Raspberry Pi

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Il Raspberry Pi è un single-board computer (un calcolatore implementato su una sola scheda elettronica) sviluppato nel Regno Unito dalla Raspberry Pi Foundation. Il suo lancio al pubblico è avvenuto il 29 febbraio 2012. Finora, ne sono state prodotte otto versioni (Modelli: A, B, A+, B+, 2, Zero, 3, Zero W) con prezzi da 5 a 35 dollari statunitensi.
L’idea di base è la realizzazione di un dispositivo economico, concepito per stimolare l’insegnamento di base dell’informatica e della programmazione nelle scuole
Il progetto ruota attorno a un System-on-a-chip (SoC) Broadcom (BCM2835, oppure BCM2836 per il Raspberry Pi 2, o BCM2837 per Raspberry Pi 3), che incorpora un processore ARM, una GPU VideoCore IV, e 256 o 512 Megabyte o 1 Gigabyte di memoria. Il progetto non prevede né hard disk né una unità a stato solido, affidandosi invece a una scheda SD per il boot e per la memoria non volatile.
La scheda è stata progettata per ospitare sistemi operativi basati sul kernel Linux o RISC OS. È assemblata fisicamente in Galles, nel SoNy UK Technology Centre.

Storia del progetto
e prime concezioni del Raspberry Pi, nel 2006, si basavano sul microcontrollore Atmel ATmega644. Gli schemi e il layout del circuito stampato di questo prototipo sono disponibili per il download libero e per l’autocostruzione L’amministratore Eben Upton mise insieme un gruppo di insegnanti, accademici e appassionati di computer, per concepire un oggetto capace di incoraggiare i bambini, fornendo loro know-how e ispirazione.
La Raspberry Pi Foundation fu fondata nel maggio 2009, a Caldecote, villaggio del South Cambridgeshire, nel Regno Unito, con lo statuto giuridico di organizzazione caritatevole registrata, regolata dalla Charity Commission for England and Wales.
Il 19 febbraio 2012, la Raspberry Pi Foundation mise a disposizione un proof of concept di un’immagine disco caricabile su SD Card per produrre un sistema operativo preliminare. L’immagine si basava su Debian 6.0 (Squeeze), con LXDE come desktop environment e Midori come browser, più vari strumenti di programmazione. L’immagine poteva anche girare sull’emulatore QEMU, permettendo di emulare Raspberry Pi su varie altre piattaforme. La fondazione rilasciò successivamente un rilascio basato su Fedora e una versione di Arch Linux.
L’immagine basata su Debian ha poi preso il nome di Raspbian.

Raspberry Pi
La prima versione del prototipo basata su ARM era montata su una scheda grande circa come una chiave USB[21], con una porta USB su un lato e una porta HDMI sull’altro.

Nel mese di agosto 2011 furono realizzate cinquanta versioni alpha della scheda. Queste schede erano funzionalmente identiche al progettato modello B[22]. Versioni di prova della scheda mostravano l’ambiente desktop LXDE su Debian, Quake 3 a 1080p, e video Full HD H.264 su HDMI.
Nel mese di ottobre 2011 vi è stata la scelta del logo all’interno di un numero di proposte dei membri della comunità: dopo aver stilato una rosa contenente sei proposte, la scelta finale ha richiesto vari giorni. Il disegno scelto si basava su una buckyball. Nel corso dello stesso mese si stava lavorando a una versione di sviluppo di RISC OS, oggetto di una dimostrazione pubblica.
Nel mese di dicembre 2011 sono state assemblate e testate un centinaio di versioni beta del modello B Beta. Il layout della componentistica usato nella versione beta è lo stesso di quella destinata alla produzione, salvo un errore di sbrogliatura nel progetto del circuito stampato scoperto e risolto prima di avviare la produzione. Le schede Beta ebbero una dimostrazione pubblica con avvio da Linux: in quell’occasione veniva proposta la riproduzione di un trailer a 1080p e l’esecuzione di una demo del benchmark OpenGL ES Samurai, prodotto dalla finlandese Rightware (ex Futuremark).
Le prime 10 schede furono messe all’asta su eBay nelle prime settimane del 2012 Una è stata comprata da un anonimo e donata al museo inglese The Centre for Computing History, ubicato nel Suffolk. Le dieci schede (il cui prezzo di vendita totale ammontava a £220) hanno raccolto complessivamente più di £16.000, con l’aggiudicazione dell’ultimo esemplare messo all’asta, etichettato con numero di serie #01, con una quotazione di £3.500.
Il primo lotto di 10.000 schede è stato prodotto a Taiwan e in Cina, anziché nel Regno Unito. Questo è dovuto agli effetti delle politiche dei dazi, dal momento che i diritti doganali sono dovuti sui singoli componenti ma non sui prodotti finiti, rendendo poco conveniente l’importazione dei componenti dall’Oriente per il successivo assemblaggio in Occidente. I fabbricanti cinesi avevano inoltre stimato in 4 settimane i tempi di attesa per l’esecuzione dell’ordine, in confronto alle 12 settimane richieste nel Regno Unito. I risparmi ottenuti dalla delocalizzazione possono essere reinvestiti nelle attività di ricerca e sviluppo della fondazione.
La vendita del modello B del Rasperberry Pi è partita ufficialmente mercoledì 29 febbraio 2012 alle ore 06:00 GMT: la fondazione non ha condotto una vendita in proprio, ma si è appoggiata a due grandi distributori specializzati nel campo elettronico, Farnell e RS Components, anche perché in grado di garantire una distribuzione mondiale più capillare, grazie alle ramificazioni e alle filiali in vari paesi del globo.

