树莓派用上了 RISC-V，新品Raspberry Pi Pico 2，你想知道的...

上周树莓派宣布了售价5美元的树莓派Pico 2[1]，配备了新芯片RP2350[2]。

这个芯片几乎在RP2040的每个方面都有改进：

• 3个PIO（之前是2个）
• 基础时钟从133 MHz提升至150 MHz
• 更快的ARM Cortex M33核心和RISC-V Hazard3核心
  

我已经拿到了预发布的板子，好消息是：尽管新芯片更快并且有更多功能，它实际上比RP2040还更省电，这意味着如果你用电池供电，它的续航时间会更长。

一会儿我们来详细讨论功耗问题，首先，来看一下规格。



两代的布局几乎相同。Pico2 有着相同的边缘，所以你依然可以把板子焊到你的项目上。

顶部有相同的BOOTSEL按钮、micro USB和LED。芯片大小和引脚排列也相同。底部完全相同，除了中间多了一个测试焊盘。

所以 Pico 2是一个即插即用的替代品，顶部的RP2350芯片几乎也是RP2040的即插即用替代品（多了4个引脚，并且引脚排列略有调整）。

但我们也发现了一些不同的地方：

• 这个芯片有更快的基础时钟，150 MHz，我还没有测试过超频，但应该很容易。
• PIO，即可编程I/O，让你可以使用GPIO引脚构建自己的通信接口，RP2350增加了一个额外的PIO接口——现在有3个PIO和12个状态机。
• Pico有2个ARM Cortex M0+核心，而Pico 2升级为2个Cortex-M33核心，并增加了两个Hazard3 RISC-V核心。（稍后会详细讨论）
• Pico 2将原始Pico的SRAM从264 kiB提升到520 kiB。
• Pico在空闲时消耗大约100 mW，Pico 2只有大约80 mW。
• RP2040只有一种封装大小，拥有4个ADC和总共30个GPIO引脚。- RP2350有两种封装大小，较大的那种有48个GPIO引脚。
• RP2350包括8 kiB的一次性可编程存储（OTP）
• RP2350有包括内置闪存的变体（如果你在构建集成RP2350的定制项目，这可以节省你的BoM成本）。
• Pico 2比原始Pico贵1美元（官方价格5美元对比4美元），猜测其他变体的价格也会相应调整。
  

数据手册中还有更多内容无法在这里涵盖（大家可以在文末下载芯片的规格书和相关的PDF文档），但我们可以看到，树莓派几乎改进了之前Pico的每个方面。



保持和Pico一样的尺寸和引脚可以让我们低门槛升级我们的项目硬件。
Pico的相关项目
树莓派做了一个明智的决定，因为它允许基于 RP2040 的庞大项目生态系统在 Pi 生态系统中继续进行，几乎不受干扰。




市面上已经有成千上万个项目很好地利用了RP2040。例如PicoBoy V2[3]。

这是一个基于RP2040的定制手持控制台，带有经典游戏如Breakout、Pac Man、Space Invaders和Flappy Bird的Python端口。

这只是过去一年中引起我注意的众多项目之一：

有一个叫做PicoFly[4]的任天堂 Switch的改装芯片，Pimoroni制作了自己的游戏手柄叫做PicoSystem[5]，当然，Pico还能在乐高积木上运行DOOM[6]！

游戏只是一方面，有人制作了一个逻辑分析仪[7]，一个便携式串行终端[8]，甚至一个叫做PiccoloSDR[9]的完整SDR接收器！

还有一个叫做Axe Effect[10]的机架式显示器，适用于家庭实验室和企业。

复古爱好者对RP2040情有独钟，我看到它被用来制作定制的N64闪存卡[11]，模拟完整的经典Macintosh[12]，几乎每个拥有这些旧Mac的人都有一个BlueSCSI v2[13]来模拟硬盘和CD-ROM。

还有ISA Blaster[14]和ZX Spectrum模拟器[15]……

还有在你仔细观察之前，你可能永远不会注意到有 RP2040 的地方。比如我今年早些时候测试的MNT reform[16]，其轨迹球就是运行在 2040 上的。还有Radxa X4[17]，它将 RP2040 与 Intel N100 结合在一起，成为第一个具有 Intel + ARM 微控制器用于 GPIO 的 SBC。我一直在测试 X4[18]，之后会发布更多内容。

树莓派将 RP2040 和原始 Pico 推向了极致。我认为没有人能预料到它会变得如此受欢迎。它向许多以前从未接触过微控制器的人（包括我自己）介绍了微控制器的世界。

但它并非没有缺陷：其中一个主要问题是功耗。
Pico 2 功耗测量


RP2040实际上没有达到µA级的深度睡眠——我能找到的最低的是大约1 mA[19]。我我自己用 MicroPython 进行的测试显示 Pi 降到了 2 mA。

当然，RP2040的功耗比运行Linux的树莓派要低得多，但在微控制器领域，毫安并不“出色”。ESP32在深度睡眠状态下可以降到5µA[20]。这意味着电池寿命可以以月而不是天或周来衡量。

Pico 2的功耗比Pico更低吗？

以下是我的非正式测试结果：
[td]

