RP1 I/O 控制器
RP1 是一款内置于新一代树莓派计算机中的自研芯片,用于管理外设,如 USB、以太网、GPIO 和存储接口。它通过将高速串行接口从更昂贵的工艺节点上移出,来补充主处理器的功能。
与树莓派微控制器不同,RP1 不是一个独立芯片;它是内置于树莓派 5 和计算模块 5 中的 I/O 控制器。作为内置 I/O 控制器,RP1 不单独销售,但人们确实会为它编写软件,这就是为什么在此对其进行描述。
RP1 并非第一代树莓派单板计算机(Raspberry Pi Model B)的缩写。
RP1 概述
RP1 采用 BGA 封装,尺寸约为 12 x 12 mm,引脚间距为 0.65 mm。它通过 PCIe 2.0 x4 链路连接到树莓派 5 和计算模块 5 上的主 CPU(BCM2712),并处理大部分外部 I/O。
RP1 通过管理外设和从 主 CPU 卸载 I/O 任务来补充主处理器。这延续了树莓派传统的双芯片架构,其中 CPU 负责核心处理,而配套芯片(在本例中为 RP1)负责管理外设。有关更多信息,请参阅外设接口。
RP1 还集成了多个内部系统组件,以支持高性能、低延迟的 I/O 操作。有关更多信息,请参阅内部特性。
RP1 包含专用的多媒体和音频硬件,以支持显示输出、摄像头和基本音频功能。有关更多信息,请参阅多媒体和音频组件。
外设接口
RP1 提供以下外设接口:
- 4 通道 PCIe 2.0 端点
- 千兆以太网 MAC
- 两个 USB 主机控制器(与树莓派 4 相比,可用 USB 带宽增加一倍以上),每个控制器包含:
- 一个 USB 3.0 端口
- 一个 USB 2.0 端口
- 两个 SDIO/eMMC 接口(在树莓派 5 上未使用)
- 两个 4 通道 MIPI 收发器,支持 DSI 和 CSI-2,用于显示和摄像头接口
- 低速外设,包括:
- SPI
- UART
- I2C
- PWM
- GPIO
- I2S
内部特性
RP1 集成了以下内部系统组件:
- 两个 Cortex M3 处理器,配有紧耦合存储器
- 8 通道 DMA 控制器
- 多个 PLL
- 12 位 ADC,带温度传感器
- 64 kB 共享 SRAM
- 定时发生器
多媒体和音频组件
RP1 包含以下多媒体和音频模块,用于视频输出和无需外部编解码器的简单音频生成:
- 视频 DAC(3 通道,支持 PAL/NTSC 和 VGA;树莓派 5 上仅使用一个复合通道)。
- DPI 视频帧生成器,用于连接到 GPIO 引脚的显示器。
- CSI-2 接收器、DMA 和 ISP 前端,用于连接到 MIPI 端口的摄像头的帧处理和统计生成。
- DSI DMA 和发射器,用于连接到 MIPI 端口的显示器。
- Delta-sigma PWM 音频输出。
- PDM 麦克风时钟发生器和立体声比特流输入。
RP1 命名
树莓派芯片遵循以 RP 开头的命名约定,表示"Raspberry Pi",后跟一个数字。I/O 控制器名称中的数字表示芯片的代数,因为这是第一款嵌入式 I/O 控制器芯片。
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