Raspberry Pi revisione 2

A settembre 2012 è stata annunciata una revisione del PCB. Novità principali della scheda sono la capacità di ricevere l’alimentazione tramite un Hub USB alimentato e la disponibilità del debug via JTAG; come novità minori si ha la correzione di un difetto di collegamento tramite HDMI (lasciando il Raspberry Pi non alimentato su una catena HDMI, potevano insorgere problemi nell’utilizzo delle funzionalità Consumer Electronics Control per gli altri dispositivi), il circuito di reset è stato rinnovato, è stato aggiunto un connettore di espansione addizionale, aggiunti i fori di montaggio e apportate correzioni alla serigrafia. Sono inoltre presenti cambiamenti ai GPIO e ai canali I2C Si noti che la dicitura “Raspberry 2.0” comparsa in alcuni siti è concettualmente sbagliata: le modifiche apportate comportano unicamente la correzione di alcuni dettagli progettuali, nulla che giustifichi l’incremento nel numero di versione da 1.0 a 2.0, come riportato anche nel sito del produttore. La scheda ha semplicemente subito una revisione al circuito che sistema problemi minori, come riportato anche sul sito del produttore: infatti, è il circuito stampato che è alla seconda versione, non la scheda nel suo complesso che mantiene gli stessi identici componenti.

Raspberry Pi 2
Disponibile da febbraio 2015, aumenta le prestazioni e caratteristiche dell’hardware, rendendolo più versatile e performante

Raspberry Pi 3

Il 29 febbraio 2016 è stato lanciato Raspberry Pi 3, che presenta alcune novità: è il primo modello con CPU a 64 bit da 1.2 GHz e ben il doppio della cache L2 (512 KiB sul Pi 3 contro i 256 del Pi 2), a cui si affianca 1 GB di RAM LPDDR2 (900 MHz).
Il nuovo modello integra anche i moduli Bluetooth (4.1 e Low Energy) e Wi-Fi 2.4 GHz 802.11n.
La nuova Pi 3 Model B è la scheda Raspberry di terza generazione; si tratta della prima scheda Raspberry a 64-bit, basata sul SoC BCM2837, chip che contiene la stessa architettura di base dei suoi predecessori BCM2835 e BCM2836. Questo garantisce che tutti i progetti e tutorial che sfruttano le potenzialità della tecnologia Raspberry, continueranno a funzionare anche per la Raspberry Pi 3.
Due importanti aggiornamenti sono stati apportati alle schede Raspberry con l’introduzione della Raspberry Pi 3. La prima riguarda l’integrazione di un processore di nuova generazione Quad Core Broadcom BCM2837 64-bit ARMv8, che incrementa la velocità di funzionamento dai 900Mhz della Pi 2 a 1.2GHz.
L’aumento della velocità di clock insieme vari potenziamenti apportati all’architettura di sistema, forniscono un incremento del 50-60% delle potenzialità, rendendo la Raspberry Pi 3 dieci volte più veloce della scheda precedente.
La seconda importante innovazione è l’integrazione di un modulo WiFi BCM43143 sulla scheda stessa, eliminando la necessità di adattatori WiFi; è stato integrato anche un modulo Bluetooth Low Energy (BLE) che permette alla Raspberry Pi 3 di essere un’eccellente soluzione per i vostri progetti di IoT.
La scheda dispone inoltre di un 1GB di RAM e una scheda grafica VideoCore IV che dai precedenti 250MHz arriva ora a 400MHz. Infine, una sorgente di alimentazione potenziata fino a 2.5A invece dei 2A precedenti, permette alla Raspberry Pi 3 di alimentare, tramite porta USB, dispositivi ancora più potenti.
La Raspberry Pi 3 conserva la stessa forma, gli stessi connettori e gli stessi fori di fissaggio della Pi 2, riportando solo piccole differenze nel posizionamento dei LED. Tutte le scatole e gli accessori delle versioni precedenti sono compatibili anche con la Raspberry Pi 3; tuttavia nel caso di utilizzo di scatole con coperchio in metallo, si potrebbero riscontrare delle difficoltà nell’utilizzo della connessione WiFi.

