資深玩家眼中的樹莓派

本刊記者 蘆瀟靜

資深玩家眼中的樹莓派

本刊記者 蘆瀟靜

樹莓派由英國Raspberry Pi基金會開發(fā)，其宗旨是提升學(xué)校計(jì)算機(jī)科學(xué)及相關(guān)學(xué)科的教育，讓計(jì)算機(jī)變得有趣。2012年，Raspberry Pi基金會創(chuàng)始人埃本·阿普頓(Eben Epton)正式發(fā)售世界上最小的臺式機(jī)，外形只有信用卡大小，卻具有電腦的所有基本功能，這就是Raspberry Pi電腦板，中文名為“樹莓派”。

2016年9月，服務(wù)于全球工程師的分銷商Electrocomponents plc集團(tuán)旗下的貿(mào)易品牌RS公司與Raspberry Pi基金會共同宣布, 樹莓派產(chǎn)品的累計(jì)銷售量已達(dá)到一千萬片。正如Raspberry Pi基金會所期望的那樣，無論是在發(fā)展中國家還是在發(fā)達(dá)國家，樹莓派都有更多的其他應(yīng)用不斷被開發(fā)出來，并應(yīng)用到越來越多的領(lǐng)域。

近日，筆者有幸與資深研發(fā)工程師、開源硬件玩家、樹莓派創(chuàng)客社區(qū)(52pi.net)創(chuàng)始人鄧函華先生進(jìn)行了深入的交流，清晰地勾畫出樹莓派近年來在中國如火如荼的發(fā)展?fàn)顩r，以及未來清晰可期的發(fā)展空間。

先來說說樹莓派

樹莓派是一款基于ARM內(nèi)核的微型電腦主板，可連接鍵盤、鼠標(biāo)和網(wǎng)線，同時(shí)擁有視頻模擬信號的電視輸出接口和HDMI高清視頻輸出接口，以上部件全部整合在一張信用卡大小的主板上，不僅具備PC的所有基本功能，而且功耗很低。

樹莓派主板主要針對世界范圍的工業(yè)、家庭、學(xué)校和學(xué)院而設(shè)計(jì)，自從2012年發(fā)布以來，Raspberry Pi基金會已經(jīng)推出了多款越來越強(qiáng)大的新型號，在歐洲、中東及非洲(EMEA)和亞太均可從RS獲得，在北美洲可從Allied Electronics獲得。

目前，樹莓派的最新型號是2016年2月推出的樹莓派3型號B。該主板的處理能力大幅升級，性能相比樹莓派2提高了50%，相比最初版本的樹莓派提升了大約十倍，從而可運(yùn)行更高端的應(yīng)用，并且集成了藍(lán)牙和無線局域網(wǎng)連接性，作為物聯(lián)網(wǎng)(IoT)開發(fā)項(xiàng)目的標(biāo)準(zhǔn)配置。

Raspberry Pi基金會不僅提供了基于ARM的Debian和Arch Linux的發(fā)行版供大眾下載，而且計(jì)劃提供支持Python作為主要編程語言，支持Java、BBC BASIC (通過 RISC OS 映像或者Linux的"Brandy Basic"克隆)、C 和Perl等編程語言。

樹莓派在教育系統(tǒng)中風(fēng)生水起

眾所周知，樹莓派最初就是針對高校推出的，在英國，不少中學(xué)已經(jīng)將樹莓派作為必修課。近幾年，樹莓派在國內(nèi)各大高校中也掀起了一陣熱潮。

據(jù)鄧先生介紹，上海高職高專院校已經(jīng)通過他們將樹莓派引入到傳統(tǒng)教學(xué)體系中，學(xué)生反響熱烈。而知名高校盡管在硬件資源方面擁有優(yōu)勢，但也很難與時(shí)俱進(jìn)，為此也希望通過適當(dāng)引入樹莓派課程來激發(fā)學(xué)生們學(xué)習(xí)的積極性和創(chuàng)造性，并且確實(shí)帶來了意想不到的效果。這樣的例子數(shù)不勝數(shù)。

