Robo Věda

Web nejen o robotice

Raspberry Pi Pico 2 s mikrokontrolérem RP2350: Revoluce v odvětví mikrokontrolérů

Reklama:

Raspberry Pi Pico 2 s novým mikrokontrolérem RP2350 představuje významný kvalitativní skok v oblasti dostupných mikrokontrolérů. Tento článek se zaměří na klíčové inovace čipu RP2350, který přináší dvojnásobnou výpočetní paměť, výkonnější ARM Cortex-M33 jádra s možností přepnutí na RISC-V architekturu a pokročilé bezpečnostní funkce. Pico 2 zachovává kompatibilitu s předchozí generací při ceně pouhých 5 dolarů, čímž definuje nový standard pro cenově dostupné mikrokontroléry určené jak pro hobby projekty, tak pro profesionální aplikace.

Představení mikrokontroléru RP2350

Architektura a inovace

Mikrokontrolér RP2350 představuje druhou generaci proprietárních čipů společnosti Raspberry Pi, navazující na úspěšný RP2040 z roku 202110. Tento nový čip přináší revoluční koncept dual-architecture designu, který umožňuje uživatelům vybrat si mezi dvěma různými procesorovými architekturami v závislosti na potřebách konkrétního projektu2.

Srdcem RP2350 je dvoujádrový ARM Cortex-M33 procesor taktovaný na frekvenci až 150 MHz, což představuje zvýšení oproti 133 MHz u předchozího modelu1. Alternativně lze využít dvoujádrový RISC-V Hazard3 procesor, který je implementován jako open-hardware řešení2. Tato unikátní flexibilita umožňuje vývojářům optimalizovat výkon a kompatibilitu podle specifických požadavků jejich aplikací3.

Klíčové vlastnosti a specifikace

RP2350 nabízí 520 kB SRAM paměti rozdělenou do deseti nezávislých banků, což představuje téměř dvojnásobek kapacity oproti předchozí generaci2. Čip podporuje až 16 MB externí QSPI flash/PSRAM paměti prostřednictvím dedikované QSPI sběrnice, s možností rozšíření o dalších 16 MB prostřednictvím druhého chip-select2.

Mezi významné pokroky patří implementace ARM TrustZone technologie pro Cortex-M, která poskytuje komplexní bezpečnostní architekturu zahrnující podepsané spouštění (signed boot), 8 kB antifuse OTP paměti pro ukládání klíčů, SHA-256 akceleraci a hardwarový generátor náhodných čísel (TRNG)2. Tyto bezpečnostní prvky jsou plně dokumentované a dostupné všem uživatelům bez omezení2.

Historie a vývoj

RP2350 byl oficiálně představen 8. srpna 2024 jako součást Raspberry Pi Pico 210. Vývoj tohoto čipu reprezentuje významnou evoluce od původního RP2040, přičemž Raspberry Pi Ltd. zachovalo svůj závazek k dlouhodobé dostupnosti produktu - RP2350 má zůstat v produkci minimálně do ledna 20452.

Varianty Raspberry Pi Pico 2 s RP2350

Dostupné konfigurace

RP2350 se vyrábí ve čtyřech hlavních variantách, které se liší počtem GPIO pinů a integrovanou flash pamětí2:

Varianta Balení Flash paměť GPIO piny Analogové vstupy
RP2350A QFN-60 Externí 30 4
RP2350B QFN-80 Externí 48 8
RP2354A QFN-60 2 MB integrovaná 30 4
RP2354B QFN-80 2 MB integrovaná 48 8

Raspberry Pi Pico 2 - základní model

Standardní Raspberry Pi Pico 2 využívá čip RP2350A s 4 MB externí flash pamětí6. Deska nabízí 26 univerzálních GPIO pinů, z nichž 4 lze využít pro ADC funkce s napětím až 5 V1. Rozměry desky zůstávají stejné jako u původního Pico - 51 × 21 mm s tloušťkou 1 mm6.

Pinout Raspberry Pi Pico 2 zachovává kompatibilitu s předchozí generací, což umožňuje bezproblémové použití existujících rozšiřujících desek a periferií1. Deska obsahuje 3-pin ARM Serial Wire Debug (SWD) port pro pokročilé ladění a micro-USB B port pro napájení a programování6.

