Pi 4
In 2019 werd de 4e generatie uitgebracht op basis van een quadcore met Cortex A72-cores (Broadcom BCM2711) met een kloksnelheid van 1,5GHz. Deze is volgens de makers drie keer zo krachtig als zijn voorganger, en bevat onder andere usb 3.0, wifi-ac en gigabitethernet. De Raspberry is er in versies met 1GB, 2GB en 4GB ram. In 2020 werd er een versie met 8GB aan het assortiment toegevoegd.
Raspberry Pi 5
Op 28 september 2023 werd de Pi 5 officieel aangekondigd en in oktober 2023 uitgebracht. Verbeteringen in hardware en software maken de Pi 5 meer dan twee keer zo krachtig als de Pi 4. Hij wordt geleverd met onder andere een zelf ontworpen I/O-controller, een aan/uit-knop en een RTC-chip. De RTC-chip heeft een batterij nodig, die je apart moet aankopen, maar het bespaart de kosten van de chip. De Pi 5 is uitgebracht met 4 of 8 GB RAM. Een belangrijk punt om op te merken is dat er geen 3,5 mm audio/video-aansluiting in zit. Gebruikers kunnen Bluetooth, HDMI, USB audio of een Audio HAT gebruiken als ze geluid uit de Pi 5 willen horen.
Raspberry Pi Zero 2 W
De belangrijkste verandering is de krachtige CPU-upgrade: de Pi Zero 2 W maakt gebruik van dezelfde BCM2710A1 SoC die ook in de Raspberry Pi 3 wordt gebruikt. Hierdoor zijn de prestaties ongeveer vijf keer zo hoog - en worden alle vier de kernen gebruikt.
Helaas is het RAM-geheugen vanwege technische beperkingen beperkt gebleven tot 512 MB. Dit belemmert het surfen op het web ernstig op de Zero 2 W.
Raspberry Pi Compute Module
De Compute Module is geen singleboardcomputer. De Compute Module past in een SODIMM-slot en kan geprogrammeerd en uitgetest worden met behulp van het Raspberry Pi IO-board voor de Compute Module. De Compute Module is bedoeld voor de ontwikkelaars van printplaten. Door een SODIMM-slot op een printplaat aan te brengen kan een Compute Module als verwisselbaar embedded system toegepast worden.