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RP2350数据手册及深度了解功能性能特性和开源项目案例

创作时间:

作者:

@小白创作中心

RP2350数据手册及深度了解功能性能特性和开源项目案例

引用

来源

https://m.elecfans.com/article/6410121.html

Raspberry Pi RP2350是Raspberry Pi推出的新一代微控制器，它在上一代RP2040的基础上进行了重大改进。本文将深入探讨RP2350的功能特性、与RP2040的比较、A和B型板的差异、开发选择和限制、GPIO引脚特点以及应用案例，特别关注USB主机和设备模拟相关的例子。

1. RP2350的功能特性

RP2350是一款强大的微控制器，具有以下关键特性：

双核架构：RP2350搭载了双核Arm Cortex-M33处理器或Hazard3 RISC-V处理器，运行频率高达150 MHz，性能远超RP2040。
丰富的内存：它拥有520 kB的片上SRAM，分为10个独立的存储区，并支持通过专用QSPI总线连接高达16 MB的外部QSPI闪存/PSRAM，此外还可通过可选的第二个芯片选择连接额外的16 MB闪存/PSRAM。
多功能外设：RP2350集成了丰富的外设，包括2个UART、2个SPI控制器、2个I2C控制器、24个PWM通道、支持主机和设备模式的USB 1.1控制器和PHY、12个PIO状态机以及1个HSTX外设。
片上电源管理：它内置了开关模式电源，可生成内核电压。
灵活的封装选项：RP2350提供QFN-80 (10 × 10 mm)和QFN-60 (7 × 7 mm)两种封装选择，并有带和不带封装内闪存的版本。

RP2350的性能特点

处理器核心
多核架构：采用对称双核心系统，包括两个处理器核心，即Cortex-M33和Hazard3，能够同时执行任务，提高系统的处理能力和吞吐量。
处理器频率：两个核心的运行频率均为150MHz，能够快速处理各种计算任务。
处理器特性
安全扩展：Cortex-M33处理器支持Arm v8-M安全扩展，包括安全启动、加密启动和安全存储等功能，保障系统的安全性。
中断处理
中断控制器：具有强大的中断控制器，能够处理多达52个中断信号，包括外部中断、定时器中断、DMA中断等。
中断优先级：中断具有优先级设置，能够确保重要的中断信号得到及时处理。
调试和跟踪
调试接口：提供了多种调试接口，包括SWD（Serial Wire Debug）和JTAG（Joint Test Action Group）接口，方便开发人员进行调试和程序开发。
跟踪功能：支持CoreSight跟踪功能，能够对处理器的执行过程进行跟踪和分析，帮助开发人员找出程序中的问题。
性能指标
运算能力：Cortex-M33处理器具有丰富的指令集和高性能的运算单元，能够快速执行各种运算任务，如算术运算、逻辑运算、移位操作等。
缓存性能：芯片具有一定容量的缓存，包括指令缓存和数据缓存，能够提高数据访问的速度和效率。
功耗管理：支持多种功耗管理模式，包括睡眠模式、深度睡眠模式和休眠模式等，能够根据系统的工作负载自动调整功耗，降低系统的能耗。

2. 与RP2040的比较

与上一代RP2040相比，RP2350具有以下优势：

更高的时钟频率：RP2350的时钟频率为150 MHz，而RP2040为133 MHz。
更多的引脚和GPIO：RP2350 B型号具有80个引脚和48个GPIO，而RP2040只有40个引脚和26个GPIO。
更大的内存容量：RP2350集成了520 KB的SRAM，而RP2040只有264 KB。此外，RP2354型号还内置了2 MB闪存，而RP2040则需要外部闪存芯片。
更多的模拟输入：RP2350 B型号具有8个模拟输入，而RP2040和RP2350 A型号只有4个。
更强大的内核：RP2350采用了Arm Cortex-M33内核，它基于Armv8-M架构，支持硬件除法和更多32位指令，性能和功耗都优于RP2040的Arm Cortex-M0+内核。
增强的安全性：Cortex-M33内核增强了安全性，更适合物联网应用。

