百科:树莓派板载芯片介绍

树莓派板载芯片介绍

树莓派(Raspberry Pi)主板可以说是个“微型”的奇迹,它和一张信用-大小差不多,却拥有非常强的计算能力。

ARM vs. x86

树莓派系统的核心部分使用的是一个称之为Broadcom BCM2835的片上(System-on-chip, SoC),这是一种多媒体处理器系统,意味着绝大部分系统组,包括中央处理单元、图形处理单元以及音频和通信硬件,都可以集成在一块板上,并放置于主板中央的一块256MB内存芯片的下面。
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Broadcom BCM2835片上系统和我们平常所使用的普通台式机或笔记本_不仅在处理器的设计工艺上有所不同,同时,它还使用一种不同的指令集结(Instruction set architecture,ISA),即 ARM 结构。

ARM架构是Acom计算机公司在20世纪80年代后期幵发出来的,主要使用在动设备上,而很少使用在桌面电脑中。你口袋里的手机几乎都有至少一个基于ARM的处理内核。相比于桌面处理器芯片具有高功耗和复杂指令集(CISC)架构而言,AEM芯片的精简指令集(RISC)结构简单、功耗低,因而成为移动用户的完美选择。

正是由于使用了基于ARM的BCM2835片上系统树莓派能够在Micro-USB接口提供的5V和1A电源驱动下运行。由于芯片的低功耗,即使处理复杂的任务,产生的热量也很少,因此用户在这个树莓派设备上不会找到任何的散热片。

因此,这也意昧着树莓派与传统的PC软件不能很好地兼容。大多数台式机和笔记本电脑的软件都是使用x86指令集架构的,例如AMD、Intel或VIA的处理器。而这些基于x86架构的软件却不能直接运行在基于ARM架构的树莓派上。

BCM2835片上系统使用的是一种叫做ARM11的处理器设计,它是基于ARMv6指令集结构设计的。值得注意的是,ARMv6是一个轻量级、功能强大的指令集结构,与之相对的ARM Cortex系列处理器使用了更加先进的基于ARMv7的结构。ARMv7上的软件和x86上的类似’但令人遗憾的是,虽然开发人员可以通过转换使ARMv7上的软件和x86上的软件兼容,但还是不能与树莓派上的BCM2835兼容。但这并不意味着限制了用户的选择。你会发现有非常多的适用于ARMv6指令集的软件,并且随着树莓派的普及,软件的数量还会越来越多。

Windows vs. Linux

除了尺寸和价格外,树莓派和台式机或笔记本电脑另外一个重要的不同点,就是使用的操作系统.即控制整台电脑的软件系统。大多数的台式机和笔记本电脑都是使用微软的Windows操作系统或是苹果的OS X操作系统。这两个平台都是闭源的,在使用过程中有版权限制。闭源操作系统最大的特点在于,控制系统做什么的源代码是不对外开放的。闭源软件的源代码是绝对保密的。用户能够获得最终的软件产品,但无法知道它是如何编写的。

相比较而言,在树莓派上能够运行一种叫GUN/Linux的操作系统,即一种简单的Linux系统。与Windows和OS X不同,Linux是开源的。你可以下载整个操作系统的源代码.并日.可以做任何修改。Linux操作系统没有任何的隐藏,所有代码上的变更都是公开的。这种开源机制使得Linux可以很快被移植到树莓派上。现在已经有好几个Linux系统的发行版本移植到树莓派的 BCM2835 芯片上了,包括 Debian、Fedora Remix 和 Arch Linux。
不同的发行版本适合于不同的需求,但是它们都是开源的。它们也是相互兼容的。Debian上的软件可以很好地运行在Arch Linux上,反之亦然。

Linux系统不是树莓派所独有的。几百种不同的发行版本运行在桌面计算机、笔记本电脑以及众多的移动设备中例如Google的Android操作系统就是基于Linux内核的。如果你喜欢在树莓派上使用Linux系统,那么你同样会喜欢在其他计算设备上使用它。Linux系统与你当前运行的系统欣然共存,当你的树莓派不能使用时,它将给你一个熟悉的Linux环境,让你去享受两者的好处。

由于ARM结构和x86结构的不同,Windows、OS X与Linux也有一个非常不一样的地方:即为Windows或OS X编写的程序不能在Linux上运行。不过,已经有很多可以替代的软件产品了,重要的是,这些软件中的大部分都是可以免费的开源软件。

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