Raspberry Pi

Raspberry Pi
"Raspberry Pi" Ordinateur modèle B Rev1
Développeur	Raspberry Pi Foundation
Type	Ordinateur à carte unique
Date de sortie	29 février 2012
Environnement	Linux (Debian, Fedora et ArchLinux), RISC OS
Système d'exploitation	Linux (Raspbian, Pidora, et Arch Linux ARM), RISC OS, FreeBSD, NetBSD, Windows 10 Mobile (uniquement compatible avec le Raspberry Pi 2), Plan 9
Alimentation	Micro-USB 5 V
Processeur	Broadcom BCM2835 - ARM1176JZF-S 700 MHz (modèle 1)[1] Broadcom BCM2836 - Cortex-A7 900 MHz (modèle 2)
Stockage	Carte SD (A, B), Carte microSD (A+,B+,2)
Mémoire	256 Mo (modèle A et A+) 256 Mo (modèle B rev 1) 512 Mo (modèle B rev 2 et B+) 1 Go (modèle 2)
Carte graphique	Broadcom VideoCore IV[1],
Connectivité	USB, Ethernet (modèle B, B+ ,2) (RJ45), HDMI, RCA, Jack 3,5 mm, Micro USB
Dimensions	85,60 mm × 53,98 mm × 17 mm (A, B, B+), 65 mm × 53,98 mm × 17 mm (A+)
Masse	44,885 g (A, B, B+), 23 g (A+)
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Le Raspberry Pi est un nano-ordinateur monocarte à processeur ARM conçu par le créateur de jeux vidéo David Braben, dans le cadre de sa fondation Raspberry Pi^[2].

Cet ordinateur, qui a la taille d'une carte de crédit, est destiné à encourager l'apprentissage de la programmation informatique^[2] ; il permet l'exécution de plusieurs variantes du système d'exploitation libre GNU/Linux et des logiciels compatibles. Il est fourni nu (carte mère seule, sans boîtier, alimentation, clavier, souris ni écran) dans l'objectif de diminuer les coûts et de permettre l'utilisation de matériel de récupération.

Son prix de vente était estimé à 25 $, soit 19,09 €, début mai 2011. Les premiers exemplaires ont été mis en vente le 29 février 2012 pour environ 25 €^[3]. Début 2015, plus de cinq millions de Raspberry Pi ont été vendus^[4]. De multiples versions ont été développées (voir la liste ci-dessous), on trouve les dernières à un peu plus de 30€ pour le B+ et à un peu plus de 40€ pour le Pi 2 (2015).

Historique

Conception

Version alpha de la carte. Le design est différent des versions beta et commerciales.

En 2006, les premiers prototypes du Raspberry Pi sont développés sur des microcontrôleurs Atmel ATmega 644. Le schéma et le plan du circuit imprimé sont rendus publics^[5]. Cet ordinateur s'inspire du BBC Micro d'Acorn Computer (1981) et est destiné à encourager la jeunesse à la programmation^[6],[7],[8]. Le premier prototype ARM est intégré dans un boitier de la même taille qu'une clé USB^[9] avec un port USB d'un côté et un port HDMI de l'autre.

L'objectif de la fondation est alors de proposer deux versions, l'une à 25 $ US et une deuxième à 35 $ US. L'ouverture des commandes pour le modèle B (le plus cher) a eu lieu le 29 février 2012^[10] et le 4 février 2013 pour le modèle A (le moins cher)^[11].

Prototype

En août 2011, 50 cartes version Alpha sont construites, ces cartes étant identiques du point de vue fonctionnel au modèle B prévu ^[12] mais elles sont plus grandes pour faciliter le débogage (placement des sondes). Une démonstration montre la carte exécutant une distribution Debian avec un bureau LXDE, Quake 3 en 1080p et une vidéo en Full HD MPEG-4 par HDMI^[13],[14].

En octobre 2011, une version de RISC OS 5 tournant sur la carte est présentée. Après une année de développement la version grand public sera terminée en novembre 2012^{[15],[16],[17],[18]}. En décembre 2011, 25 cartes modèle B ont été construites et testées^[19]. Le design des cartes version Beta est le même que les cartes grand public. Une seule erreur a été découverte dans le design, certaines broches du CPU ne fonctionnaient pas correctement ; l'erreur a été corrigée avant la première production^[20]. Les cartes version Beta sont présentées démarrant Linux, jouant une bande annonce en 1080p ou exécutant le benchmark Rightware Samurai OpenGL ES^[21].