3. RP2350 A和B型板的区别

RP2350分为A和B两个型号，主要区别在于封装尺寸、引脚数量和GPIO数量：

RP2350A采用QFN-60封装，具有60个引脚和30个GPIO。
RP2350B采用QFN-80封装，具有80个引脚和48个GPIO。

此外，B型号还具有8个模拟输入，而A型号只有4个。选择哪种型号取决于项目的具体需求，如果需要更多的GPIO或模拟输入，则应选择B型号。

4. 开发选择和限制

RP2350的开发工具和软件支持非常丰富，但也存在一些限制：

官方SDK：Raspberry Pi提供了官方SDK，支持使用C/C++、MicroPython和CircuitPython等语言进行开发。
VS Code集成：推荐使用Visual Studio Code进行开发，它提供了Raspberry Pi Pico扩展，可以方便地创建、编译和调试项目。
启动过程复杂：RP2350的启动过程比RP2040复杂得多，需要仔细研究数据手册才能理解。
工具链差异：RP2350的工具链与RP2040不同，需要安装新的编译器和调试器。
裸机编程挑战：由于启动过程和工具链的差异，进行裸机编程比较困难，需要深入了解芯片架构和启动流程。

5. RP2350 GPIO的引脚特点

RP2350的GPIO引脚具有以下特点：

多功能性：每个GPIO引脚都可以连接到多种内部外设，也可以通过软件直接控制。
模拟输入功能：部分GPIO引脚具有模拟输入功能，可以连接到ADC进行电压采样。
可配置性：GPIO引脚的方向、输出电平和输入电平都可以通过GPIO控制寄存器进行配置。
隔离寄存器：RP2350新增了隔离寄存器，可以在低功耗状态下保存焊盘状态，由软件清除。

6. 应用案例

RP2350适用于各种应用场景，以下是一些与USB主机和设备模拟相关的例子：

USB主机：RP2350可以作为USB主机，连接USB设备，例如键盘、鼠标、U盘等。它可以通过USB控制器和PHY与这些设备通信，并通过软件控制数据传输。
例如，可以将RP2350连接到U盘，读取存储在U盘上的文件，并将文件内容显示在LCD屏幕上。
还可以将RP2350连接到键盘，读取键盘输入，并将输入内容发送到另一个设备，例如电脑或手机。
USB设备模拟：RP2350可以模拟各种USB设备，例如HID设备、串口设备、大容量存储设备等。它可以通过USB控制器和PHY与主机通信，并通过软件模拟设备的行为。
例如，可以将RP2350模拟成一个HID设备，例如鼠标，并将RP2350上的传感器数据发送到电脑，控制电脑上的鼠标指针。
还可以将RP2350模拟成一个串口设备，将RP2350上的UART数据发送到电脑，实现与电脑的串口通信。

RP2350是一款功能强大且灵活的微控制器，它为各种应用场景提供了无限的可能性。相信随着RP2350生态系统的不断发展，我们将看到更多基于RP2350的创新应用。

以下是一些使用树莓派RP2350的开源硬件项目：

RP2350 PicoDVI

项目简介：展示了如何在RP2350微控制器上实现DVI视频输出，通过硬件设计和软件算法，将原本复杂的DVI视频输出功能移植到微控制器上116。
技术亮点：利用RP2350的PIO模块进行高速数据传输，通过DMA功能高效处理数据，实现了TMDS编码，并针对RISC-V进行了汇编优化116。
应用场景：适用于需要高清视频输出的嵌入式系统，如智能家居设备、工业控制面板等，也为学生和研究人员提供了学习和研究的平台116。
项目地址：https://gitcode.com/gh_mirrors/pi/PicoDVI1**16**19。

Arduino-Pico

项目简介：为Raspberry Pi Pico和RP2350开发板提供Arduino核心支持，允许开发者使用熟悉的Arduino编程环境进行项目开发2。
核心功能：支持多种开发板，丰富的外设支持，包括SPI、I2C、UART、PWM、ADC等，还支持多核处理器的并行编程、网络功能、文件系统支持、OTA升级、USB支持和音频支持等2。
应用场景：在物联网、智能家居、消费电子、教育实验等领域有广泛的应用，如制作智能小车、构建无线传感器网络、开发便携式音乐播放器、创建游戏控制器等13。
项目地址：https://gitcode.com/gh_mirrors/ar/arduino-pico2**10**13。

Google Pigweed

项目简介：是一个嵌入式库的集合，可帮助程序员和开发者团队为使用微控制器的嵌入式设备构建出色的软件，如RP2350及其前身RP2040415。
技术亮点：通过Bazel进行密封式构建、闪存和测试，提供完全开源的Clang/LLVM嵌入式工具链，围绕合理的、与硬件无关的C++构建代码库，还支持通过RPC与Pico通信、在Visual Studio Code中进行创作、跨平台构建和工具链等4。
应用场景：适合大型专业嵌入式开发团队在RP2350上构建原型和产品4。
项目地址：[https://opensource.googleblog.com/2020/03/pigweed-collection-of-embedded-libraries.html]