12月 | 2023 | ukonline2000's blog

关于树莓派5

Raspberry Pi 5单板计算机的速度是其他几代产品的两至三倍。Pi 5是一款全尺寸Raspberry Pi计算机，内部采用硅开发而成。该器件为外部UAS驱动器和其他高速外设提供更快传输速度。两个4通道MIPI接口最多支持两个摄像头或显示器的任意组合。同时，通过支持SD104高速模式，SD卡峰值性能加倍。Pi 5单板计算机支持单通道PCI Express 2.0接口，可连接更高带宽外设。

Raspberry Pi 5有4GB和8GB型号可供选择，采用双频带802.11ac Wi-Fi^®和 BLUETOOTH^® 5.0 /Bluetooth低功耗 (BLE) 连接。

树莓派5开发指南：https://www.raspberrypi.com/documentation/computers/raspberry-pi-5.html

风扇FAN接口

树莓派5默认是被设计用于处理典型的客户端工作负载的使用场景，树莓派5是无需外壳和主动冷却的。但是对于一些较重的负载的应用场景，树莓派5也提供两种散热选择，这两种选择都是通过插入位于板右上角40针GPIO接头和USB 2端口之间的四针JST PWM风扇连接器。

风扇连接器采用1mm间距的4P针脚的JST座接口，定义如下：

| 1 | +5V
| 2 | PWM
| 3 | GND
| 4 | Tach

两个可用的官方配件都由Raspberry Pi固件主动管理。随着树莓派的温度升高，风扇的反应如下：

低于50°C时，风扇根本不旋转（0%速度）

在50°C时，风扇以低速（30%的速度）打开

在60°C时，风扇速度增加到中等速度（50%的速度）

在67.5°C时，风扇速度增加到高速（70%的速度）

在75°C时，风扇增加到全速（100%速度）

温度范围与风扇速度的映射也适用于温度下降，滞后5°C；当温度降至低于上述每个阈值5°C时，风扇转速降低

注意：风扇电压5V，最大电流1.6A

实时时钟Real Time Clock (RTC)接口

树莓派5包括一个RTC模块。这可以通过位于USB-C电源连接器右侧的板上的J5（BAT）连接器由电池供电。

官方不建议使用锂电池作为RTC时钟的备用电池，官方建议使用可充电的锂锰硬币电池。当板的主电源断开时，这适用于为Raspberry Pi 5 RTC供电，断电电流以个位数µa为单位，保持时间可以以月为单位测量。

使用RTC电池后玩家可以设置唤醒警报，将电路板切换到非常低功率的状态（约3mA）。当达到报警时间时，电路板将重新通电。这对于延时图像等周期性工作非常有用。

要支持唤醒警报的低功耗模式，玩家应该编辑引导加载程序配置：

sudo -E rpi-eeprom-config --edit

然后添加以下两行代码：

POWER_OFF_ON_HALT=1
WAKE_ON_GPIO=0

玩家可以使用以下命令测试功能：

echo +600 | sudo tee /sys/class/rtc/rtc0/wakealarm
sudo halt

执行命令后，

这将使电路板停止到非常低功率的状态，然后在10分钟后唤醒并重新启动。
RTC还提供引导时间，例如在系统dmesg日志中看到：

[    1.295799] rpi-rtc soc:rpi_rtc: setting system clock to 2023-08-16T15:58:50 UTC (1692201530)

如果您没有通过NTP获取时间的互联网连接，RTC这可能会很有用。

注意：即使J5连接器没有连接RTC备用电池，RTC功能依然可用

启动RTC充电电池的涓流充电功能Enabling trickle charging

注意：只有使用的是充电RTC电池才能使用这个功能，请启动充电前再三确认电池是否可以充电，否则将会损坏电池或者树莓派

默认情况下，请禁用电池的涓流充电。这里有一些sysfs文件显示了当前的涓流充电电压和限制：

/sys/devices/platform/soc/soc:rpi_rtc/rtc/rtc0/charging_voltage:0
/sys/devices/platform/soc/soc:rpi_rtc/rtc/rtc0/charging_voltage_max:4400000
/sys/devices/platform/soc/soc:rpi_rtc/rtc/rtc0/charging_voltage_min:1300000

