La nuova stagione di Raspberry Pi con il modello B+

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I miei nonni mi ripetevano spesso che il mondo è bello perché è vario. Stando a questa affermazione, di questi tempi il mondo deve essere considerato bellissimo, visto il tasso di varietà e di stranezze che lo caratterizza. Tutto ciò riguarda ovviamente anche il nostro mondo di “pinguini”, come la board Banana Pi di cui ci siamo occupati di recente: i progettisti hardware di questa scheda si sono sforzati di realizzare un layout basato sul ben più potente SoC Allwinner A20 che assomigliasse quanto più possibile a Raspberry Pi. Analogamente i progettisti software si sono spremuti le meningi fino a far funzionare sulla Banana Pi praticamente lo stesso sistema operativo di Raspberry Pi, facendo anche in modo di far corrispondere gli I/O ed i bus del connettore GPIO a quelli di Raspberry Pi. Ovviamente anche il layout del connettore rispecchia il layout a 26 pin nella stessa posizione sulla scheda.

Molto bello, a parte qualche differenza dimensionale e di software si possono riutilizzare gli shield progettati per Raspberry Pi su una scheda molto più prestante e con la possibilità di utilizzare un disco fisso con interfaccia SATA.

Salvo il fatto che i progettisti di Raspberry Pi hanno appena sostituito il modello B con la versione  B + (Plus).

Buffo, non vi pare? La “nuova” Raspberry Pi B + ha il layout modificato per recepire molte delle richieste che sono state fatte dagli utilizzatori nel corso degli anni. Ad esempio, l’allineamento e la disposizione dei connettori, più ordinati ed in numero maggiore (USB) ed anche il numero di I/O disponibili, 40 invece degli originari 26. La concorrenza cerca compatibilità con Raspberry Pi mentre la nuova Raspberry PI B+ se ne discosta. Ottemperiamo dunque al nostro dovere di cronaca presentando cosa c’è di nuovo in Raspberry Pi, cosa è cambiato, cosa non è cambiato e cosa abbiamo perso.

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Cosa c’è di nuovo

Innanzitutto, i consumi energetici della scheda Model B+ sono stati notevolmente ridotti (tra il 20% e il 30% in meno della scheda B) grazie all’utilizzo di un nuovo alimentatore switching duale, per la tensione di 3,3V e 1,8V, più efficiente rispetto a quello di tipo lineare utilizzato precedentemente. L’alimentazione a 5V è protetta dall’inversione di polarità e dai corto circuiti con un fusibile da 2A. Sono state espanse le linee di I/O, sostituendo lo zoccolo GPIO con uno per connettori da 40 pin, la cui piedinatura dei primi 26 contatti rimane identica a quella originaria del Model B. Il numero delle porte USB è stato raddoppiato, passando da due a quattro, per evitare agli utilizzatori la necessità di usare HUB in cascata quando si collegano più dispositivi contemporaneamente, come tastiera, mouse, chiavetta Internet wireless e hard disk esterno. Per fare questo è stato necessario modificare il chip USB/Ethernet utilizzato, dall’originale LAN9512 al LAN9514 – un HUB USB a 4-porte.

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Ciò permette di evitare l’utilizzo di un HUB esterno per tutti quei dispositivi che non richiedano una corrente superiore a quella erogata dalla scheda. Come contropartita, è necessario utilizzare un sistemo operativo rilasciato dopo il 20 Giugno 2014.

È stata anche migliorata la qualità del segnale audio intervenendo su alcune funzioni legate al DSP. Sono stati previsti quattro fori per il montaggio anziché due, per migliorare la stabilità delle scheda quando viene inserita all’interno di altri sistemi. L’uscita video composita è integrata nel jack da 3,5mm a quattro poli

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Ultimo, ma non ultimo, l’alloggiamento della SD Card standard è stato sostituito con uno per una Micro SD Card.

