“片上系统”与“树莓派”

树莓派（Raspberry Pi）是一种类似“口袋主机”的电子设备，价格随着配置不同而有不同。通常，可以用 free -h 来查看此主机的主存大小，而用 df-h 来查看磁盘/也就是搭载的SD闪存卡的大小。

中文里叫的“树莓派”，也可以按音译为“拉斯伯里派”，就像“摩托罗拉”一样，是一种产品的代号。我大三时选修了“嵌入式系统”方向的课程，教授在讲“单片机”时提到了它。如果说单片机（搭载嵌入式系统的硬件）是为了各种用途而分化了的实时控制器（比如说，触屏家电、收银机、甚至手机，都可以认为是复杂度不同的单片机），那么“树莓派”显然也可以划在“单片机”的范畴里，它的复杂度低于通常的智能手机，而功能上特长于“模拟电脑”，也就是说，一台树莓派虽然长得像个迷你手机（且未必有触摸屏），实则是一台低配的电脑。它的所有制作标准，都是为了让它能以更低的速度执行一台通用个人电脑的工作（当然也更便宜，大约500来元吧）。所以有人也叫树莓派“单片电脑”。

十年前的“树莓派”（2014-07-14）的图如下：

B+版：单核处理器，Micro USB存储卡（做硬盘）。只有约0.5GB的主内存。板上中间位置那个黑硅片集成了一颗高级精简指令集处理器(ARM)和一个博通图像处理器(Broadcom VideoCore)。这两个处理器单元集成的这一个部件被称为“片上系统”（System on Chip）。

下图是 2015-02-02 发行的

2版:SoC中的处理器升级成了900MHz的四核CPU（ARM Cortex系列）；另外主内存为1GB。

下图是 2016-02-29 发布的

第3版：指令处理器为ARM Cortex-A53（64bit-四核-1.2GHz），新增无线保真联网芯片（802.11n）和蓝牙芯片。虽然处理器的架构支持64位系统，但是树莓派的官方系统却没有提供稳定版的64位镜像。所以使用过程中它的程序一个周期内处理的操作数最大也只是32位（64位操作数要跑2个指令周期）。主存为1GB。

下图是 2019-06-24 发布的

第4版：指令处理器升级成了 Cortex-A72 1.5GHz，图中可以看到 SoC 电路硅片被一个金属盖子封上了，而原先集成在 SoC 内部的主存（RAM）被独立安置在 SoC 的后方，因此树莓派4B可以支持1GB、2GB直到最大8GB不同容量的主存。也正是搭载8GB主内存的配置，让原本定价260元左右的树莓派系列实现了价格的翻倍。

要把这个“单片电脑”组装备用，一般还要买好适配的“小机箱”，作为输入设备的键盘鼠标，作输出的14英寸+的显示屏；这些外设保守估计要300元。这样一个以树莓派4B为核心的电脑系统价格大概是800元。

意外的是，如果真的选择了4B的高配版，它对电源的要求还是很挑剔的。如果用USB充电器，而这个充电器的单口输出达不到5v、3A，单片电脑很可能会通电后表演“红灯长亮、视频信号不输出”的特技。注意注意。