Der Raspberry Pi ist ein Einplatinencomputer, in dem ein Universalprozessor mit geringem Energieverbrauch und eine Graphic Processing Unit (GPU, Grafikprozessor) verbaut sind. Außerdem sind Komponenten verbaut, die die Signale für die auf der Platine vorhandenen Adapter (HDMI, Ethernet) erzeugen.
Der Grafikprozessor ist in mancher Hinsicht die interessanteste Komponente des Raspberry. Im Raspberry Pi 4 ist ein anderer Grafikprozessor verbaut als in früheren Modellen. Es gilt:
Die GPU der Modelle A, B, B+, 2, 3 und Zero kann mit OpenGL ES 1.1, OpenGL ES 2.0 und mit OpenVG 1.1 programmiert werden. OpenGL ES ermöglicht dreidimensionale Grafik, OpenVG ist ein leistungsfähiges Vektorgrafiksystem. In Versionen von Raspbian, die den von Eric Anholt entwickelten OpenGL-Treiber bereitstellen, kann auch OpenGL 1.x verwendet werden.
Die GPU des Modells 4 kann mit OpenGL ES 1.1, OpenGL ES 2.0 OpenGL ES 3.0 und mit OpenGL 1.x programmiert werden. OpenVG steht nicht mehr zur Verfügung.
Die Kombination von Universalprozessor und GPU findest du bei vielen Einplatinenprozessoren; sie ist auch bei praktisch allen Mobilgeräten anzutreffen. In Zukunft werden in Mobilgeräten und Einplatinencomputern zunehmend programmierbare GPUs verbaut werden.
Der Raspberry Pi wird in verschiedenen Versionen angeboten, die sich nur in wenigen Merkmalen voneinander unterscheiden:
| Model A | Model B | Model B+ | Model 2 | Model 3 | Model 4 | Model Zero | |
| Hauptspeicher | 256 MiB | 512 MiB | 512 MiB | 1024 MiB | 1024 MiB | 1, 2, 4 oder 8 GiB | 512 MiB |
| Prozessor | 1 Kern | 1 Kern | 1 Kern | 4 Kerne | 4 Kerne | 4 Kerne | 1 Kern |
| Taktfrequenz | 700 MHz | 700 MHz | 700 MHz | 900 MHz | 1200 MHz | 1500 MHz | 1000 Mhz |
| Architektur | 32 bit | 32 bit | 32 bit | 32 bit | 64 bit | 64 bit | 32 bit |
| USB-2.0-Anschlüsse | 1 | 2 | 4 | 4 | 4 | 2 USB, 2 USB-3 | 1 |
| GPIO-Pins | 26 | 26 | 40 | 40 | 40 | 40 | 40 (nicht bestückt) |
| Speicherkarte | SD-Karte | SD-Karte | Micro SD‑Karte | Micro SD‑Karte | Micro SD‑Karte | Micro SD‑Karte | Micro SD‑Karte |
| Netzwerk | - | 10/100 MBit Ethernet-Controller |
10/100 MBit Ethernet-Controller |
10/100 MBit Ethernet-Controller |
1 GBit Ethernet-Controller |
Ethernet-Controller |
- |
| Leistungsaufnahme | 5 V, 500 mA (2,5 W) | 5 V, 700 mA (3,5 W) | 5 V, 600 mA (3,0 W) | 5 V, 800 mA (4.0 W) | 5 V, 800 mA (4.0 W) ? | 5 V, bis 3000 mA | 5 V, 140 mA (0,7 W) |
Gemeinsame Merkmale der Modelle A, B und B+:
| CPU | ARM11 76JZF-S (700 MHz) |
| GPU | Broadcom VideoCore IV |
| Videoausgabe | FBAS (PAL und NTSC), HDMI |
| Tonausgabe | 3,5 mm Klinkenstecker (analog) HDMI (digital) |
| Schnittstellen | GPIO, SPI, I2C, UART, EGL |
| Stromversorgung | 5 V über microUSB-Buchse |
Um Platz für 14 zusätzliche GPIO-Kontakte zu schaffen, wurde der FBAS-Anschluss beim Modell B+ weggelassen.
Der Hauptspeicher muss zwischen Prozessor und Grafikprozessor aufgeteilt werden. Die Aufteilung wird in der Systemkonfiguration festgelegt.
Der Raspberry Pi hat keine eigene Uhr. Die Betriebssysteme des Raspberry beziehen die Uhrzeit aus dem Internet, falls der Rechner mit einer Verbindung zum Internet ausgestattet ist. Durch den Verzicht auf eine Uhr konnte auf die Montage einer Batterie auf der Platine verzichtet werden. Wenn der Raspberry Pi für meßtechnische Aufgaben eingesetzt werden soll, ist das Fehlen einer Uhr gelegentlich ein Problem. Im Elektronikhandel werden Zusatzplatinen mit batteriebetriebenen Digitaluhren zu Preisen um 10 € angeboten.
Die im Rechner geführte Uhrzeit wird beim Herunterfahren des Betriebssystems gespeichert und beim erneuten Start wiederhergestellt. Solange der Rechner läuft, wird die Zeit mit dem Taktfrequenzsignal weitergeführt. Dieses Verfahren realisiert auch ohne Uhr eine monoton fortschreitende Zeit. Damit sind Programme funktionsfähig, die durch den Vergleich von Zeitstempeln Dateien nach ihrem Alter sortieren. (Ein solches Programm ist make, das durch den Vergleich von Zeitstempeln untersucht, welche Dateien eines Programms neu compiliert werden müssen.)
Das Foto zeigt den Raspberry PI Model B.
Beschreibung des Systemchips BCM2835-ARM-Peripherals (PDF-Datei, 1,41 MB, 205 Seiten)
Dieses Dokument informiert unter anderem über die vom Systemchip bereitgestellten Schnittstellen GPIO, SPI, I2C, UART. Diese Informationen benötigst du, wenn du diese Schnittstellen nicht mit den bereitgestellten Pythonprogrammen, sondern aus anderen Programmiersprachen heraus, ansprechen willst.
Beschreibung des im Raspberry Pi verbauten Prozessors: ARM11 76JZF-S (700 MHz) (PDF-Datei, 4,94 MB, 759 Seiten)
Die Angaben in diesem Dokument sind für Programmierer wichtig, die den Prozessor in seiner symbolischen Maschinensprache (Assembler) programmieren wollen.
Beschreibung des im Raspberry Pi verbauten Grafikprozessors: VideoCoreIV-AG100-R (PDF-Datei, 937 KB, 111 Seiten)
Die Betriebssoftware des Raspberry kann hier eingesehen werden. Dies ist ein offizielles Repository, das allerdings nur für Personen geeignet ist, die bereits gut mit dem Raspberry vertraut sind.
Für den Raspberry Pi 2 Model B kann erstmals auch eine leichtgewichtige Version von Ubuntu als Betriebssystem verwendet werden. Außerdem ist Windows 10 IoT Core angekündigt. Für Windows 10 wird die Programmentwicklung allerdings auf einem PC stattfinden müssen.
Das Modell Raspberry Pi Zero unterscheidet sich in folgenden Punkten von allen anderen Modellen des Raspberry:
Für das Modell Zero wird ein besonderer USB-Hub angeboten, der über die Prüfpunkte auf der Unterseite der Platine mit dem Rechner verbunden wird.
Letzte Revision dieser Seite: 2018-08-28