תמונה: אורנה פוסט

רקע

רסברי פאי (Raspberry Pi) הוא מיני מחשב זעיר בגודל כרטיס אשראי שפותח בבריטניה מתוך רצון לקדם את מקצועות לימוד המחשב בממלכה.
בשנת 2008 אי שם במעבדת מחשבים באוניברסיטת קיימברידג' שבאנגליה החל הרעיון של פיתוח מחשב זעיר שכזה, הגרסה הראשונה של הרכיב יצאה לשוק כארבע שנים לאחר מכן (2012) ומאותו הרגע חוקי המשחק השתנו. הרכיב הקטן והאיכותי הנושא לוגו של פטל צבר פופולריות רבה בעיקר בקרב מפתחים ואנשי טכנולוגיה.

הרסברי פאי מגיע "עירום" וללא כל מערכת הפעלה המותקנת עליו, בנוסף מגיע הרכיב עם יציאת GPIO שפותחת אפשרות לחיבור מגוון רחב של עזרים חיצוניים כגון מסכים, מצלמות, חיישני טמפרטורה ועוד.
בכדי להריץ קוד באמצעות הרסברי פאי יש להתקין את מערכת ההפעלה (לרוב לינוקס) על כרטיס זיכרון (Micro SDSD) אשר מתחבר לסלוט מובנה על גבי הרכיב.

העובדה שהרסברי פאי הוא "עירום" ומודולרי מאפשרת למפתחי מערכות לנצל את יכולותיו כיד הדמיון, מלבד השימושים הנפוצים כגון מימוש מערכות מדיה סנטר ושימושי מעבד רגילים, ישנם גם אלפי הפצות ומימושים שונים ומגוונים. הרכיב יודע לשמש כמעבד יעיל ואיכותי כמעט בכל תחום טכנולוגי, משרת ביתי פשוט ונוח, דרך בקר מצלמות אבטחה ועד בקר שליטה על בית חכם.
בבלוג הטכנולוגי של בחור חרוץ בשם תומר קליין תוכלו למצוא עשרות אפשרויות ומדריכים למימושי תוכנה ואפליקציות באמצעות רסברי פאי, מימושים כגון מרכזיית תקשורת ביתית, שרת מוזיקה ומדיה, ייצור מכונת משחקי רטרו וחוסם תכנים בלתי ראויים, הם חלק קטן מהדברים שתוכלו לממש באמצעות המדריכים שאותם הוא כותב.

רסברי פאי עם כיסוי מקורי

סקירת דגמי Raspberry Pi

מאז 2012 ועד היום יצאו לשוק מספר דגמים של הרכיב המדובר, הראשון ששווק נקרא Raspberry Pi model A והאחרון שבחבורה Raspberry Pi 3, בניהם מפרידים 5 דגמים נוספים.

Raspberry Pi model A
הרכיב הראשון שיצא לשוק בשנת 2012 היה הרסברי פאי מודל A, הותיק שבחבורה מכיל מעבד Broadcom BCM2835 SoC וגודלו כ-85 ס"מ ו-CPU בעל 700Mhz. למרות חיבור HDMI שהרכיב כולל הוא בעל יכולות מוגבלות בכל הקשור לעיבוד תמונה ואודיו , הוא היחיד בעל חיבור כרטיס זיכרון מסוג SD (כל הרכיבים שהגיעו אחריו מכילים חיבור Micro SD), זיכרון פנימי של 256M וממשק GPIO בעל 26 פינים (מעט יחסית (40) לרכיבים החדשים יותר).
הרכיב נועד בעיקר לפיתוחים פשוטים אשר לא דורשים עיבוד תמונה ו/או אודיו.
למודל A חיבור אחד מסוג USB והוא מגיע ללא מתאם RJ45 (רשת) מובנה.

Raspberry Pi model A

Raspberry Pi model B

המודל השני של רסברי פאי הוא רסברי מודל B , האח הגדול של מודל A אחראי לפריצה של הרסברי פאי והעלאת המודעות לקיומם של המחשבים הזעירים גם למי שלא מתכנת נישה. לאחר הפריצה הרכיב נחטף מהמדפים והוצא למכירה במקומות מועטים, הרכיב אפשר ללומדי פיתוח התוכנה והמחשבים פלטפורמה מעולה לניסויים והתנסויות וזאת לאור הביצועים הגבוהים שהציג הרכיב נכון לאותם ימים.

