我阅读了 RP1 文档，所以你不必阅读

新款 Raspberry Pi 5 最显著的特点之一是采用了 RP1 - 这是 Raspberry Pi 旗舰产品上第一款自主设计的硅芯片。在本文中，我将介绍 RP1 的基本原理，并告诉大家它的革命性之处。

遗憾的是，这篇文章不能等同于 "关于 RP1 的一切"，因为他们还没有发布完整的文档。

相反，他们发布了 90 页的数据表草案 介绍了 RP1 的一些基本知识。

让我们从 RP1 的历史说起。

历史

因此，RP1 是树莓派内部运行时间最长的硅项目。这就是为什么它被称为 "RP1“.

在 Raspberry Pi 5 的公告中，Eben Upton 写道："RP1 自 2016 年开始开发，是我们在 Raspberry Pi 上开展的时间最长、最复杂、（$1500 万）最昂贵的项目"。

它是 最长, 最复杂，以及 最昂贵 计划

不过，这并不是 Raspberry Pi 发布的第一款自主研发的芯片。因此，他们在 2021 年推出了 RP2040，尽管该计划实际上开始得更晚。

在 Raspberry Pi 内部，大家都把 RP1 称为 "Y 项目"。

让我们深入了解一下 RP1 的特点。

特点

在以前的机型中，基本上所有的输入/输出都集成在主处理器中。

因此，RP1 背后的主要理念是将 I/O 与主处理器（本例中为 Broadcom BCM2712）分离。因此，它是一个南桥，接管了 Raspberry Pi 5 的绝大部分 I/O 功能。

这将产生一系列影响，其中之一就是为主处理器提供更小的几何工艺。正如我们已经介绍过的，BCM2712 采用的是 16 纳米工艺节点。

同时，RP1 本身的工艺节点为 40 纳米。

这也让主处理器可以专注于更复杂的任务。

因此，BCM2712 接管最快的接口，而将较慢的接口留给 RP1。我将在下一节详细解释这一点。

不过，RP1 和 BCM2712 这两款芯片可以协同工作，并通过 4 通道 PCIe 2.0 总线连接。这是一种快速连接，但两者之间不可避免地会有一些延迟。

让我们来看看 RP1 的内部规格。

我在下面附上了一张 RP1 的示意图，以供参考。

因此，RP1 包含两个基于 Arm Cortex-M3 架构的处理器内核（图中左上方红色框内的 Cortex M3 0 和 Cortex M3 1）。

该芯片还配备了一个八通道 DMA 控制器，可同时管理多达八个不同外设的数据传输。

芯片集成了三个 PLL：2 个小数 N PLL 用于生成独立的视频和音频时钟，1 个整数 PLL 用于生成系统时钟。

RP1 还有一个 12 位分辨率、五路输入逐次逼近模数转换器 (ADC)，工作频率为 500kSPS，带有四个外部输入和一个内部温度传感器。

观察下图，您会发现左下方有一个黄色方框，上面写着 "共享 SRAM 128 位 64kB）4x 4kx32"。这是指 BCM2712 和 RP1 总线主控均可访问的 64kB 部分内存。

该存储器有四个独立的块，每个块由 4 千字节组成，每次包括 32 位的数据传输。

最后，RP1 具有时基发生器，您可以将其配置为 DMA 步进。它们主要用于 DMA 加速以及稳定 GPIO 输入事件。

下面是数据表中 RP1 内部结构的图片：

因此，在这张图片中，你可以大致看到 RP1 的工作原理，也可以看到它控制哪些外围功能。

外围控制器

从底部开始，您可以在右侧看到以下内容：GPIO、USB 3 PHY、USB 2 PHY、USB 3 PHY、USB 2 PHY、MIPI DPHY、MIPI DPHY、VDAC 和 RGMII。