Cosa non è cambiato

Le stesse dimensioni della scheda “originale”, 85mm x 56mm. Lo stesso SoC Broadcom a 700MHz. La stessa quantità di RAM, 512MB saldata al di sopra del SoC Broadcom. Lo stesso connettore di alimentazione microUSB. Lo stesso software, ma il kernel deve essere aggiornato, se precedente al 20 giugno 2014. Questo diventa un problema per chi ha “personalizzato” il kernel con qualche driver aggiuntivo, come è necessario fare, per esempio, per utilizzare il monitor PITFT da 2,8 pollici di Adafruit. La porta HDMI ed il connettore DSI per la camera Pi non hanno subito modifiche. Anche il jack di uscita audio funziona come sui modelli precedenti, ma solo se lo si utilizza unicamente come uscita audio. Come abbiamo anticipato, l’uscita video è direzionata sul quarto polo del jack audio (quello più vicino al corpo esterno della spina), come visibile in figura

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I jack a quattro poli non godono di una configurazione unificata,  quindi, nel nostro caso, è necessario utilizzare un cavo audio come quello visibile in figura

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Anche in questo caso soluzioni preesistenti che prevedevano cavi separati per audio e video dovranno essere modificate.

Il connettore GPIO

Prendiamo in considerazione ora il nuovo connettore GPIO, che adesso espone 40 pin su un connettore di due file da 20 pin con passo 2,54mm. Il significato dei primi 26 pin del GPIO è rimasto pressoché invariato. Ma anche qui sorge un problema, se si vuole utilizzare un cavo piatto di espansione con i relativi connettori. In questo caso, se si tenta di inserire il connettore del cavo piatto sul nuovo GPIO, l’operazione è ostacolata dalla presenza degli altri pin. In questo caso è necessario adottare un cavo piatto con un connettore da 40 poli, oppure sacrificare i pin 27 e 28, operazione questa, senza ritorno. La notizia positiva è che abbiamo a disposizione 9 pin di I/O e 3 pin di massa aggiuntivi. Al contrario è andato completamente perso il connettore J5 quello che porta i pin del bus I2S, che abbiamo utilizzato per realizzare la radio FM, descritta negli articoli sui numeri 185 e 186 della rivista. Abbiamo provato e rintracciare sui diversi siti notizie su un eventuale “riporto” dei pin del bus I2S sul nuovo connettore: la maggior parte delle informazioni che abbiamo raccolto danno il bus I2S per eliminato. Mettendo insieme pezzi di altre notizie sembra invece che i pin di riferimento per il connettore I2S siano “migrati” verso i pin GPIO_18 (PCM_CLK), GPIO_19 (PCM_FS), GPIO_20 (PCM_DIN) e GPIO_21(PCM_DOUT).

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Questo problema affligge anche altri prodotti come la Wolfson Audio Card di Adafruit. In attesa di maggiori informazioni, e di rivisitazioni degli shield, è necessario continuare ad utilizzarli con i “vecchi” modelli di Raspberry Pi. I pin ID_SD e ID_SC, rispettivamente i pin fisici 27 e 28, espongono il bus I2C destinato a gestire delle classiche EEPROM 24LC, finalizzate a contenere le configurazioni dei moduli, del kernel, dei driver ed eventuali identificativi univoci per personalizzare le applicazioni. Questa funzionalità è particolarmente utile per identificare se e quali shield sono installati su Raspberry Pi e di conseguenza configurare e personalizzare il sistema operativo e le applicazioni per utilizzarli al meglio. Durante il processo di boot viene letto il contenuto della o delle EEPROM, se presenti, ed il loro contenuto utilizzato nella configurazione dei moduli sopra citati. Un processo simile a quello utilizzato dalla scheda Beagle Bone Black. Su questo aspetto potremo essere più precisi appena verranno rilasciate maggiori informazioni.

Infine, per quanto riguarda la disponibilità futura dei “vecchi” modelli, i produttori assicurano che saranno resi disponibili finché ve ne sarà richiesta.

Per quanto riguarda i nostri utilizzi abbiamo deciso di comportarci nel modo seguente. Per i progetti in corso di sviluppo e per i progetti futuri che non richiedono l’utilizzo del bus I2S adotteremo il nuovo modello B+. Per i progetti “solo software” li migreremo sulla scheda nuova, ovviamente dopo averne verificato la compatibilità, ma in questo caso possono funzionare indifferentemente su una o l’altra scheda. Per l’evoluzione di progetti che utilizzano shield consolidati, che hanno richiesto modifiche al kernel o che richiedono l’utilizzo del bus I2S continueremo ad affidarci alla nostra Raspberry Pi familiare, eventualmente portandone in casa qualche pezzo di “scorta”, prima che cessi la richiesta e non sia più possibile reperirla.

Promettiamo di tenervi aggiornati.

 

 

 

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