הפיתוחים הנפוצים אותם מימשו המפתחים על הרכיב היו מתחום הרובוטיקה, שרתי אינטרנט ויישומים נוספים ומגוונים.
מודל B הגיע באותם ימים עם מעבד זהה למודל A אך עם זיכרון מוגדל של 512M , עם 2 יציאות USB וחיבור HDMI. כמו כן, נוסף בראשונה חיבור רשת RJ45 במהירות של 10/100M ויש כאילו שעדיין מעדיפים אותו על פני הרכיבים החדישים יותר בזכות חיבור וידאו RCA המובנה שבו.

Raspberry Pi model B

מהפכת ה-GPIO ויכולות עיבוד הווידאו

+RASPBERRY PI Model A+/B

בשנת 2014, כשנתיים לאחר יציאת הרכיב הראשון יצא לשוק (די בסמוך האחד לשני) רסברי פאי מודל A+ ומיד לאחריו ה B+
הרכיבים זכו להרחבה משמעותית של חיבורי ה-GPIO ב -14 פינים נוספים, מה שאפשר הרחבת אפשרויות חיבור מודולים חיוניים לרכיב כגון: מצלמות רשת, חיישני טמפרטורה, מסכי תצוגה שונים ומגוונים, בקרי שליטה ועוד. בנוסף, נוספו 2 חיבורי USB (סה"כ 4) מה שאפשר לחבר מוצרים נוספים במקביל ישירות לרסברי.

למודל B+ (הפופלארי מבין השניים) מעבד BCM2835 הוותיק ו- CPU ARM11 700Mhz. כמו כן, כמות הזיכרון נותרה ללא שינוי ועמדה על 512MB, שאר החיבורים נשארו ללא שינוי.

שינוי נוסף ומשמעותי הגיע בתחום צריכת החשמל ששופרה באופן משמעותי ועמדה על פחות מ-1W בעבודה רגילה וכ 1.8W בעבודה מאומצת. כמו כן, שונתה ארכיטקטורת הרכיבים מה שטייב את עבודת הרכיב ושאפשר ניצול טוב יותר של מעבדי הווידאו והאודיו.

מודל A+

מודל B+

RASPBERRY PI 2 – הפופולרי ביותר

בשנת 2015 יצא לשווקים מכשיר הדגל של רסברי פאי, המכשיר יצא לשוק במודל B בלבד עם נתונים המתקרבים למחשב מיני מן השורה.
הרכיב צויד במעבד מדגם משופר ARM Cortex A7 מרובע ליבות, זיכרון פנימי של 1G (אשר הוכפל מהדגם הקודם) ועם מהירות מעבד 900Mhz. גם ברכיב הזה כמו בקודמו שולבו 40 פינים של חיבור ה- GPIO כמו כן 4 מחברי USB, חיבור HDMI, חיבוריות רשת RJ45, וחריץ ל- Micro SD.

אם אינכם נמנים על קהילת המפתחים ו/או מייקרים, ככל הנראה שמעתם את השם "רסברי פאי" בהקשר של דגם זה. בזכות המעבד המשופר בעל ארבע הליבות והזיכרון פנימי המוגדל זכה הרכיב לפופולאריות רבה בעיקר לאור יכולתו להריץ את תוכנת Kodi ובעצם "לייצר" מערכת מדיה סנטר מלאה באמצעות רכיב קטן, זול ובעל צריכת חשמל נמוכה.

לאחר שהרכיב הפך לפופולארי מאוד, הפך גם שוק העזרים והתוספות למשגשג. כיסויים מעוצבים, מסכים יעודיים ומארזים הם רק חלק מהאקססוריז שניתן למצוא כיום בחנויות וברשת.

בזמן שהרכיב הפך אט אט לדבר החם בשוק ובמקביל נעשו הפצות שהותאמו לרכיב (כגון:Ubuntu והפצות לינוקס אחרות), החליטו במיקרוסופט להצטרף לחגיגה והוציאו גרסה "רזה" וחינמית של ווינדוס 10 אשר מתאימה לרסברי פאי 2.