除此之外，也有不少中小學(xué)具有很強(qiáng)的意愿，希望借助樹莓派來提升中小學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和動手能力，目前面臨的困難是如何對中小學(xué)老師進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)?？偠灾?，國內(nèi)教育系統(tǒng)擁有無限大的發(fā)展空間，與各類高校的廣泛合作，一定能進(jìn)一步促進(jìn)樹莓派在國內(nèi)的推廣。另一方面，無論未來是否從事工程師這個(gè)職業(yè)，邏輯能力和動手能力的早期培養(yǎng)，都會令學(xué)生們受益終生。

鄧先生認(rèn)為，就國內(nèi)而言，高中或者高職高專階段開始深入接觸樹莓派更為合適。這是因?yàn)闃漭捎幸欢ǖ拈T檻，如果具備一定的操作系統(tǒng)層面的知識，將有助于達(dá)成更深入的理解。這也是鄧先生所在團(tuán)隊(duì)未來側(cè)重發(fā)展的方向。

樹莓派令工程師受益匪淺

鄧先生從事過多年嵌入式開發(fā)工作，十分了解工程師的訴求，對樹莓派也有著深刻的理解和感悟。他認(rèn)為，通過對樹莓派的靈活運(yùn)用，可以使嵌入式開發(fā)達(dá)到事半功倍的效果。

比如，需要做一款模型機(jī)或者進(jìn)行產(chǎn)品測試，通常的做法是設(shè)計(jì)電路板，然后進(jìn)行焊接、調(diào)試。這種做法，拋開成本不談，時(shí)間成本和各種風(fēng)險(xiǎn)也是不得不面對的問題。而樹莓派已經(jīng)把硬件系統(tǒng)做得非常穩(wěn)定，而且具有很強(qiáng)的可擴(kuò)展性，有充足的各種接口(包括常用的USB口、SPI接口、I2C接口等等)供使用。如果基于樹莓派進(jìn)行開發(fā)，就相當(dāng)于站在巨人的肩膀上，只需要進(jìn)行少量的硬件設(shè)計(jì)工作，就可以順利實(shí)現(xiàn)所需的功能。

正是因?yàn)槭芤媪级?，所以鄧先生近幾年才會投身于樹莓派的推廣當(dāng)中，希望能使更多的愛好者從中受益。據(jù)他介紹，在產(chǎn)品的尺寸要求并不苛刻的情況下，一些客戶甚至直接用樹莓派來做產(chǎn)品。這一點(diǎn)確實(shí)改變了筆者對于樹莓派通常用于學(xué)校教學(xué)和模型搭建的看法。

對于初級工程師而言，通過對樹莓派的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，綜合素質(zhì)和實(shí)踐能力可以得到突飛猛進(jìn)的提升。樹莓派向下可以接觸基礎(chǔ)的硬件層面(比如電路設(shè)置、功能擴(kuò)展等)，向上做應(yīng)用又能夠接觸Linux操作系統(tǒng)層面以及網(wǎng)絡(luò)層面的技術(shù)。借助由淺入深的項(xiàng)目試驗(yàn)，初級工程師可以對底層硬件、中間層、應(yīng)用層、系統(tǒng)層有個(gè)更為全面、系統(tǒng)的認(rèn)知。作為一款嵌入式電腦，樹莓派與嵌入式工程師開發(fā)所使用的處理器較為接近，因而相對容易上手。入門時(shí)除了利用網(wǎng)上各種資料進(jìn)行學(xué)習(xí)之外，也可以考慮參加相對系統(tǒng)的樹莓派培訓(xùn)課程。

樹莓派生態(tài)系統(tǒng)日趨完善

在開源硬件中，樹莓派當(dāng)之無愧是一個(gè)標(biāo)桿，去年9月份，其銷售已經(jīng)突破一千萬片。最初，樹莓派更多的是在玩家和中小范圍內(nèi)推廣，比如鄧先生創(chuàng)立的樹莓派創(chuàng)客社區(qū)就集結(jié)了大批樹莓派愛好者，在這個(gè)社區(qū)里玩得不亦樂乎。得益于國外開源愛好者的不斷推動，樹莓派可以做越來越多的事情，在開源世界中的地位也在日益攀升。近幾年，一些知名的大公司(比如微軟、Google、亞馬遜)也開始俯下身來與樹莓派開展具體的合作，自然進(jìn)一步刺激了樹莓派的良性發(fā)展。

