RaspberryPi

發表於： 2024-08-14

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Pi3 的chip文件 BCM2837
Bare metal Raspberry Pi 3 tutorials raspi3-tutorial
Pi4 的chip文件 Bcm2711

Raspberry Pi GPIO pin define Raspberry Pi Pinout
pigg GUI for View and Config RaspberryPi GPIO

GPIO 引腳可設定為高電平 3.3V 或低電平 0V，Pi 4 用電源供應器實測可以感受到 1 mA 3.3V，最低 1.2 還會判 Hight

Raspberry Pi 1

Raspberry Pi I2C clock-stretching bug

時鐘拉伸僅在 I2C 讀取確認階段之後（讀取 ACK/NACK 後）直接起作用，並且僅當時鐘拉伸超過 0.5 個時脈週期時才起作用。
時鐘延長在 I2C 寫入確認階段開始時不起作用（即從機必須決定是否發送 ACK 或 NACK 的時刻）
除了從機可能會錯過太短的時脈的問題之外，當時脈拉長時， Raspberry Pi 還會過早讀取 SDA。因此，即使在 I2C 讀取確認階段將時鐘拉伸非常非常小，也會導致資料損壞。

GPIO

GPIO sysfs

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$ cd /sys/class/gpio
$ ls
export  gpiochip0  gpiochip504  unexport
$ echo 26 > export
$ ls
export  gpio26  gpiochip0  gpiochip504  unexport
$ ls gpio26
active_low  device  direction  edge  power  subsystem  uevent  value
$ cat gpio26/direction
in
$ echo out > gpio26/direction
$ cat gpio26/value
0
$ echo 1 > gpio26/value

古老的手段，準備棄用，非常慢直接操作 /sys/class/gpio ，無法確定是否爭用，程式意外結束時不會被 OS 清理

Hardware Register

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// Open the master /dev/ memory control device
// Device strategy: December 2016:
//	Try /dev/mem. If that fails, then
//	try /dev/gpiomem. If that fails then game over.

  if ((fd = open ("/dev/mem", O_RDWR | O_SYNC | O_CLOEXEC)) < 0)
  {
    if ((fd = open ("/dev/gpiomem", O_RDWR | O_SYNC | O_CLOEXEC) ) >= 0)	// We're using gpiomem
    {
      piGpioBase   = 0 ;
      usingGpioMem = TRUE ;
    }
    else
      return wiringPiFailure (WPI_ALMOST, "wiringPiSetup: Unable to open /dev/mem or /dev/gpiomem: %s.\n"
	"  Aborting your program because if it can not access the GPIO\n"
	"  hardware then it most certianly won't work\n"
	"  Try running with sudo?\n", strerror (errno)) ;
  }

不能夠處裡 edge detection wiringPi, pigpio, RPi.GPIO, and gpiozero’s “native” driver 使用此方式

They’d “play nice” and use the sysfs interface for edge detection, but then stomp all over the hardware registers whenever they wanted to do anything else (reading the value of a GPIO, setting its direction, writing a value, etc.).

gpiochip

kernel 4.8 後支援新增 /dev/gpiochip* 用 ioctl 在 user mode 控制 GPIO 會正確處裡所有權，在程式結束後刪除控制用戶空間庫是 libgpiod gpioinfo 確定存在哪些 GPIO 以及它們當前是否正在使用任何事物

Lib

RPi.GPIO Pi 5 不可用
GPIOD libgpiod/libgpiod.git 的 python 綁定

server and client sides in the form of the gpio-manager daemon and the gpiocli command-line utility for talking to the manager 使用 /dev/gpiochip

gpiozero 有設備抽象，Raspberry Pi OS 預設安裝純 python 實施，只會幫忙呼叫後端函式庫(預設RPi.GPIO)
pigpio library pigpio C 的 python 綁定
WiringPi-Python WiringPi 的 python 綁定 WiringPi 於 2019 年 8 月被其作者棄用

Raspberry Pi OS

Pi 3 裝 32 位作業系統速度較快，記憶體用量較小 Pi 4 裝 64 位作業系統速度較快 10% 以上 64Bit 會占用比 32 Bit 多的記憶體(指針及整數較長)

Pi 4

在使用中發現即使 CPU 使用率小於 20% 但機器反應還是很慢，包括開 GUI 程式及移動滑鼠 - Raspberry Diagnostics 指令為 agnostics，需要 GUI 一個沒有官方文檔的程式檢查 SD 卡速度 Raspberry Diagnostics 要求 random read 1500 IOPS , random write 500 IOPS

修改滑鼠輪詢率在 /boot/firmware/cmdline.txt 末端加入選項 usbhid.mousepoll=8
0 表示按滑鼠要求
1 每秒 1000 次
2 每秒 500 次
確保電源供應器符合官方標準 (Raspberry Pi 4 1.2A 5V)

vcgencmd

又是一個沒有官方文件的 tool，查詢及設定 Raspberry Pi 硬體

vcgencmd measure_temp CPU 溫度，應小於 50 度 C

Uart

Raspberry Pi 上有兩種類型的 UART - PL011和 mini UART。 PL011 是一款功能強大、廣泛相容 16550 的 UART，而迷你 UART 的功能集則減少。

Raspberry Pi 上的所有 UART 均為 3.3V - 如果將它們連接到 5V 系統，則會發生損壞。適配器可用於連接 5V 系統。或者，可以從各個第三方獲得低成本 USB 轉 3.3V 串行適配器

P3 只有 UART - PL011 跟 mini UART 各一組，UART - PL011 被藍芽占用

P4 有 6 組 UART - PL011，0, 1 被藍芽占用

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GPIO14 = TXD0 -> ttyAMA0
GPIO0  = TXD2 -> ttyAMA1
GPIO4  = TXD3 -> ttyAMA2
GPIO8  = TXD4 -> ttyAMA3
GPIO12 = TXD5 -> ttyAMA4
 
GPIO15 = RXD0 -> ttyAMA0
GPIO1  = RXD2 -> ttyAMA1
GPIO5  = RXD3 -> ttyAMA2
GPIO9  = RXD4 -> ttyAMA3
GPIO13 = RXD5 -> ttyAMA4

Raspberry Pi Pin pair with uart

dtoverlay

device tree overlay dtoverlay命令無法訪問啟動時加載的覆蓋；即該dtoverlay命令僅處理在運行時載入的覆蓋 an overlay or parameter applied by the firmware becomes “baked in” such that it won’t be listed by dtoverlay and can’t be removed.

dtoverlay -a 列出所有可以 overlay 的 device
dtoverlay -h uart4 列出參數
dtoverlay uart4 載入