RASPBERRY PI 2

Raspberry Pi Zero – האח הקטן שבחבורה

אם הרסברי לא היה מספיק זעיר בעבורכם, אז בשנת 2015 השיקה החברה את Raspberry Pi Zero, דגם ממוזער וקטן במיוחד של הרסברי פאי (65mm x 30mm x 5mm) אשר כולל את השבב BCM2835, מעבד במהירות של 1GHz וזיכרון פנימי של 512MB.
דגם Zero כולל יציאת HDMI מסוג MiniHDMI וסלוט לכרטיס זיכרון מסוג microSD. בחברה לא חסכו ושילבו שתי יציאות USB רכיב.
גולת הכותרת בהשקת הרכיב הייתה מחירו, 5$ בלבד למיני מחשב זעיר. המחיר השווה לכל נפש גרם למחסור אדיר בחנויות ולסיום מלאי הרכיבים כיומיים לאחר ההשקה.

Raspberry Pi Zero

Raspberry Pi 3 – חוד החנית של הפטל – תוספת Wi-Fi ו-BT מובנה

Raspberry Pi 3 הוא הדור השלישי של הפטל והוא מחליפו של הרכיב הפופולרי Raspberry Pi 2.
למרות האכזבה ששררה בזמן חשיפת נתוני הזיכרון הפנימי של הרכיב החדש, הוא עומד באופן מפתיע כמעט בכל אתגר שהציבו לו המפתחים.
הרכיב החדש מגיע עם מעבד ARMv8 64 1.2GHz בעל ארבע ליבות ,מתאמי Bluetooth 4.1 ו-WLAN (Wi-Fi) 802.11n מובנים ברכיב.

ובדומה ל- Pi 2 גם ה Pi 3 מגיע עם החיבורים הבאים:

1GB RAM
4 יציאות USB
40 סיכות GPIO
יציאת HDMI
יציאת Ethernet
שקע אודיו 3.5 מ"מ בשילוב וידאו
ממשק מצלמה (CSI)
ממשק תצוגה (DSI)
חריץ כרטיס Micro SD (עכשיו שכיבות למשוך ולא שכיבות דחיפה)
ליבת גרפיקת 3D VideoCore IV

מבחינת גודל וצורה הרסברי פאי 3 דומה מאוד לפאי 2 (מלבד מיקום נורות החיווי) וכלל הרכיבים והתוספות של ה Pi2 תואמות גם ל 3.

Raspberry Pi 3

Raspberry Pi ZERO W – תוספת Wi-Fi ו-BT מובנה לדגם ה ZERO

לכבוד יום ההולדת החמישי של רכיב הרסברי פאי, השיקו בחברה בסוף חודש פברואר 2017 את דגם ה ZERO המשופר הכולל רכיב BT ורכיב Wi-Fi מובנים וכל זאת במחיר מצחיק של $10.

הרעיון העומד מאחורי הרסברי פאי זירו הוא מחשב לכל כיס, בנובמבר 2015 השיקה החברה את דגם הזירו הראשון במחיר של $5 שהפך מיד ללהיט וכבר ביום ההשקה הראשון מכרה החברה כ 100 אלף יחידות, הרכיב היה כל כך זול כך ששולב בקלות במאות פרויקטים כגון דוכני עיתונים, מכונות ארקייד, פרוייקטים בתחום הרובוטיקה העדינה ועוד.

רבים מאותם פרויקטים דרשו חיבוריות תקשורתית כלשהי ולאור העובדה כי רכיב הזירו הראשון נטול חיבור שכזה החליטו בחברה להפתיע ולהשיק את הזירו W, רכיב הכולל חיבוריות Wi-Fi ו- BT מובנת.

ברכיב שולב שבב אלחוטי Cypress CYW43438 הזהה לזה ששולב ברסברי פאי 3, רכיב זה תומך בתקן 802.11n,ו- Bluetooth 4.0.

מפרט הרכיב כולל: 1GHz single-core CUP, 512MB RAM, Mini-HDMI port, 2X micro USB, 40 pin header, CSI camera connector וכמובן 802.11n wireless LAN ו- Bluetooth 4,0.

הרכיב החדש עתיד לתפוס מקום משמעותי בפיתוחים וניסויים בעולם ה IOT בשל מחירו הנמוך ורכיבי הקישוריות שנוספו לו, כמו כן הושק לרסברי פאי זירו כיסוי רשמי התואם לעיצוב של אחיו הגדול הרסברי פאי 3.