La première semaine de l'année 2012, 10 premières cartes sont mises aux enchères sur eBay^[22],[23]. L'une est achetée anonymement et donnée au Centre for Computing History, dans le Suffolk en Angleterre^[24],[25]. Les 10 cartes qui représentaient un prix de 220 £ ont été vendues pour un total de 16 000 £^[26]. La carte possédant le numéro de série 01 est achetée pour 3 500 £^[27]. En prévision du lancement fin février 2012, la montée en charge des serveurs de la fondation est testée par des utilisateurs actualisant fréquemment leur navigateur^[28].

Commercialisation

Lancement

La première série de 10 000 cartes est produite à Taïwan et en Chine^[29],[30]. Les livraisons de la première série sont annoncées pour mars 2012 en raison de l'installation d'un mauvais connecteur Ethernet^[31],[32], mais la fondation annonce qu'elle s'attend à augmenter la production des futures séries sans difficulté^[33].

Les ventes débutent le 29 février 2012^[34] à 06:00 UTC. Au même moment est annoncé un modèle A à 256 MB de RAM au lieu des 128 MB prévus^[10]. Le site web de la fondation affiche : « Six ans après le début du projet, nous sommes presque à la fin de la première session de développement - cependant ce n'est que le début de l'histoire de Raspberry Pi^[35]. ». Dès l'annonce du début de la vente, les deux sites ne sont plus joignables, le site français de Farnell annonçant « Nos sites internet sont actuellement indisponibles pendant la mise à jour de nos systèmes ». En septembre 2012, 500 000 cartes ont été vendues^[36]. Le 6 avril 2012, la fondation annonce que le Raspberry Pi a obtenu la certification CE^[37], demandée par les distributeurs pour pouvoir lancer la distribution auprès des premiers acheteurs.

Évolutions

Le 16 avril 2012, les premiers acheteurs font leurs premiers commentaires^[38],[39]. Au 22 mai 2012, 20 000 cartes ont été envoyées^[40]. En juillet 2012, 4 000 unités sont produites chaque jour^[41],[42].

En septembre 2012, la Fondation Raspberry Pi annonce une deuxième révision du modèle B^[43]. De plus, les futures séries seront fabriquées au Royaume-Uni, dans les usines Sony de Pencoed, au Pays de Galles. Il est estimé que 30 000 unités seraient produites par mois, créant 30 emplois^[44],[45]. La fondation annonce aussi l'overclocking autorisé permettant un gain de performance jusqu'à 50 %^[46], la fréquence du processeur passant de 700 à 1 000 MHz.

En octobre 2012, plusieurs clients ayant commandé à l'un des constructeurs attendent leur commande depuis plus de six mois en raisons de difficultés de production^[47]. La fondation annonce le passage au modèle B 4G ; à partir de cette date ces modèles sont envoyés lors d'un achat^[48]. Puis en décembre, la fondation, en collaboration avec IndieCity et Velocix, ouvre un Pi Store, une plateforme de téléchargement pour tout l'environnement logiciel Raspberry Pi. Une application incluse dans Raspbian permet aux utilisateurs de trouver et télécharger ce qu'ils veulent. Les applications de développeurs peuvent être envoyées pour modération et publication dans le Pi Store^[49].

Plus d'un million d'unités

En octobre 2013, c'est un million de Raspberry Pi qui ont été produits au Royaume-Uni^[50]. Le deux millionième kit est envoyé entre le 24 et le 31 octobre^[51].

En avril 2014, une nouvelle version est annoncée, elle divise la carte en deux parties : une partie calcul et une partie interface d'entrées-sorties^[52]. La partie calcul Compute Module comporte 512 Mio de mémoire vive et 4 Gio de mémoire flash. La dimension de la carte est réduite au format SO-DIMM (environ 68 × 30 mm). La partie interface d'entrées-sorties Compute Module IO Board comporte des connecteurs HDMI et USB. La carte calcul vient s'enficher dans la carte interface d'entrées-sorties. Au mois de juin, trois millions de Raspberry Pi ont été vendus^[53].