Raspberry Pi Pico 2 W - bezdrátová varianta

Raspberry Pi Pico 2 W rozšiřuje základní model o 2,4 GHz 802.11n WiFi a Bluetooth 5.2 konektivitu prostřednictvím čipu CYW4343916. Tato varianta zachovává všechny vlastnosti základního modelu a přidává možnosti pro IoT aplikace a bezdrátovou komunikaci16.

Porovnání RP2040 vs RP2350

Výkonnostní charakteristiky

Srovnání obou mikrokontrolérů odhaluje významné zlepšení výkonu u novější generace1:

Parametr RP2040 RP2350
Procesor ARM Cortex-M0+ (133 MHz) ARM Cortex-M33/RISC-V (150 MHz)
SRAM paměť 264 kB 520 kB
Flash paměť 2 MB 4 MB
GPIO piny 23 digitální + 3 ADC 26 digitální + 4 ADC
PWM kanály 16 24
PIO state machines 8 12

Architekturní vylepšení

RP2350 přináší významná architekturní vylepšení oproti RP20404. Nová ARM Cortex-M33 jádra nabízejí pokročilé funkce včetně DSP instrukcí, single-precision floating-point instrukcí a zjednodušeného double-precision floating-point koprocesoru10. Tato vylepšení činí RP2350 vhodným pro aplikace vyžadující výpočetně náročné operace, včetně základního strojového učení4.

Bezpečnostní funkce

Největší rozdíl mezi oběma generacemi spočívá v bezpečnostních funkcích. Zatímco RP2040 nenabízí specializované bezpečnostní prvky, RP2350 implementuje komplexní bezpečnostní architekturu postavenou na ARM TrustZone technologii2. Mezi klíčové bezpečnostní funkce patří hardwarové ochrany proti fault injection útokům, globální filtrování sběrnic a individuální přiřazování periferií k bezpečnostním doménám2.

Další projekty využívající RP2350

iLabs Electronics CPico RP2350

Společnost iLabs Electronics představila alternativu k oficiálnímu Raspberry Pi Pico 2 ve formě CPico RP23503. Tato deska zachovává plnou pin kompatibilitu s Raspberry Pi Pico 2, ale nabízí některá vylepšení včetně zvýšené flash paměti a RAM, jakož i pokročilé debugovací funkcionalita prostřednictvím BConnect debug portů3.

Waveshare RP2350-One

Waveshare vyvinulo miniaturní vývojovou desku RP2350-One, která se vyznačuje PCB USB-A male konektorem umožňujícím skutečné plug-and-play použití bez potřeby kabelů15. Deska využívá RP2350A mikrokontrolér a nabízí 29 GPIO pinů, z nichž 20 lze vyvést prostřednictvím pin headerů15.

RP2350-ProMini

Open-source projekt RP2350-ProMini představuje čtyřvrstvou desku navrženu tak, aby umístila RP2350 MCU do populárního, ale zastaralého Arduino Pro Mini formátu11. Projekt nabízí Arduino Pro Mini kompatibilní pinout, odpojitelnou USB a JTAG extension board s RESET tlačítkem a Buck-Boost converter based 3.3V napájecí zdroj s rozsahem vstupu 2.5V-12V11.

4D Systems GEN4-RP2350-50

Společnost 4D Systems vyvinula inteligentní displej GEN4-RP2350-50 vybavený 5" TFT displejem s rozlišením 800×480 pixelů18. Systém využívá RP2350 mikrokontrolér a nabízí 520 kB SRAM, 8 MB PSRAM a 16 MB FLASH paměť18.

Možnosti programování RP2350

C/C++ podpora

RP2350 plně podporuje programování v jazycích C/C++ prostřednictvím oficiálního Pico SDK v2.0.05. SDK poskytuje kompletní sadu knihoven a nástrojů pro využití všech funkcí mikrokontroléru včetně nových bezpečnostních prvků a dual-architecture capabilities2. Vývojáři mohou využívat jak ARM tak RISC-V toolchainy v závislosti na vybrané architektuře5.

MicroPython implementace

MicroPython v1.24 přináší plnou podporu pro RP2350 mikrokontrolér5. Důležitým aspektem je, že MicroPython podporuje obě architektury - jak ARM Cortex-M33 tak RISC-V jádra, přičemž uživatelé najdou odpovídající firmware obrazy na oficiální stránce pro Raspberry Pi Pico 25. RP2 port je založen na Pico SDK v2.0.0 a IPv6 je aktivováno jako výchozí pro desky s bezdrátovou konektivitou5.

