Boot Raspberry

发表于 2021-01-31 更新于 2023-04-29 分类于嵌入式本文字数： 3.8k 阅读时长 ≈ 3 分钟

本文描述了购买树莓派及树莓派上电等基本功能设置

1 购买树莓派

此处就不放链接了，在X宝上搜一下就能搜到相关店铺，找销量多一点的店铺（方便售后）就可以了，建议买基本配置，没必要买一大堆外设传感器什么的，后续如果需要可以单买，估计价格比套件价格还要便宜（这年头商家不就指着套餐挣钱嘛）

2 树莓派简单介绍

2.1 CPU简介

树莓派4 使用了Broadcom的BCM2711芯片，该芯片有4个CPU核，使用了更加强大的ARM A72核。BCM2711芯片拥有更强大的GPU特性，由内置PCIe链接的USB2、USB3端口带来了更快的I/O，同时也支持访问更大范围的内存。ARM A72核支持在1.5GHz频率下运行，使得树莓派4速度上要比树莓派3B+要快上50%。主要技术参数如下所示：

Processor: Quad-core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.5 GHz

Memory: Accesses up to 8GB LPDDR4-2400 SDRAM (depending on model)

Caches: 32 KB data + 48 KB instruction L1 cache per core. 1MB L2 cache.

Multimedia: H.265 (4Kp60 decode); H.264 (1080p60 decode, 1080p30 encode); OpenGL ES, 3.0 graphics

I/O: PCIe bus, onboard Ethernet port, 2 × DSI ports (only one exposed on Raspberry Pi 4B), 2 × CSI ports (only one exposed on Raspberry Pi 4B), up to 6 × I2C, up to 6 × UART (muxed with I2C), up to 6 × SPI (only five exposed on Raspberry Pi 4B), dual HDMI video output, composite video output.

详细参数请参看以下链接：https://www.raspberrypi.org/documentation/hardware/raspberrypi/bcm2711/README.md

2.2 树莓派主板示意图

树莓派官方主板示意图如下gif所示
plug in the pi

树莓派的主板实物图如下图所示

此处有以下几点需要注意：

1 SD卡相关
建议SD卡的大小大于8GB，我的套件里面里面的SD卡容量是32GB的，如果购买的套件里面的SD卡容量过小可以自行X宝上其它店铺上去购买，购买的时候最好同时购买读卡器（一般店铺都是提供的）便于后续将OS镜像烧写到SD卡上
2 电源相关
树莓派4B支持USB type-C供电，树莓派4B的供电为5V/2A，以下表格中为推荐电压电流设置

Product	Recommended PSU current capacity	Maximum total USB peripheral current draw	Typical bare-board active current consumption
Raspberry Pi 4 Model B	3.0A	1.2A	600mA

3 启动树莓派

由于我买的树莓派套件里面的SD卡（32GB）是没有烧写OS的，所以需要自行烧写，烧写树莓派的步骤如下

a.官网下载树莓派OS–Raspberry Pi OS
b.使用SD Formatter软件格式SD卡
c. 使用Win32DiskImager将步骤a中下载的.img烧录到步骤b中

大功告成之后将SD卡插回到树莓派主板卡槽当中，接通电源，并且连接外接显示器，主板指示灯如上述gif中显示之后，屏幕点亮，设备boot进OS，设备功能验证OK，当然你可以顺便验证主板上上的4个USB口、2个HDMI口、1个网口是否正常工作（若异常，及时联系卖家退换货）

4 树莓派换源

由于官网下载速度感人，建议换成国内镜像源，替换的时候注意镜像源的版本要和系统版本一致，使用如下命令可查看系统版本

pi@raspberrypi:~ $ lsb_release  -a
No LSB modules are available.
Distributor ID: Raspbian
Description:    Raspbian GNU/Linux 10 (buster)
Release:        10
Codename:       buster

这里使用的linux系统是buster,所以更换镜像源的时候请注意，否则安装软件的时候会出现各种异常的依赖性问题。更换镜像源请参考
树莓派4B换清华源并更换系统源（Raspbian-buster系统）

5 树莓派散热片及风扇安装

由于我买的套件里面包含了散热片和风扇（建议购买这两样，主板芯片过热很容易触发过热保护导致掉电或者重启），所以这里也提及一下：

1 散热片建议一次性贴到芯片上，贴歪了也不要扣下来了，可能损伤主板芯片电路
2 我买的套件中风扇供电要求是DC 5V的，参考下面的树莓派GPIO引脚布局

GPIO

因此将风扇接到引脚4、6上就可以了，风扇引脚是区分正负极的（红正黑负），所以按照红4黑6进行连接就可以了

6 远程控制

远程控制必不可少，总会出现没有外界显示屏可以接入树莓派HDMI输出的情况，这时候远程调试就有了用武之地。可以通过VNC、SSH等多种方式实现PC端远程控制树莓派主机的方法，以下给出相关链接及描述

1 Remote Control 树莓派官网文档介绍了从IP获取和各种远程控制协议的实现方法
2 VNC连接树莓派
3 树莓派配置samba服务器实现文件共享：https://blog.csdn.net/byforson/article/details/90900640 和 https://www.lxx1.com/4434

7 串口连接

嵌入式开发必备的利器之一就是串口调试，树莓派同样支持串口调试功能。但是需要需要外购买usb2ttl线来将树莓派输出的ttl电平转换到笔记本支持的usb信号。市面上主要有以下三种USB转串口芯片：

FT232
PL2303
CH340（推荐，笔者选用）

上述三种芯片的说明比较可以参考文档：https://blog.csdn.net/guomutian911/article/details/44001721，具体设备的购买可以到X宝和拼夕夕上自行选购，价格大概5-10元左右，可自行根据预算进行选购，笔者选择了CH340G模块的串口转换线大概9块左右的样子。

CH340系列芯片的驱动可到官网进行下载：http://www.wch.cn/downloads/CH341SER_EXE.html

树莓派4B的串口线连接及相关设置可参考：https://blog.csdn.net/qq_37224534/article/details/106437958

串口登录效果如下图所示

serial_comm

8 性能测试

使用sysbench工具可以对系统的CPU、内存读写、I/O等性能进行测试

##安装sysbench
sudo apt-get install sysbench

#命令参数
Usage:
  sysbench [general-options]... --test=<test-name> [test-options]... command

General options:
  --num-threads=N            number of threads to use [1]
  --max-requests=N           limit for total number of requests [10000]
  --max-time=N               limit for total execution time in seconds [0]
  --forced-shutdown=STRING   amount of time to wait after --max-time before forcing shutdown [off]
  --thread-stack-size=SIZE   size of stack per thread [32K]
  --init-rng=[on|off]        initialize random number generator [off]
  --test=STRING              test to run
  --debug=[on|off]           print more debugging info [off]
  --validate=[on|off]        perform validation checks where possible [off]
  --help=[on|off]            print help and exit
  --version=[on|off]         print version and exit

Compiled-in tests:
  fileio - File I/O test
  cpu - CPU performance test
  memory - Memory functions speed test
  threads - Threads subsystem performance test
  mutex - Mutex performance test
  oltp - OLTP test

参考文档

[1]Setting up Your Raspberry Pi 官网入门安装文档
[2]Schematics 树莓派主板原理图
[3]树莓派系列教程2：树莓派烧写镜像
[4][新手入门]树莓派Raspberry 学习笔记2 散热片&散热风扇&外壳安装](https://blog.csdn.net/weixin_42368268/article/details/100178652)
[5]vim安装失败
[6]树莓派性能测试教程