Raspberry Pi (Hardware e Software)

RASPBERRY IL PRIMO COMPUTER

SINGLE-BOARD

INTRODUZIONE:

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 alla fine del mese di febbraio 2012. Attualmente, viene venduto in due versioni, al prezzo di 25 e 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, che incorpora un processore ARM1176JZF-S a 700 MHz, una GPU VideoCore IV, e 256 o 512 Megabyte 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 su un kernel Linux o RISC OS.

STORIA DEL PROGETTO:

Le 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.

HARDWARE:

La prima versione del prototipo basata su ARM era montata su una scheda grande grosso modo come una chiave USB, 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. 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.

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.

CARATTERISTICHE:

La fondazione distribuisce due modelli, entrambi dotati di 256 megabyte di RAM: il Model A costa 25 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 e costa 35 Dollari. A partire del 15 Ottobre 2012 il Model B monta 512 Megabytes di RAM
Sebbene il Modello A non abbia 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 usa il sistema operativo Linux. È previsto in futuro che Raspberry sia distribuito in bundle con Debian GNU/Linux, Iceweasel, Calligra Suite e Python[1].

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:

Il 19 febbraio 2012, la Raspberry Pi Foundation ha messo a disposizione per il download un proof of concept di immagine che può essere caricata su SD Card per produrre un sistema operativo preliminare. L'immagine si basa su Debian 6.0 (Squeeze), con un ambiente desktop LXDE e un browser Midori, più vari strumenti di programmazione. L'immagine può anche girare sull'emulatore QEMU, permettendo di emulare Raspberry Pi su varie altre piattaforme. La Fondazione ha realizzato una release ottimizzata di Fedora, raccomandandola come sistema operativo[44]. È disponibile anche una versione di Arch Linux.
Esistono distribuzioni per l'utilizzo del Raspberry Pi come Media Center basate su XBMC: OpenELEC, XBian e RaspBMC.
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.

FORMATI SUPPORTATI:

Dato che il progetto ha come obiettivo la riduzione dei costi, la decodifica in hardware di alcuni formati multimediali non è supportata perché richiedono una specifica licenza.

Il dispositivo può riprodurre in hardware formati liberi, quali H.264, mentre per riprodurre i formati MPEG-2 e VC-1 è possibile acquistare la relativa licenza abilitando l'hardware alla decodifica.