樹莓派風(fēng)靡中國，RS功不可沒

2014年基金會創(chuàng)始人來中國期間，鄧先生受邀展示了樹莓派在中國的一些應(yīng)用。通過此次機(jī)緣，鄧先生得到了一定的認(rèn)可，激發(fā)了更濃厚的興趣，同時(shí)也了解到RS公司對于樹莓派在中國的發(fā)展十分重視，并由此與RS公司開展了很多緊密的合作。無疑，這些合作對樹莓派在中國的推廣起到了很好的推動作用。

事實(shí)上，從2012年樹莓派上市以來，RS一直發(fā)揮著重要作用。除了作為授權(quán)分銷商之外，RS還是樹莓派的官方制造商之一，在生產(chǎn)高峰期，通過制造合作伙伴索尼(Sony)在其英國的工廠每小時(shí)生產(chǎn)近1400只主板。2016年，廣受工程師和電子愛好者歡迎的樹莓派成功達(dá)到一千萬臺銷量的重大里程碑，而RS正是供應(yīng)鏈上一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

同期，另一個(gè)重大里程碑是，樹莓派3新手套裝(Starter Kit)在全球范圍推出。新手套裝針對新用戶和入門級用戶，包含八件套——樹莓派3的型號B主板、外殼、預(yù)安裝了New Out Of Box Software (NOOBS)軟件的micro-SD卡、USB鍵盤和鼠標(biāo)、國際標(biāo)準(zhǔn)電源、HDMI 2.0線纜、以及“零基礎(chǔ)學(xué)樹莓派”(Adventures in Raspberry Pi)書籍，書中有9個(gè)充滿趣味性的項(xiàng)目，可以啟發(fā)用戶設(shè)計(jì)和打造自己的發(fā)明和創(chuàng)新。套裝向顧客提供了快速上手樹莓派3所需的所有連接器和外設(shè)。

繼推出之后，樹莓派3在中國取得了出色的銷售業(yè)績，而且銷售前景一片光明。國內(nèi)的顧客在使用樹莓派方面極具創(chuàng)意，比如，把它用在咖啡機(jī)和壽司回轉(zhuǎn)帶中。這樣的獨(dú)創(chuàng)性十分有助于推動新手套裝的本土銷售。

RS Components DesignSpark Mechanical廣獲業(yè)界好評

服務(wù)于全球工程師的分銷商 Electrocomponents plc 集團(tuán)旗下的貿(mào)易品牌RS Components (RS)宣布，該公司免費(fèi)下載的全功能3D建模和設(shè)計(jì)工具DesignSpark Mechanical (DSM)的用戶激活次數(shù)現(xiàn)已累計(jì)達(dá)二十萬次。除了達(dá)到這一重大里程碑之外，該軟件的總激活次數(shù)還在繼續(xù)以每月百分之四至五的速度增長。

DesignSpark Mechanical是RS與提供靈活及價(jià)格實(shí)惠的工程師3D建模軟件的領(lǐng)先公司SpaceClaim聯(lián)合開發(fā)的，是RS DesignSpark舉措中的一個(gè)關(guān)鍵工具，該舉措向工程師們提供資源，在產(chǎn)品概念設(shè)計(jì)階段快速開發(fā)原型產(chǎn)品。該軟件最初于2013年尾推出，并在第二年的第二版中提供了新功能，該軟件還可提供擴(kuò)展的專業(yè)工程師選項(xiàng)，使其成為一款高效能且成本極低的3D CAD解決方案。

RS的DesignSpark客戶解決方案主管Mike Brojak表示：“DesignSpark Mechanical是一款強(qiáng)大的3D固體建模工具，在專業(yè)人士、學(xué)生和創(chuàng)客圈子中被快速接受，他們發(fā)現(xiàn)該工具有巨大的效用，使他們能快速開發(fā)3D原型，并在很快的時(shí)間內(nèi)將他們的概念和產(chǎn)品推向市場。達(dá)到這一里程碑，標(biāo)志著我們DesignSpark舉措的又一項(xiàng)成功，無論是工程師、創(chuàng)客圈子中的設(shè)計(jì)師們、或從最小的初創(chuàng)企業(yè)到大型組織，都因此獲得了非常大的助益。”