“ 虽然不开源,但树莓派的产品力毋庸置疑。 Raspberry Pi Pico 2 是基于 RP2350 第二代微控制器板。RP 2350 是Raspberry Pi 设计的新型高性能安全微控制器。”
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原文转载自 Raspberry Pi 官网
凭借更高的内核时钟速度、两倍的内存、更强大的 Arm 内核、新的安全功能和升级的接口能力,Pico 2 实现了性能和功能的大幅提升,同时保留了与 Pico 系列早期成员的硬件和软件兼容性。
Pico 2 现已上市,售价 5 美元。RP2040:工程师的微控制器早在 2021 年 1 月,我们推出了最初的 Pico 和 RP2040 微控制器,令所有人耳目一新。在此后的三年半时间里,Rasperry Pi 售出了近 400 万台 Pico 及其支持无线功能的同胞兄弟 Pico W。RP2040 本身已在无数第三方开发板以及从 Board Game 到合成器的 OEM 产品中找到了用武之地。多年来,我们使用过很多其他微控制器,我们将 RP2040 打造成了我们梦寐以求的微控制器:两个快速的 32 位内核、大量的片上 RAM 和灵活的接口(得益于我们的可编程 I/O (PIO) 子系统),所有这些都通过确定性总线结构联系在一起,让最优秀的开发人员从系统中榨取每一滴并发功率。我们已经看到了一些令人惊叹的演示:从我们自己的 Graham Sanderson 的 DOOM 移植,到 Dmitry Grinberg 的 PalmOS 移植,再到 Kevin Vance 的 "无CPU" 的 Commodore 64 cartridge 项目。
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RP2040 微控制器在最初的 Raspberry Pi Pico 上大显身手
虽然 RP2040 的成功超出了我们的想象,但我们一直知道我们可以做得更好。在我们自己的清单中,有一些功能第一次没有被选中:片上存储、更低功耗的空闲状态、封装选项。此外,RP2040 用户还要求提供一些新功能:更快的内核、更大的内存、代码保护。
进入 RP2350 时代
因此,两年前,在为 Raspberry Pi 5 开发出 RP1 I/O 控制器之后,Raspberry Pi 芯片团队开始了 RP2350 的开发工作。与 RP2040 相比,RP2350 的设计更加复杂:两个 150MHz 的 Arm Cortex-M33 内核,支持浮点运算和 DSP520KB 片上 SRAM,分为十个可同时访问的存储体全面的安全架构,围绕面向 Cortex-M 的 Arm TrustZone 构建,包括支持签名启动(Signed boot)8KB 片上反熔断一次性可编程 (OTP) 存储器SHA-256 加速硬件真随机数生成器 (TRNG)片上开关模式电源和低静态电流 LDO十二个升级的 PIO 状态机用于高速数据传输的新型 HSTX 外设支持外部 QSPI PSRAM
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RP2040 仅提供单个 7×7mm QFN56 封装选项,而这次我们提供以下选择:7×7mm QFN60 封装 (RP2350A),30 个 GPIO;或 10×10mm QFN80 封装 (RP2350B),48 个 GPIO;以及每个版本均带有 2MB 堆叠式封装 QSPI 闪存 (RP2354A 和 RP2354B)。
我们始终坚持价格实惠的原则:虽然我们的硅片尺寸现在为 5.3 mm2,而 RP2040 为 2.7 mm2,但 RP2350A 仅贵 10 美分,3,400 个卷盘价格为 0.80 美元,单个数量价格为 1.10 美元。RP2350B 的价格将比 RP2350A 贵 10 美分,而 RP2354 型号的价格仅比无闪光灯型号贵 20 美分。
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RP2350 将于 2024 年底前批量上市。
Board games
Pico 2 将 RP2350A 与 4MB 的外部 QSPI 闪存配对使用,而原来 Pico 的闪存容量为 2MB。它在外形和电气方面与最初的 Pico 设计兼容。
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虽然目前渠道中的存货相对较少,但我们的伙伴索尼正在全速生产 Pico 2。我们的许多认可经销商合作伙伴都在执行延期交货和预订计划,我们将在未来几周内定期向他们发货。在今年年底之前,我们预计将出货支持无线功能的 Pico 2 W(使用与 Pico W 相同的英飞凌 43439 调制解调器),以及预装 0.1 英寸针座的 Pico 2 和 Pico 2 W 版本。
软件和文档
Raspberry Pi 既是一家软件公司,也是一家硬件公司:开发人员通过我们的软件平台体验我们的硬件产品,我们花费了大量的时间和金钱来完善这些平台。
正如您所期望的那样,Pico 2 和 RP2350 的发布伴随着 Pico SDK 的更新版本以及新的 MicroPython 和 CircuitPython 映像。Jonathan Pallant 和他的合作者一直致力于将 Rust 语言引入我们的新平台。
我们一直在与 Trusted Firmware 项目合作,将 RP2350 作为 Trusted Firmware-M 2.1.0 长期支持版本的参考硬件平台。TF-M 为 Arm v8-M 芯片上的PSA认证提供了一个参考实施方案,为开发人员提供了一个简便的途径来保护设备免受常见攻击。RP2350 将由经过认证的独立实验室进行实验室测试,目标是在 10 月份发布之前达到 PSA 认证 2 级。
最后,我们很高兴能与谷歌合作推出原生支持 Pico 2 的 Pigweed SDK。Pigweed 的中间件库已在数百万台设备上使用,包括谷歌自己的 Pixel 设备和 Nest 恒温器。现在,Pigweed SDK 可以让您在为 Pico 2 构建项目时更轻松地使用这些组件!