状态	Pico	Pico 2
空闲，基准时钟	20 mA (100 mW)	16 mA (80 mW)
MicroPython lightsleep 状态	2 mA (10 mW)	4 mA (20 mW)*
MicroPython deepsleep 状态	N/A（不适用）	DNF（未完成）

睡眠状态……呃，只能说我还是个 C 语言的新手（在这篇文章发布前没能把hello_sleep.c代码移植到Pico 2），而且我用的 MicroPython 版本在处理睡眠状态时似乎有些问题。

所以我会在进行更多功耗测试后发布更新文章。对于MicroPython，我已经为machine.lightsleep()和machine.deepsleep()各开了一个issue[21]。目前，我会参考RP2350数据手册，其中指出：

扩展低功耗睡眠状态，可选 SRAM 保留：低至 10 μA DVDD

现实情况下，我猜是在10-100μA之间的某个值，但查看SDK，似乎很容易就能让RP2350进入休眠状态（并唤醒，例如用于周期性传感器——无需外部触发）。
树莓派用上了 RISC-V
bitlog.it's RISC-V CPU Core ASIC roundup[22] 中 Hazard3 RISC-V 核心布局的截图：



另一个重要特性是RP2350包含了两个Hazard3 RISC-V核心[23]。这意味着什么？要知道ARM核心是专有的。树莓派支付给ARM一些费用，ARM将设计发送给他们，然后树莓派可以在他们的芯片中使用这些ARM核心。

RISC-V核心并不真正“属于”任何人。它们是开源的，这意味着树莓派可以直接克隆这个git仓库，使用这些设计。没有许可费用，没有专有规格。

不过这并不意味着Hazard3核心更快或更高效，只是它们是开源的。

包括两组核心让你可以在ARM和RISC-V之间进行选择，你甚至可以构建一个“通用二进制”，在运行时在两组核心上运行。

有几点需要注意：

• 你不能同时运行所有四个核心，要么两个ARM核心、两个RISC-V核心或各一个核心。
• 外面能用低级 RISC-V 工作的代码很少，所以对于大多数人，尤其是只运行 MicroPython 的普通程序员，你们可能会坚持使用 ARM 内核。
  

但是树莓派这样做的方式，让人不禁联想：这是否是一个信号，表明鼓励大家应该开始把我们的代码转移到 RISC-V上？我们拭目以待。乐鑫的 ESP32 的 RISC-V 版本[24] 已经推出了一段时间，很高兴看到树莓派加入这个行列。

以上就是Pico 2和所有的变化。Pico 2 W可能也会在今年晚些时候推出（估计得看RP2350的市场反馈到底如何了）。

参考资料
[1]售价5美元的树莓派Pico 2: https://www.raspberrypi.com/products/raspberry-pi-pico-2/
[2]RP2350: https://www.raspberrypi.com/products/rp2350/
[3]PicoBoy V2: https://github.com/HalloSpaceBoy5/PicoBoy
[4]PicoFly: https://www.youtube.com/watch?v=hkCV2Kcy7z4
[5]PicoSystem: https://shop.pimoroni.com/products/picosystem?variant=32369546985555
[6]乐高积木上运行DOOM: https://www.youtube.com/watch?v=oVG5g6zOnjo
[7]逻辑分析仪: https://github.com/gusmanb/logicanalyzer
[8]便携式串行终端: https://github.com/ncrawforth/VT2040
[9]PiccoloSDR: https://www.youtube.com/watch?v=okIkjC02J_M
[10]Axe Effect: https://www.craftcomputing.com/product/axe-effect-temperature-sensor-beta-/1?cp=true&sa=true&sbp=false&q=false
[11]制作定制的N64闪存卡: https://twitter.com/kbeckmann/status/1539738410063208454
[12]模拟完整的经典Macintosh: https://www.youtube.com/watch?v=G3bW4f5Gn4o
[13]BlueSCSI v2: https://jcm-1.com/product/bluescsi-v2-50-pin-desktop/
[14]ISA Blaster: https://www.youtube.com/watch?v=8HuxukpbsAE
[15]ZX Spectrum模拟器: https://github.com/antirez/zx2040
[16]MNT reform: https://www.jeffgeerling.com/blog/2024/mnt-reform-hackable-laptop-not-everyone
[17]Radxa X4: https://docs.radxa.com/en/x/x4
[18]测试 X4: https://github.com/geerlingguy/sbc-reviews/issues/48
[19]大约1 mA: https://forum.core-electronics.com.au/t/pi-pico-sleep-dormant-states/12584/5
[20]降到5µA: https://youtu.be/HmXfyLyN38c?t=529
[21]issue: https://github.com/micropython/micropython/issues/15622
[22]it's RISC-V CPU Core ASIC roundup: https://bitlog.it/20220118_asic_roundup_of_open_source_riscv_cpu_cores.html#hazard3-rv32i--m-c-a-zicsr-zba-zbb-zbc-zbs
[23]两个Hazard3 RISC-V核心: https://bitlog.it/20220118_asic_roundup_of_open_source_riscv_cpu_cores.html#hazard3-rv32i--m-c-a-zicsr-zba-zbb-zbc-zbs
[24]ESP32 的 RISC-V 版本: https://www.espressif.com/en/products/socs/esp32-c3

原文地址：https://www.jeffgeerling.com/blo ... re-pio-risc-v-cores

项目作者：Jeff Geerling

译文首发于：DF创客社区

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