Olimex PICO2-XXL recenzija

Novi Raspberry Pi Pico 2 koji se pojavio u avgustu 2024. baziran je na neobičnoj kombinaciji ARM i RISC-V jezgara. Ona doduše ne mogu raditi konkurentno, ali je i sama mogućnost da razvojni timovi mogu birati na kojoj od ove dve arhitekture žele da pokrenu svoj kod – nešto novo u Raspberry Pi svetu. Sa ovakvim rešenjima smo se se sretali kod drugih proizvođača, recimo Milk-V je u svojim modelima Milk-V Duo 256 i Milk-V Duo S ponudio slično.

Raspberry Pi Pico 2, bez obzira da li je u osnovnoj ili W verziji sa Wi-Fi/Bluetooth modulom ima kompaktnu RP2350A verziju mikrokontrolera sa 30 GPIO linija. Ono što je Olimex omogućio kreativcima svojim Olimex Pico2-XL i Olimex Pico2-XXL modelima je platforma za razvoj veće RP2350B verzije mikrokontrolera koja ima 48 GPIO linija, ali je umesto u 7 x 7 mm QFN-60EP, morala biti upakovana u 10 x 10 mm QFN-80EP.

Hardver

Raspberry Pi RP2350B, kao i RP2350A je četvoro-jezgarni mikrokontroler koji radi na 150 MHz sa dva ARM Cortex-M33 (ARMv8-M set instrukcija: DSP, single-precision float-point i koprocesor za jednostavne double-precision float-point instrukcije: sabiranje, oduzimanje, množenje, deljenje i kvadratni koren) i dva Hazard3 RISC-V (RV32IMAC+ instrukcioni set: RV32I (base 32 bit integer), M (multiplication and division), A (atomic) i C (compressed)). Iako ima četiri jezgra, u jednom trenutku može raditi samo jedan od ova dva para.

Poredeći Raspberry Pi Pico i njegov legendarni RP2040, vidimo da novi mikrokontroler u ovom trenutku radi na nižem taktu za celih 50 MHz, ali su ARM Cortex-M33 jezgra i dalje daleko sposobnija od pređašnjih ARM Cortex-M0+. Ipak moramo da napomenemo da je 200 MHz na RP2040 došlo sa novim C++ SDK-om, a da je do skora takt RP2040 iznosio makismalno 133 MHz. Naravno, u prethodom modelu, nije bilo dodatnih jezgara RISC-V arhitekture. Testovi procesorskih performansi pokazuju da je novi RP2350 na 150 MHz oko dva puta brži od starog RP2040 na 133 MHz.

Na čipu se nalazi i 520 KB SRAM memorije (duplo više nego na RP2040). Za dodatnu bezbednost, šo je jedan od bitnih fokusa novog mikrokontrolera, prvi korak je 8 KB anti-fuse OTP koji se koristi za čuvanje ključeva. Ugrađena ARM TrustZone tehnologija, signed boot, brza detekcija grešaka i hardverski akcelerator za SHA-256 enkripciju su dodatni implementirani elementi bezbednosti i zaštite podataka.

Novi RP2350 ima 16 DMA kanala i 4 IRQ-a, a u njega su ugrađena 3 PIO-a sa 12 state mašina. Broj pinova kao što smo na početku rekli, kod ovog većeg RP2350B je 40, sa time da 24 od njih mogu biti PWM. RP2350B ima i najveći broj 12-bitnih ADC kanala – čak 8. Podsetimo se da i manji RP2350A, kao i prethodni RP2040 imaju po 4 ADC kanal, što je uz veći broj GPIO pinova i razlog što bi se u nekom projektu odlučili za Olimax PICO2-XXL(XL) sa RP2350B umesto standarnog RP2350A i Raspberry Pi Pico2.

Mi smo za potebe ove recenzije od Olimax-a dobili XXL verziju, a pažljivi čitalac je sigurno primetio da smo spomenuli i drugi model Olimex PICO2-XL. Razlika između dva modela i nije mala. Naime, XXL sa zadnje strane ima dodatno zalemljen QSPI PSRAM 8 MB.

Sa prednje strane, odmah ispod USB-C konektora, koji služi za napajanje i programiranje (divno što su se Olimex odlučio za ovaj konektor) nalazi se 16 MB QSPI Flash-a u XXL, a 2 MB QSPI Flash-a u XL varijanti.

Najzad, kod XXL modela imamo i push-pull ležište za SD/MMC (1-bit MMC Data) karticu povezanu preko SPI-a, veoma zgodno za sve data loger aplikacije, gde je potrebno čuvanje podataka u nekom vremenskom prozoru.