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谷歌基于新的 Pigweed SDK 制作的演示使用了 Pimoroni 的 Enviro+ Pack,以帮助展示 Pigweed 的强大功能。
与我们所有的产品一样,RP2350 也附有全面的数据手册:
https://datasheets.raspberrypi.com/rp2350/rp2350-datasheet.pdf我们还提供了一份教程,向您介绍如何使用最新更新的 Raspberry Pi Pico Visual Studio 代码扩展开始 C/C++ 开发:
https://datasheets.raspberrypi.com/pico/getting-started-with-pico.pdf
我们的目标
RP2350 安全模式的基石是签名启动(signed boot)。如果启用了安全功能,只有在二进制文件使用私钥签名并在 OTP 中存储了相应公钥的哈希值后,才能启动二进制文件。为了防止攻击者运行任意代码,提取 OTP 内容(包括用于代码保护的加密密钥)的工作变得非常复杂。
其他供应商在实施启动安全方面的记录相当糟糕。市场上广泛使用的微控制器往往缺乏有效的对策来应对现代故障注入攻击,例如 LimitedResults 针对 Nordic nRF52 器件的调试复活攻击,以及 Chris Gerlinsky 绕过恩智浦 LPC 系列器件代码读取保护的工作。
虽然 RP2350 采用了多项技术(包括硬件快速故障检测器和我们正在申请专利的冗余协处理器)来保护控制流和数据完整性免受故障注入攻击,但我们完全有信心发现并修复启动过程中的缺陷。我们希望在 RP2350 部署到关键应用之前,尽早发现这些缺陷。
在发布之前,我们委托 NewAE 和 Hextree 对我们的安全架构进行了审计。现在,我们为第一个确认破解我们签名启动程序的人提供 10,000 美元的悬赏金。首次悬赏将持续一个月:如果没有发现漏洞,我们可能会延长悬赏时间,或者为更多明显漏洞提供更多悬赏。
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为了将 RP2350 硬件送到最有可能发现这些漏洞的工程师手中,我们与今天在拉斯维加斯举行的 DEF CON 黑客大会合作。今年的徽章由 RP2350 支持,是实验我们的安全架构的绝佳平台。对于那些想参与但又不想冒徽章被烧毁的风险的人,Hextree 生产了数量有限的电路板,专门用于电源轨和电磁脉冲。
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合作伙伴
在过去的一年里,我们一直在与一些最亲密的合作伙伴合作开发基于 RP2350 的产品。其中许多是基于 RP2040 的现有产品的升级版,还有一些是全新的产品。以下是我们预计在今天或下个月推出的产品的不完全清单。
4D System
gen4-RP2530 系列包括从 2.4 英寸到 7.0 英寸的高性能显示器,有触摸和非触摸两种选择。
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4D Systems gen4-RP2530 系列
Adafruit
Metro RP2350 可让您使用与 RP2350 兼容的 Arduino 屏蔽和配件。Feather RP2350 将 RP2350 的强大功能引入流行的 Feather 格式,包括与 FeatherWings 的兼容性。
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Adafruit Feather RP2350Bus Pirate
Bus Pirate 5XL 和 Bus Pirate 6 是基于 RP2350 的开放式硬件调试工具。
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Bus Pirate 5XLCytron
IRIV I/O 控制器是由 RP2350 驱动的工业级 I/O 控制器。
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Cytron IRIV I/O 控制器MOTION 2350 Pro 是一款采用 RP2350 技术的多功能机器人控制器。
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Cytron MOTION 2350 Pro
Hellbender
Hellbender Raspberry Pi RP2350 开发板设计为通用微控制器和传感器板,可集成到任何项目中。
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Hellbender RP2350 development boardIgnysIgnys 的 RP2350 开发板可由电池和太阳能电池板供电,主要用于 Wi-Fi 和物联网。
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Ignys RP2350 开发板
Invector LabsChallenger+ RP2350 BConnect 是一款基于 RP2350 的模块,具有 8MB 闪存、8MB PSRAM 和双 BConnect。
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Invector Labs Challenger+ RP2350 BConnectChallenger+ RP2350 WiFi6/BLE5 是一款基于 RP2350 的模块,具有 8MB 闪存、8MB PSRAM 和一个集成 WiFi6/BLE5 模块。
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Invector Labs Challenger+ RP2350 BConnect