Caratteristiche
Un esemplare (versione alpha) al RISC OS London Show (autunno 2011)
La fondazione, nel corso degli anni, ha realizzato più modelli. Il più economico è il Raspberry Pi Zero, il primo computer completo al mondo dal costo di 5 USD, dotato di 512 megabyte di RAM. Il Model A+ costa 20 USD, ha una singola porta USB ed è privo di controller Ethernet. Il Model B è equipaggiato con due porte USB ed un controller Ethernet 10/100[44] e costa 35 USD. A partire del 15 ottobre 2012 il Model B monta 512 Megabyte di RAM[45]. In seguito è stato messo in vendita un update concettuale del Model B chiamato Model B+, dotato di 512 Megabyte di RAM, 4 porte USB, ed un sistema di alimentazione ripensato da zero. Anche il Model B+ costa 35 dollari.
Sebbene i Modelli A e A+ non abbiano una porta Ethernet RJ45, può comunque accedere a una rete attraverso la porta USB, facendo uso di adattatori Ethernet o Wi-Fi con alimentazione autonoma. In maniera analoga ai moderni computer, Raspberry Pi è compatibile con tastiere e mouse generici collegabili tramite porta USB.
Raspberry PI non è fornito di un real-time clock, così un sistema operativo deve usare un network time server, o chiedere l’ora all’utente al bootstrap per avere accesso a data e ora per la marca temporale. Tuttavia è facile aggiungere un real time clock (come il DS1307) con batteria tampone, attraverso l’interfaccia I²C.

Software
La Raspberry Pi Foundation diffonde ufficialmente sistemi operativi basati su GNU/Linux, fra cui NOOBS e Raspbian. NOOBS è un installatore semplificato mentre Raspbian è una distribuzione basata su Debian GNU/Linux.
Esistono distribuzioni per l’utilizzo del Raspberry Pi come Media Center basate su Kodi: OpenELEC, XBian e OSMC.
Il software di monitoraggio di rete Overlook Fing è stato portato su piattaforma Raspberry Pi rendendo possibile installare sentinelle di monitoraggio a basso costo in reti remote.
Il software open source Aseba per la programmazione semplice ed efficiente di robot è disponibile su Raspberry PI. Utilizzando il Raspberry PI in unione con Aseba e il robot Thymio II è possibile creare a costi veramente contenuti un vero e proprio laboratorio didattico di Robotica. Il robot Thymio II è stato sviluppato nell’ambito del programma NCCR Robotics dalla collaborazione tra l’Ecole Polytechnique Fédérale de Lausanne (EPFL) e l’Ecole Cantonale d’Art de Lausanne (écal).
Mojang e 4J Studios stanno sviluppando una versione di Minecraft per questa piattaforma.

Recensioni
Raspberry Pi mod. B revisione 1 è stata valutata dal magazine PCMag 4 su 5 stelle, mentre il modello B revisione 2 è stato valutato dal sito Board-DB.org 4.1 su 5 stelle.

Formati supportati
Dato che il progetto ha come obiettivo la riduzione dei costi, la decodifica in hardware di alcuni formati multimediali non è supportata di default, perché richiedono una specifica licenza.
Il dispositivo può riprodurre tramite decodifica hardware il formato H.264, mentre per riprodurre i formati MPEG-2 e VC-1 è necessario abilitare la decodifica hardware, acquistando la relativa licenza.
Questo consente di mantenere basso il prezzo, e non far pagare all’ utilizzatore quelle licenze di cui non necessita.