Veliki broj GPIO linija uslovljava i veliki broj potrebnih pinova na hederu, koji su kod Olimax PICO2 u dva reda po dvadeset u svakom – dakle ukupno osamdeset. Kada budete odlučivali kako da ih zalemite, sa gornje ili sa donje strane, imajte na umu položaj reset (RST) i boot dugmeta. Nalaze se tik uz pinove i ako planirate da dugmad češće koristite, bolje je pinove lemiti tako da budu sa donje strane ploče. Raspored pinova je specifičan i dat na šemi ispod.

Već tradicionalno Olimax na svojim pločama postavlja Qwiic/Stemma konektor, ali i njima svojstven UEXT (pUEXT 1.0 mm step). Qwiic/Stemma standardno ima četiri pina: 3.3 VDC, GND, I2C1_SDA i I2C1_SCL. UEXT je kombinovan i njegovih deset pinova nose pored 3.3 VDC i GND i po jednu komunikaciju sa UART0 (TX/RX), I2C1 (SDA/SCL) i SPIO (MISO, MISI, SCK, CS#) protokolom. Olimex proizvodi razne module sa ovim konektorom: displeje, relejne, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, RFID, RTC…

Korisnička zelena LED na samom dnu ploče je povezana sa GPIO25.

Softver

Raspberry Pi RP2350 mikrokontroler je softverski kompatibilan są svojim prethodnikom RP2040. Kompanija se idejom očuvanja kompatibilnosti sa prethodnim modelima rukovodi u svim segmentima i to je sigurno jedan od razloga velike populanosti. Jednostavno, svaki vaš uloženi rad na nekom projektu će ostati očuvan i kada uradite hardverski upgrade. Ovde imamo i dodatnu pogodnost da su ARM i RISC-V jezgra programerski kompatibilna, te je veoma interesantno isprobati neki kod rađen za ARM na RISC-V-u uz pažnju na implementiran set instrukcija u obe arhitekture.

Ljubitelji Arduino IDE-a biće zadovoljni. Standardna Raspberry Pi Pico/RP2040/RP2350 definicija ploče će potpuno podržavati oba Olimex modela uz veliki broj primera. CircuitPython podrška je takođe dostupna za svih 48 GPIO-a, dok je za MicroPython razvoj još uvek zakočen na 30 pinu, tj pinovi od 30 do 47 se ne mogu programski koristiti.

Mejkeri i razvojni timovi su i do sada koristili asembler, C, C++, CircuitPython, MicroPython, Pascal, Rust, TinyGo i mnoge druge. Interesantno je i korišćenje Real-Time OS-ova, poput FreeRTOS-a, Zaphyr-a ili Nuttix-a o kome smo skoro i razgovarali sa Rodrigo Sim-om.

Zaključak

Iako softverski kompatibilan sa originalnim Raspberry Pi Pico 2, hardverski i napredniji zbog bolje opremljene verzije čipa, Olimex PICO2 nije pin-to-pin kompatibilan sa Raspberry Pi standardom pločica. Ovo nažalost ne omogućava direktnu zamenu jednog razvojnog sistema drugim, već je neophodan i hardverski redizajn perifernih kola. Ukoliko kreirate sopstveni projekat, to svakako neće biti problem.

Čip je nov i dočekan je sa pažnjom u zajednici, koja je već otkrila jedan propust u dizajnu, koji se odnosi na digitalne ulaze kada je interni Pull-down otpornik aktivan, te se savetuje korišćenje samo Pull-Up rezistora na digitalnim ulazima.

Prisustvo USB-C konektora umesto microUSB-a je dobrodošlo. Obratite pažnju na položaj reset i boot tastera ukoliko lemite GPIO hedere – prostora je jako malo. Ploča je urađena u Olimex standardu kvaliteta, to bi mogli da opišemo kao fokus na fizičkim performansama uređaja (debela ploča u većem broju slojeva kako bi se smanjile interferencije). Iako je svaki element na ploči označen identičnom oznakom kao na šemi u dokumentaciji na sajtu, što će vam olakšati razvoj prilagođenog rešenja, na finalnu „šminku“ se nije mnogo pazilo. Ovde mislimo i na tragove paste na gotovoj ploči sa donje strane i na isto dizajnirane tipske kutije u koje se smešta svaki od proizvoda.

Da li je ovo uopšte zamerka? Ako za ovu cenu od svega 5 Evra za Olimex PICO2-XL i 9 Evra za Olimex PIXO2-XXL to može da bude lepše i urednije – voleli bi… ali ako bi to značilo da će trošak morati da se poveća, makar i za 0.5 Evra – nek ostane ovako. Svakako je kvalitet hardvera bitnji od luksuznog pakovanja koje bi i inače bacili. Finalno: u poređenju sa Raspberry Pi Pico 2, čija je cena 7 Evra, ovde zaista dobijate mnogo više. Ako smo Raspberry Pi Pico2 dali 9.3, onda ovom Olimex-u moramo dati bar ocenu 9.4.