לסיכום

בין שני רכיבי הקצה, רסברי פאי A+ הוותיק, לבין רסברי פאי 3, ישנם חמישה דגמים אשר לכל אחד מהם יחודיות משלו, ישנם רכיבים שהם שדרוג של הדור הקודם וישנם רכיבים שעדיין מחזיקים בייחודיות ספציפית וממשיכים להימכר גם בימים אילו. הדוגמה הטובה ביותר היא הרסברי פאי מודל B+ אשר מחזיק בחיבור RCA מובנה, דבר שרלוונטי למערכות ספציפיות ולפעמים חוסך ברכיבי המרה למיניהם.

אם אתם מעוניינים ברכיב לצרכים בייתיים ו/או להתנסויות בפיתוח תוכנה אל תתפשרו ורכשו את הרכיב החדש ביותר ותיהנו מרכיב אמין אשר מאפשר עשרות אפשרויות פיתוח והתנסות.
למי בנינו שרוצה להטמיע את ה-Pi שלו כחלק מפרויקט גדול יותר עשוי להעדיף את הפאי מדגם A +, אשר יעיל יותר בעבודה לאורך זמן ובעל צריכת חשמל נמוכה מאוד.

ככלל, ומניסיון אישי, מדובר ברכיב יציב, אמין ועמיד מאוד, המאפשר התנסויות בשלל האפשרויות ותחומי עניין ללא חשש לביצוע נזק, במקרה הגרוע ביותר בצעו פורמט לכרטיס הזיכרון והתקינו מחדש כל הפצה שרק תרצו.

קישורים:
אתר רסברי פאי הרשמי
הבלוג הטכנולוגי של תומר קליין המכיל עשרות מדריכים בנושא רסברי פאי

טבלת השוואה דגמי raspberry pi מאז ועד היום

מה צופן לנו העתיד?

למרות שבחברה דאגו עד היום להוציא לשוק רכיב חדש כמעט כל שנה, ולהציג התקדמות חומרתית מחושבת ואטית, אומר בזהירות ש-2017 היא ככל הנראה לא שנת בשורה. המתח בין הטכנולוגיה שמתקדמת בצעדי ענק, בעיקר בתחום עיבוד התמונה, לבין הצורך לייצר מכשיר קטן זול ויציב הוא מתח שקשה לשמור באיזון, לדעתי ייקחו בחברה את הזמן עד לייצוב הטכנולוגיות שפורצות בקצב מסחרר ולא ימהרו להוציא גרסה חדשה לרכיב המוצלח העכשווי.

מי שמשתמש ברכיב כפלטפורמה לתכנות ולמידה, לא מרגיש בחוסר המובהק בתמיכה חומרתית בתקנים מתקדמים כגון HDMI 2 או Bluetooth 4.0. לעומת חלק גדול ממשתמשי הרכיב בארץ אשר בוחרים לנצל את גודלו ויכולותיו כרכיב מדיה סנטר או מעבד וידאו/אודיו מכל סוג שהוא ומרגישים בחוסר התמיכה בתקנים אילו.

הייתי מצפה שבעתיד, מצד אחד יתמוך הרכיב בתקנים שכיום הם בגדר הסטנדרט בעולם הטכנולוגי, ומצד שני לא יאבד את ייחודו כרכיב קטן, איכותי יציב וזול.
אהיה מאוכזב אם תקנים כגון: 4K ,DtsHD , HEVC, 10-bit playback, HD audio , 802.11ac WiFi + Bluetooth 4.0, HDMI 2 לא ייכללו ברכיב הבא.
בנוסף, תוספות חומרה כגון הגדלת זיכרון הרכיב לפחות ל2G ושיפור יכולות המעבד ל – 64bit מחוייבת במציאות.

לדיון בנושא: רסברי פאי – צמיחת הפטל מאז ועד היום

RPI

חלק מהתכנים באתר כוללים מעת לעת קישורים לתוכניות שותפים, שעבורם האתר מקבל עמלה עם רכישה בפועל.
עמלה זו איננה מייקרת את עלות הרכישה של המוצרים.

ביקורת: רסברי פאי – צמיחת הפטל מאז ועד היום

מה לא נאמר כבר על הרכיב הקטן, הפשוט והגאוני הזה שנקרא רסברי פאי? אין ספק שמה שהתחיל כפרויקט קטן שמטרתו ...