如果使能RTC电池充电，请将rtc_bbat_vchg添加到/boot/ffirmware/config.txt中：

dtparam=rtc_bbat_vchg=3000000

然后重新启动，将看到以下信息：

/sys/devices/platform/soc/soc:rpi_rtc/rtc/rtc0/charging_voltage:3000000
/sys/devices/platform/soc/soc:rpi_rtc/rtc/rtc0/charging_voltage_max:4400000
/sys/devices/platform/soc/soc:rpi_rtc/rtc/rtc0/charging_voltage_min:1300000

RTC充电电池将进行涓流充电。从config.txt中删除dtparam行可以停止涓流充电。

串口UART接口

树莓派5提供了一个专用的调试UART连接器。它的最大波特率为921,600bps，可以使用EEPROM参数进行配置。它始终处于活动状态并启用，并提供对早期启动和固件信息的直接访问；以及引导后的Linux控制台。

UART连接器是一个与Raspberry Pi树莓派调试连接器规范兼容的三P针座。调试探针提供了一根端接在适当的JST连接器中的线缆，允许您连接到UART。

默认情况下，UART接口在/dev/ttyAMA0（别名为/dev/serial0）上提供115200波特8N1连接。电平兼容1.8V和3.3V，请不要超过3.3V电平

创建串行控制台Creating a serial console

与以往Raspberry Pi树莓派型号不同，您可以在GPIO14和15上启用串行控制台，从raspi配置启用串行控制台将在Raspberrry Pi 5上/dev/ttyAMA0的新UART连接器上启用串行主机。

关于树莓派5

Raspberry Pi 5有4GB和8GB型号可供选择，采用双频带802.11ac Wi-Fi^®和 BLUETOOTH^® 5.0 /Bluetooth低功耗 (BLE) 连接。

新老产品特性对比

硬件概述

PCB正面布局

PCB背面布局

结构外形尺寸

主芯片

树莓派5代是采用Broadcom 新推出的一款四核 64 位 Arm Cortex-A76 处理器：BCM2712 ，主频为 2.4GHz，每核二级缓存为 512KB，共享三级缓存为 2MB。Cortex-A76 在微体系结构上比 Cortex-A72 进步了三代，更好的制造工艺使 Raspberry Pi 5 的速度更快，工作功耗更低。

RP1协处理器

RP1是树莓派5的I/O控制器，由树莓派提供RP2040微控制器的同一团队设计，并像RP2040一样在台积电成熟的40LP工艺上实现。它拥有两个USB 3.0和两个USB 2.0接口；一个千兆以太网控制器；两个用于相机和显示器的四通道MIPI收发器；模拟视频输出；3.3V通用I/O（GPIO）；以及通常的GPIO多路低速接口（UART、SPI、I2C、I2S和PWM）。四通道PCI Express 2.0接口提供16Gb/s链接回BCM2712。

RP1早在2016年就开始开发，是树莓派实施持续时间最长、最复杂、也最昂贵（1500万美元）的项目。多年来，随着需求的变化，它经历了重大演变：树莓派上使用的C0步骤是芯片的第三次重大修订。虽然其接口与BCM2711的接口在细节上有所不同，但从功能角度来看，它们被设计为非常相似，确保了与早期树莓派设备的高度兼容性。

前几树莓派建立在整体AP架构上：虽然一些外围功能由外部设备（树莓派4上的Via Labs VL805 USB控制器和集线器以及早期产品上的Microchip LAN951x和LAN7515 USB集线器和以太网控制器芯片）提供，但几乎所有的I/O功能都集成到AP本身中。树莓派在早期就意识到，随着将AP迁移到逐渐更新制程工艺节点，这种方法最终在技术上和经济上都是不可持续的。

因此，树莓派5现在建立在小芯片（Chiplet）架构上。此处，AP只提供主要的快速数字功能、SD卡接口（由于电路板布局原因）和最快的接口（SDRAM、HDMI和PCI Express）。所有其他I/O功能都卸载到单独的I/O控制器上，在更旧、更便宜的制程工艺节点上实现，并通过PCI Express连接到AP。