Architecture et matériel

Le Raspberry Pi possède un processeur ARM11 à 700 MHz. Il inclut 1, 2 ou 4 ports USB, un port RJ45 et 256 Mo de mémoire vive pour le modèle d'origine (512 Mo sur les dernières versions^[54]). Son circuit graphique BMC Videocore 4 en particulier permet de décoder des flux Blu-Ray full HD (1080p 30 images par seconde), d'émuler d’anciennes consoles et d'exécuter des jeux vidéo relativement récents.

Spécifications

Raspberry Pi modèle A

Modèle A

• Processeur : ARM1176JZF-S (ARMv6) 700 MHz Broadcom 2835^[1](dispose d'un décodeur Broadcam VideoCore IV, permettant le décodage H.264 FullHD 1080P et d'un VFPv2 pour le calcul des opérations à virgule) ;
• RAM : 256 Mo ;
• 2 Sorties vidéo : Composite et HDMI ;
• 1 Sortie audio stéréo Jack 3,5 mm (sortie son 5.1 sur la prise HDMI) ;
• Unité de lecture-écriture de carte mémoire : SDHC / MMC / SDIO ;
• 1 Port USB 2.0 ;
• Prise pour alimentation Micro-USB (consommation : 400 mA + périphériques) ;
• Des entrées / sorties supplémentaires sont accessibles directement sur la carte mère via des pins 3v3 ^[55]: GPIO, S2C, I2C, SPI ;
• API logicielle vidéo : OpenGL : version embarquée OpenGL ES 2.0 ;
• Décodage vidéo : 1080p30 H.264 high-profile.

Modèle A+

Raspberry Pi modèle A+

Différences avec le A^[56] :

• Plus petit : 65 mm de long contrairement au 86 mm
• Lecteur de carte microSD en lieu et place du lecteur SD
• GPIO 40 broches
• Nouveau chipset audio
• Consommation électrique moindre
• Prix réduit à 20 $

Modèle B

Modèle B Rev1

Différences :

• 2 ports USB 2.0 au lieu de l'unique port du modèle A, mais sur un seul bus, via le composant SMSC LAN9512^[57] ;
• 1 port réseau Fast Ethernet (10/100 Mbits/s) via le même composant SMSC.

Le circuit LAN9512 qui gère les deux ports USB2 et le port réseau, est connecté au CPU via un unique port USB2 ; la bande passante est donc partagée entre ces trois ports.

Modèle B Rev1 + ECN0001

Différences :

• Suppression des fusibles protégeant les sorties USB
• Suppression de la diode D14, qui pouvait provoquer des interférences avec des périphériques possédant une broche CEC, lorsque le Raspberry restait connecté sans être alimenté.

Modèle B Rev2

Raspberry Pi modèle B Rev. 2

Différences :

• Implantation du reset (en reliant les broches 1 et 2 de P6)
• Support JTAG (deux broches GPIO interchangées)
• Support I2C (canaux primaire et secondaire inversés)
• Suppression de quatre signaux GPIO utilisés pour l'identification de version, et réaffectation à d'autres rôles
• SMSC +1V8
• Deux trous de fixation
• Correction du marquage des LED sur la platine

Modèle B 512 Mo

• Prise pour alimentation micro-USB (consommation : 700 mA) ;

Différences :

• La RAM passe à 512 Mo (au lieu de 256 Mo sur les modèles précédents)^[48] ;
• Le modèle est estampillé avec la référence 4G en lieu et place de l'ancienne référence 2G^[58].

Pour utiliser les 512 Mo de RAM, le firmware de la carte mère doit être mis à jour^[58].

Modèle B+

Raspberry Pi modèle B+

Ce modèle est annoncé en juillet 2014^[59].

Différences par rapport au modèle initial :

• GPIO 40 broches
• 4 ports USB 2.0 et meilleur comportement en cas de surcharge
• micro SD
• réduction de consommation de 3,5 W à 3 W
• meilleur circuit audio
• suppression de la prise RCA au profit d'une prise mini-jack 4 points, comprenant une sortie sonore et vidéo

Modèle Pi 2

Raspberry Pi 2 modèle B

Le 2 février 2015, la fondation Raspberry Pi annonce la sortie du Raspberry Pi 2, plus puissant, il est équipé d'un processeur Broadcom BCM2836, quatre cœurs ARMv7 à 900 MHz, accompagné de 1 Go de RAM.

Il possède les mêmes dimensions et connectiques que le modèle B+^[60][61].

