作为 Raspberry Pi 基金会推出的首款微控制器产品，RP2040 标志着以单板计算机 (SBC) 而闻名的 Raspberry Pi 基金会的新方向。RP2040 将 Raspberry Pi 的高性能、低成本和易用性等标志性价值带入了微控制器领域，标志着该技术的发展又迈出了重要的一步，自 2012 年以来，该技术已为全球数百万用户提供了低成本、易用的计算服务。在此，我们将探讨 RP2040 与 Raspberry Pi SBC（图 1）的不同之处。
图 1. 配备 RP2040（左）的新型 Raspberry Pico 是 Raspberry Pi 4（右）的更紧凑版。
微控制器是单个集成电路 (IC) 上的小型计算机，包括微处理器、存储器和输入/输出 (I/O) 外围设备。它旨在以紧凑的外形控制特定任务并执行特定功能。微控制器的主要作用是通过收集传感器数据、处理数据并触发输出来控制其他设备并与环境交互。
与计算机相比，微控制器的处理能力、内存和存储容量有限，但这使得它们非常适合小型、低功耗、经济高效的嵌入式系统。与计算机不同，微控制器针对运行单个应用程序进行了优化，不需要操作系统或图形用户界面 (GUI)。
RP2040 采用 40 nm 工艺节点制造，兼具高性能和低动态功耗，并采用多种低功耗模式，支持电池供电时的长时间运行（图 2）。凭借大型片上存储器、双核处理器和全面的外设集（并通过独特的可编程 I/O (PIO) 子系统进行增强），它为专业用户提供了强大的功能和灵活性。
图2. RP2040 包含双 Cortex-M0+ 内核（Proc0 和 Proc1）。
该器件具有运行频率为 133 MHz 的双 Arm Cortex-M0+ 内核以及 264 kB 片上 SRAM，并支持高达 16 MB 的片外闪存。外设包括 UART、SPI 控制器、I2 C 控制器、16 个 PWM 通道以及 USB 1.1 控制器和具有主机和设备支持的 PHY，而 30 个 GPIO 引脚中的 4 个可用作模拟输入。
RP2040 的小外形尺寸、低功耗和高性能使其适用于各种物联网和嵌入式系统应用，包括用于自动化和控制的开放式解决方案。Raspberry Pi RP2040 支持使用 C/C++ 和 MicroPython 进行编程，并确保与多个 IDE 兼容，包括 Visual Studio Code 和 Arduino IDE。
由于使用 USB 大容量存储和片上引导加载程序进行拖放编程的便利性，软件开发得以简化。可以访问适用于 RP2040 的所有编码资源、工具、示例和广泛的社区支持，以及由Sfera Labs等公司开发并在 GitHub 上提供的开源库和应用程序，以轻松开发专业解决方案。
与 RP2040 不同，Raspberry Pi 4 是一款运行完整操作系统的单板计算机，例如 Raspberry Pi OS 或其他基于 Linux 的发行版。与之前的 Pi SBC 相比，该主板在处理器速度、多媒体性能、内存和连接方面显着提高，同时保留了向后兼容性并以相似的功耗水平运行。
该产品的主要特性包括运行频率高达 1.5 GHz 的高性能 64 位四核 Arm Cortex-A72 处理器、高达 8 GB 的 RAM 以及一系列 I/O 外设，例如 GPIO、USB、以太网和 HDMI。双显示器支持高达 4K 的分辨率和内置硬件视频解码，以及集成的双频无线 LAN 和蓝牙，意味着 Raspberry Pi 4 是一款多功能计算机，其性能可与入门级 x86 PC 系统相媲美。它可用于广泛的应用，包括编程、Web 开发、媒体中心和游戏。
具有庞大的工具和支持生态系统，可以快速且经济高效地构建传感器和控制应用程序。同时，无线和 LAN 通信的模块化合规性认证允许将电路板设计成最终产品，并显着减少合规性测试，从而提高成本并缩短上市时间。
最终，在 Raspberry Pi 和 RP2040 之间进行选择将取决于单个项目的具体要求以及从性能到功耗、外形尺寸到功能以及可用接口的协议支持等各种因素。
来源：EETOP编译自electronicdesign