JavaScript runtime prostředí

Pro RP2350 jsou dostupná dva významná JavaScript runtime prostředí. Kaluma představuje tiny a efektivní JavaScript runtime speciálně navržený pro RP2040 a RP2350 mikrokontroléry13. Kaluma poskytuje moderní JavaScript standardy (ECMAScript 5/6/6+), interní event loop podobný Node.js pro asynchronní operace a vestavěné moduly včetně souborových systémů, grafiky a networkingu13.

Druhým řešením je Pico-SDK-JS, který umožňuje spouštění JavaScriptu na Raspberry Pi Pico prostřednictvím výkonného toolkitu7. Tento nástroj poskytuje přímý přístup k mnoha Pico-SDK C funkcím v rámci JavaScriptu7.

Blokové programování

Pro výuku a rychlé prototypování je dostupné Microsoft MakeCode prostředí, které poskytuje grafické uživatelské rozhraní pro programování8. MakeCode umožňuje vytváření programů pomocí drag-and-drop bloků a podporuje Raspberry Pi Pico včetně nového Pico 28. Programy vytvořené v MakeCode lze stáhnout jako .uf2 soubory a nahrát přímo na mikrokontrolér8.

Závěr

Raspberry Pi Pico 2 s mikrokontrolérem RP2350 představuje významný pokrok v oblasti dostupných mikrokontrolérů. Kombinace dvojnásobné paměti, výkonnějších procesorových jader, unique dual-architecture podpory a pokročilých bezpečnostních funkcí činí z RP2350 atraktivní volbu pro široké spektrum aplikací - od jednoduchých hobby projektů až po profesionální IoT nasazení.

Zachování cenové dostupnosti na úrovni 5 dolarů při současném poskytnutí významných vylepšení výkonu a funkcionalit potvrzuje pozici Raspberry Pi jako lídra v oblasti demokratizace pokročilých technologií. Bohatá podpora programovacích jazyků od tradičních C/C++ přes moderní JavaScript až po blokové programování zajišťuje, že RP2350 bude přístupný jak začátečníkům, tak pokročilým vývojářům.

Rostoucí ekosystém třetích stran, včetně alternativních desek a specializovaných aplikací, dokazuje, že RP2350 rychle získává trakci v komunitě vývojářů. S dlouhodobým závazkem k dostupnosti do roku 2045 představuje RP2350 spolehlivou volbu pro produkty vyžadující dlouhodobou podporu.

  1. https://botland.cz/moduly-a-sady-pro-raspberry-pi-pico-2/25311-raspberry-pi-pico-2-rp2350-arm-cortex-m33-5056561803951.html ↩↩↩↩

  2. https://datasheets.raspberrypi.com/rp2350/rp2350-product-brief.pdf ↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩↩

  3. https://www.electronics-lab.com/alternative-to-raspberry-pi-pico-2-ilabs-electronics-cpico-rp2350-microcontroller-board/ ↩↩↩

  4. https://www.slashgear.com/1807346/raspberry-pi-pico-1-vs-2-difference-explained/ ↩↩

  5. https://www.cnx-software.com/2024/11/01/micropython-v1-24-release-rp2350-esp32-c6-microcontrollers-risc-v-improvements/ ↩↩↩↩↩

  6. https://datasheets.raspberrypi.com/pico/pico-2-datasheet.pdf ↩↩↩

  7. https://pico-sdk-js.github.io ↩↩

  8. https://www.youtube.com/watch?v=4oIckgqxWrw ↩↩↩

  9. https://rpishop.cz/590594/raspberry-pi-rp2350a/ ↩

  10. https://en.wikipedia.org/wiki/RP2350 ↩↩↩

  11. https://github.com/red-scorp/RP2350-ProMini ↩↩

  12. https://docs.sparkfun.com/SparkFun_Thing_Plus_RP2350/micropython_setup/ ↩

  13. https://kalumajs.org ↩↩

  14. https://rpishop.cz/c/2-katalog/869-mikropocitace/rp2350/ ↩

  15. https://www.waveshare.com/wiki/RP2350-One ↩↩

  16. https://botland.cz/moduly-a-sady-pro-raspberry-pi-pico-2/25727-raspberry-pi-pico-2-w-rp2350-arm-cortex-m33-cyw43439-wifi-bluetooth-5056561803975.html ↩↩