Tableau comparatif

• 

  Schéma du modèle B

• 

  Schéma du modèle B+

Identification des différents modèles de Raspberry (en complément à ci-dessus)

La commande suivante permet de retourner les informations concernant le processeur de la Raspberry Pi:

cat /proc/cpuinfo

exemple :

Équipement supplémentaire minimum

Boîtier officiel du Fondation Raspberry Pi (2015)

Le Raspberry Pi ne comprend pas :

• D'écran. Un écran ou un téléviseur peuvent être connectés via les sorties HDMI et Composite (sauf si un convertisseur dynamique est utilisé, les écrans VGA sont incompatibles) ;
• De clavier / de souris. Pour l'utiliser, il faut donc le connecter à ces deux périphériques, via la prise USB^[77],[2]. Le modèle A n'offrant qu'un unique port USB, il faudra utiliser un Hub USB, ou un clavier intégrant un dispositif de pointage (trackball, trackpad, trackpoint) ou bien comprenant un port USB. Le dispositif de pointage (voire le clavier) ne sont cependant pas indispensables pour toutes les applications : serveur, utilisation d'autre type d'interface (manette, reconnaissance vocale, etc.). Sous Raspbian, le protocole SSH est actif par défaut, et le Raspberry Pi peut être contrôlé à distance dès le premier démarrage, sans avoir besoin d'un clavier ou d'une souris supplémentaire.
• De carte mémoire SD contenant un système d'exploitation compatible. Dans un but d'économie, toute carte SD est compatible, la classe 6 étant néanmoins recommandée^[78], et les fichiers systèmes nécessaires seront disponibles en téléchargement gratuit. Il est ainsi possible de recycler d'anciennes cartes mémoire de capacité modeste pour utilisation avec le Raspberry Pi ;
• De boîtier. Ceux-ci sont proposés en option ou en lot ;
• D'alimentation. Le Raspberry Pi est compatible avec de nombreuses alimentations, micro-USB étant par exemple une norme pour les téléphones mobiles récents en Europe. Encore une fois, recyclage ou achat local sont l'objectif ;
• D'horloge matérielle, dit composant HTR (le terme anglais est RTC : real time clock). La fondation justifie ce choix par le coût excessif du composant par rapport au budget initial très serré. La fondation suggère d'utiliser par exemple un composant GPS, qui contient une HTR très précise. Ce composant peut être branché via la prise GPIO. Il est aussi possible de synchroniser le temps du système grâce au protocole de réseau NTP, ce qui implique de se connecter via un réseau à un service NTP qui fonctionne soit sur un ordinateur sur Internet, soit sur un ordinateur d'un réseau local, ce dernier ordinateur devant être capable de se synchroniser avec une référence NTP sur Internet^[79].

Équipement supplémentaire utilisant l'USB

Il est possible de connecter le Raspberry Pi avec :

• Pour le modèle A, une carte réseau Ethernet ou Wi-Fi, pour établir une connexion en réseau, notamment avec Internet^[2]. Le modèle B introduit durant l'été 2011 comporte une carte Ethernet intégrée ;
• Des unités de stockage externe, clés USB ou disques durs alimentés séparément ;
• Tout autre périphérique USB disposant d'un pilote informatique compatible : clé Bluetooth, clé Wi-Fi, mémoire flash, imprimante, webcam…

La fondation Raspberry Pi proposera à la vente une palette de périphériques validés compatibles. D'autres périphériques seront possibles, mais la disponibilité d'un pilote informatique adéquat, compatible avec le processeur, le système d'exploitation, le circuit d'interface, et le périphérique lui-même, devra être scrupuleusement vérifiée.

Équipement supplémentaire utilisant les ports série

Ces ports permettront l'interfaçage avec d'autres circuits, pour la réalisation de projets électroniques, robotiques, physiques (par exemple, émettre en FM grâce à piFM^[80]).