因此，RP1 控制 GPIO 引脚及其相关外设接口：SPI、UART、I2C、PWM、I2S。它还控制 Delta Sigma PWM 音频输出，但由于 Raspberry Pi 5 没有音频插孔，因此无法获得典型的模拟音频。

它还控制 USB 2.0 和 USB 3.0 端口--每个主机控制器管理一个下游 USB 2.0 和 USB 3.0 端口。正如数据表所言，这意味着 "每个下游端口都有独立的、不受限制的带宽"。

根据 Liam Fraser 的说法，"由于 PCIe 链接的带宽，我们应该能够以全带宽运行两个 USB 3 端口"。与 Raspberry Pi 4 相比，这是一个巨大的升级！

RP1 负责 MIPI 收发器，它有四条通道，支持 DSI 和 CSI-2。

它有一个 3 通道视频数模转换器，支持 PAL/NTSC 和 VGA。

最后，RP1 还负责控制千兆以太网 MAC。

说到这里，您可能会对 PIO 产生疑问。遗憾的是，由于 RP1 的所有文档尚未发布，我们目前还不掌握很多信息。

我们所知道的是，RP1 中 PIO 块的工作方式与 RP2040 有点不同。因此，虽然一个 PIO 块有四个状态机（与 RP2040 类似），但它的 FIFO 深度是 RP2040 的两倍。查看 Luke Wren 的评论：

以上就是我们目前了解到的外围控制情况。

请继续关注，因为随着时间的推移，他们肯定会发布大量有关 RP1 的信息。

缺点

我们已经介绍过 RP1 的一些亮点，但它并不完全是一朵玫瑰花。

显然，首先是 RP1 上的 PIO 工作原理与 RP2040 不同。看看菲尔的评论：

将 I/O 控制器与主 SoC 分离的另一个不利因素是会带来一定的延迟。

根据数据表，这种延迟 "在设计链路宽度和速度下通常为 1μs"，这可能会给 "依赖快速但及时写入序列的应用（如比特碰撞协议）或需要快速响应引脚状态变化的应用 "带来问题。

未来会怎样？

一个最大的问题是，Raspberry Pi 是否会单独销售 RP1。毕竟 他们单独出售 RP2040.几天前，Raspberry Pi 上的阿拉斯戴尔-艾伦（Alasdair Allan）在评论中给出了如下答案：

当然，这可能是一种敷衍，也可能是一种真诚的回答，即我们不应该期待单独的 RP1。关于这个问题，只有时间才能证明。

在我看来，如果他们能单独出售 RP1 就太棒了。

最有趣的替代方案之一来自杰夫-吉尔林（Jeff Geerling）：

也许 Raspberry Pi 会在某个时候为我们提供这两种产品--独立的 RP1 芯片和 PCIe 板！

我们将拭目以待。

竞赛与通讯

我们知道要等到 10 月 23 日才能买到 Raspberry Pi 5 是多么令人沮丧。

因此，我们希望能让您尽快体验一把。

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亚军将获得 Raspberry Pi 5，欧盟境内免运费。

因此，请务必提交您的想法--您可以访问以下链接了解更多信息： 赢取免费 raspberry pi 5!

总结

这就是 RP1 的要点。

正如我在开头所强调的，其中一些信息可能会发生变化。一旦 Raspberry Pi 发布更多永久性文档，我们一定会推出新的文章。

同时，请务必查看我们有关 Raspberry Pi 5 的其他文章：

• 树莓派 4 与树莓派 5
• 树莓派 5 初体验
• 让 Raspberry Pi 5 保持凉爽
• 树莓派 5 上的 DOOM
• 赢取免费的 Raspberry Pi 5
• 树莓派 5 的 5 项令人惊讶的功能
• Raspberry Pi 5 微型 SD 卡的速度
• 4 有关 Raspberry Pi 5 的常见问题

你希望看到 RP1 单独销售吗？或者是像 Jeff Geerling 那样的 PCIe 板？

请在下面的评论中告诉我们！