  17. https://blog.zonepi.cz/rapsberry-pi-pico-2/ ↩

  18. https://www.tme.eu/cz/details/gen4-rp2350-50/inteligentni-displeje/4d-systems/ ↩↩

  19. https://openelab.io/cs/products/raspberry-pi-pico-2-rp2350 ↩

  20. https://www.soselectronic.com/cz-cz/products/raspberry-pi/raspberry-pi-pico-2-412298 ↩

  21. https://cz.mouser.com/ProductDetail/4D-Systems/RP2350-90?qs=efUn273yAheiZcdwcJuJPA%3D%3D ↩

  22. https://cz.mouser.com/ProductDetail/4D-Systems/gen4-RP2350-28CT?qs=efUn273yAhevxhF8862NNg%3D%3D ↩

  23. https://datasheets.raspberrypi.com/rp2350/rp2350-datasheet.pdf ↩

  24. https://www.laskakit.cz/user/related_files/rp2350-datasheet.pdf ↩

  25. https://github.com/sparkfun/SparkFun_Pro_Micro_RP2350/blob/main/docs/assets/component_documentation/rp2350-datasheet.pdf ↩

  26. https://micropython.org/download/?mcu=rp2350 ↩

  27. https://github.com/sparkfun/micropython-rp2350/activity ↩

  28. https://datasheets.raspberrypi.com/pico/Pico-2-Pinout.pdf ↩

  29. https://docs.sunfounder.com/projects/newton-lab-kit/en/latest/raspberry_pi_pico2.html ↩

  30. https://www.hestore.hu/prod_getfile.php?id=18278 ↩

  31. https://seengreat.com/upload/file/2024/163/Pico-2-schematic.pdf ↩

  32. https://www.olimex.com/Products/RaspberryPi/PICO/RP2350-PICO2/ ↩

  33. https://cdn-shop.adafruit.com/product-files/6006/20240801+Pico+2+Product+Brief.pdf ↩

  34. https://cdn.sparkfun.com/assets/0/7/7/c/4/rp2350-datasheet.pdf ↩

  35. https://hackaday.com/tag/rp2350/ ↩

  36. https://www.ebay.co.uk/itm/286254197630 ↩

  37. https://www.farnell.com/datasheets/4498988.pdf ↩

  38. https://www.gme.cz/v/1516283/raspberry-pi-pico-2-w ↩

  39. https://www.xda-developers.com/raspberry-pi-pico-2-release/ ↩

  40. https://circuitpython.org/board/pimoroni_tiny2350/ ↩

  41. https://circuitpython.org/board/sparkfun_pro_micro_rp2350/ ↩

  42. https://blog.adafruit.com/2023/11/08/microlua-lua-for-the-rp2040-microcontroller-rp2040-raspberrypi-lua-raspberry_pi/ ↩

  43. https://www.raspberrypi.com/documentation/microcontrollers/silicon.html ↩

  44. https://www.elecrow.com/wiki/Elecrow_RP2350_Pico_W5_Board.html ↩

  45. https://www.waveshare.com/wiki/Raspberry_Pi_Pico_2 ↩

  46. https://randomnerdtutorials.com/getting-started-raspberry-pi-pico-2-w/ ↩

  47. https://www.youtube.com/watch?v=9YvmIesqqoo ↩

  48. https://www.cytron.io/tutorial/crack-the-code-using-raspberry-pi-pico-2 ↩

  49. https://www.instructables.com/Block-Programming-With-Raspberry-Pi-Pico/ ↩

  50. https://forum.makecode.com/t/can-you-run-makecode-arcade-on-a-raspberry-pi-pico-rp2040/18305 ↩

  51. https://makecode.microbit.org/v0/raspberry-pi ↩

  52. https://rayer.g6.cz/hardware/rasppico.htm ↩

  53. https://rpishop.cz/535824/raspberry-pi-pico-2/ ↩

  54. https://botland.cz/ridici-jednotky-robotu/25856-cytron-maker-motion-2350-pro-4x-motory-8x-servoregulator-rp2350-5904422387068.html ↩

  55. https://makecode.microbit.org/pkg/joy-it/pxt-RB-JoyPi-Advanced ↩

  56. https://openelab.io/cs/blogs/learn/what-is-raspberry-pi-pico-2 ↩