Aspects logiciel

Système d'exploitation

Les systèmes d'exploitation compatibles Raspberry Pi / ARM incluent :

• Diverses distributions Linux - La plateforme par défaut du Raspberry Pi ;
  • Debian « jessie » est recommandé par la fondation Raspberry Pi avec sa version dédiée Raspbian (Raspberry & Debian). L'image est disponible sur le site officiel de la fondation^[81] ;
  • Fedora « Raspberry Pi Fedora remix ». L'image est disponible sur le site officiel de la fondation^[82] ;
  • Arch Linux est fonctionnel avec sa version ARM pour Raspberry Pi. L'image est disponible sur le site officiel de la fondation^[83] ;
  • Gentoo est utilisable classiquement^[84] ;
  • Slackware est également utilisable classiquement^[85] ;
  • Suse est fonctionnel avec sa version ARM pour Raspberry Pi. L'image est disponible sur le site officiel dédié à cette carte^[86].
• Firefox OS (anciennement Boot to Gecko), le système d'exploitation mobile développé par Mozilla a été annoncé comme fonctionnel par l'association^[87] ;
• RISC OS ;
• NetBSD (aucun support de OpenBSD pour le Pi n'est à l'ordre du jour^[88]) ;
• OpenELEC (en), dans sa version ARM, permet l'utilisation de Kodi Entertainment Center^[89](voir tutoriel d'installation^[90]).
• Pimame (adapté de MAME), un émulateur de jeux arcade. Site officiel.
• Kali Linux, un système dédié au pentest (évolution de BackTrack).
• Windows 10 , Microsoft a annoncé que la version de leur nouveau système d'exploitation est compatible.

Logiciels

Toutes les applications compatibles avec le système d'exploitation et le processeur ARM, ou utilisant un environnement d'exécution virtuel (Java, émulateurs…) sont susceptibles de fonctionner : Iceweasel, KOffice, Python… Les principales contraintes portent sur les performances du processeur et la mémoire vive disponible (256 Mo). Ce dernier point a toutefois été corrigé avec l'arrivée de versions embarquant 512 Mo de mémoire vive, puis d'une version embarquant 1 Go de mémoire vive.

Le logiciel de surveillance réseau Overlook Fing a été porté sur la plate-forme Raspberry Pi^[91] qui permet d'installer des sentinelles pour la surveillance à faible coût des réseaux distants.

Le logiciel open source Aseba^[92], pour programmer des robots facilement et efficacement, est disponible sur Raspberry Pi. En utilisant Raspberry Pi avec Aseba et le robot Thymio II^[93], un véritable laboratoire d'enseignement de la robotique peut être créé avec un coût très bas.

Mojang et 4J Studios ont développé une version de Minecraft pour cette plate-forme : Minecraft Pi Edition^[94].

Pilotes

Actuellement^[Quand ?], un pilote Mesa est disponible, supportant OpenGL2.1 mais pas encore 100% stable et nécessitant les pilotes non-libres pour fonctionner (start.elf).^{[réf. nécessaire]}

Le code source des pilotes Broadcom est disponible partiellement (sans la source du bloc HDMI, du bloc de gestion du processeur ARM (un coprocesseur, en réalité) et de ThreadX) et sans le compilateur C (alors que le VPU utilise une architecture unique)^[95].

Communauté

Fondation Raspberry Pi

La fondation Raspberry Pi est une organisation caritative créée par David Braben.

Le Raspberry Pi en France

Il n'existe aujourd'hui^[Quand ?] aucune structure officielle française. Cependant, l'association RaspFR se présente comme le groupement des utilisateurs francophones du Raspberry Pi.

On trouve sur la toile plusieurs sites français dédiés au Raspberry Pi, tels que :

• Framboise314, qui est un des sites français parlant du Raspberry Pi les plus actifs, avec son système de news
• Raspbian-France, qui propose des tutoriels en français
• Le blog d'Idleman, qui a créé une solution domotique complète en utilisant le RPi et qui en détaille le développement.

Distribution

Le Raspberry Pi a été disponible en pré-commande dès le jour du lancement chez RS Components et Farnell qui restent distributeurs et grossistes exclusifs^[96] en 2014. Au début de cette même année, le Raspberry Pi est disponible sur une grande variété de plate-formes marchandes. Les prix varient selon le modèle, les accessoires inclus, etc.

Notes et références

• (en) Cet article est partiellement ou en totalité issu de l’article de Wikipédia en anglais intitulé « Raspberry Pi » (voir la liste des auteurs).

Annexes

Articles connexes

• David Braben
• Ordinateur personnel
• Mini PC

Liens externes

• (en) Site officiel +
• Rubrique Raspberry Pi sur Léa-Linux
• Wiki Raspberry Pi sur ELinux
• Simple-Duino, Tutoriels Raspberry Pi
• Framboise314 L'actualité du Raspberry Pi en Français par François MOCQ, auteur du livre Raspberry Pi 2 - Editions ENI
• (en) Raspberry Pi GPIO pinout

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