MeloperoPerpetuo LoRa 可使用太阳能和小型电池,非常适合离网项目。
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Melopero Perpetuo LoRaNewAE该 Target Board 板暴露了 RP2350 的安全功能,使您可以针对电源分析和故障注入等攻击进行测试。
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RP2350 Target for ChipWhisperer
Pimoroni
Explorer 是一个具有便携式布局的电子平台。Tiny2350 是基于 RP2350A 的微型开发板。Plasma 2350 是一个一体化的 USB-C 供电控制器,而 PGA 2350 则是一个以引脚栅格阵列为模型的最小 RP2350B 细分板。
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Pimoroni Tiny 2350, Plasma 2350 and PGA2350
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Pimoroni Explorer
SeeedXIAO RP2350 是最小的 RP2350 开发板,提供 19 个 GPIO、一个 RGB LED 和一个集成电池管理系统。它兼容所有 Seeed Studio XIAO 配件。
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Seeed XIAO RP2350Solder PartyRP2350 Stamp 和 RP2350 Stamp XL 是可手工焊接的模块,集成了 RP2350、16MB 闪存、LDO、锂聚合物充电器、LED 以及复位和启动按钮。
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Solder Party RP2350 Stamp and Stamp XLSparkFunPro Micro - RP2350 采用流行的紧凑型 Pro Micro 外形,提供功能强大的开发平台。
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SparkFun Pro Micro – RP2350Switch Science
Picossci2 Breakout 是 Pico 2 的替代产品,带有 USB-C 接口。Picossci2 Breakout 模块可直接安装在印刷电路板上,Picossci2 Conta Base 是一块 RP2350 微控制器板,无需焊接即可连接小型电路板。
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Switch Science Picossci2 Breakout Module and Picossci2 Breakout
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Switch Science Picossci2 Conta BaseThisisNotRocketScience
opp & Steve 是一款空间效果模块化合成器。它可根据解构音频路径进行混响、扩散、延迟和音高变换。
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ThisIsNotRocketScience Bopp & SteveTiny Circuits
Thumby Color 是一款可播放、可编程、可佩戴的微型钥匙扣控制台。
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Tiny Circuits Thumby Color (not 1:1 scale)Wiznet
Wiznet 为其基于 RP2350 的 W5100S、W5500 和 W6100 以太网芯片提供评估板。
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之所以选择将这部分内容原汁原味地转载过来,其实也想表达一种 KiCad 的开源精神:无论是代码还是文档,可能我们做的并不是最优秀的,但我们一直在努力!希望可以为全世界所有的电子工程师带来“开放”、“好用”的CAD工具,也希望更多的工程师可以参与到社区中,一起为更好的开源CAD做出自己的贡献!还有一件事
虽然我们加入 RISC-V 国际组织已经有很多年了,但我们一直没有机会推出 RISC-V Raspberry Pi 产品。但今天这种情况正在改变,这要归功于 RP2350 的一个额外功能:一对开放硬件 Hazard3 RISC-V 内核,可在启动时替代 Cortex-M33 内核。我们的启动 ROM 甚至可以自动检测已构建第二阶段二进制文件的架构,并将芯片重新启动到相应的模式。除了少量安全功能和双精度浮点运算加速器外,芯片的所有功能都可以在 RISC-V 模式下使用。
Hazard3 由现任 Raspberry Pi 芯片团队首席工程师的 Luke Wren 利用业余时间开发。作为一个单独的项目,Hazard3 堪称是一次智力之旅:它是一个高度优化的三级流水线处理器,实现了 RV32I 指令集以及大量针对性能和代码密度的标准扩展。如果您想了解更多信息,我建议您浏览卢克在 Twitter/X 上发表的历史文章,其中详细介绍了开发过程。
将 Hazard3 添加到 RP2350 中,我们的目的是让软件开发人员有机会在一个稳定、支持良好的环境中尝试使用 RISC-V 架构,并将 Hazard3 作为一个简洁、开放的内核加以推广,使其适合在其他设备中逐字使用,或作为进一步开发的基础。
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