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Ein Einplatinencomputer im praktischen Einsatz

Raspberry Pi


Beim Entwickeln von kommerziellen Serversystemen entsteht immer wieder der Wunsch nach einem kleinen billigen Testsystem, das aufgrund seiner kompakten Abmessungen und des minimalen Strombedarfs auch mal im Rudel über Nacht rackert.

Wichtig ist hierbei weniger die Performance und die Zuverlässigkeit als die schiere Masse. Beim Simulieren von Skalierungsproblemen ist es egal, wie viel Leistung der individuelle Server mitbringt – wichtig ist, dass möglichst viele Rechenknechte zur Verfügung stehen. Der Raspberry Pi erfüllt alle in der Einleitung genannten Kriterien zu hundert Prozent. Der Preis von maximal 35 US-Dollar ist human, die Stromversorgung durch MicroUSB dank Smartphones und den zu ihnen gehörenden Wall Warts ebenfalls kein Problem. Im Rahmen der Auslieferung des Kommunikationsprogramms „GottaTxt“ hat der Autor jede Menge Erfahrung mit der Hardware sammeln dürfen. Hier deshalb eine kleine Zusammenfassung aller für den praktischen Einsatz wichtigen Punkte.

Akademische Anfänge

Im Jahr 2009 gründete sich in England eine karitative Vereinigung namens Raspberry Pi Foundation. Die Aufgabe des von Managern beim Chiphersteller Broadcom unterstützten Vereins ist das Fördern der Informatikerausbildung an Schulen.

Als eines der Kernprobleme identifizierte der Gründer das Fehlen von „einfach programmierbarer Hardware“ – die in den 80ern und 90ern verbreiteten Minicomputer sind verschwunden, heutige Handcomputer wären vor zehn Jahren als Workstations durchgegangen. Das führt dazu, dass die Schulen zu wenig 18-Jährige produzieren, die „gut“ programmieren können – das Erstellen von Anwendungen in JavaScript ist kein Problem, solange für jede Routine 1 MB Speicher zur Verschwendung bereitsteht.

Diese JavaScript-Großmeister stellen die nachgeschalteten Universitäten – Prinzip Garbage-in, Garbage-out – vor beinahe unlösbare Aufgaben. Im Idealfall entsteht nach fünf Jahren ein Absolvent, der Speicher auch in 100-KB-Schritten verbraucht – für die technische und mikroelektronische Industrie ist das Fehlen von geeignetem Programmierernachwuchs schon jetzt ein massives Problem.

Scheckkartencomputer herbei

Zum hardwarenahen Programmieren ist es erforderlich, den Auszubildenden Zugang zu preiswerter und leicht verständlicher Hardware anzubieten. Dafür sind die aus dem Smartphonebereich bekannten ARM-Prozessoren geradezu ideal, weshalb die Foundation zur Entwicklung des in Abbildung 1 gezeigten Single-Board-Computers schritt.

hanna_raspberrypi_1.tif_fmt1.jpgAbb. 1: Der Raspberry Pi erinnert eher an ein Elektronikbastelprojekt als an einen Computer

Als Prozessor und Hauptplatine kommt der Broadcom BCM2835 zum Einsatz. Dabei handelt es sich um eine Einheit aus einem 700-MHz-ARM11-Prozessor, einem Grafikchip und je nach Modell entweder 256 oder 512 MB Arbeitsspeicher.

Als Festwertspeicher dient eine SD-Karte, weiterer Massenspeicher lässt sich über den USB-Hostcontroller anschließen. Zur Ausgabe von Daten an den Bildschirm dient ein HDMI-Stecker. Die Tonausgabe erfolgt über einen handelsüblichen 3,5-mm-Klinkenstecker. Zusätzlich gibt es einige GPIO-Ports, die zum Anschließen von eigener Hardware vorgesehen sind. Die Stromversorgung erfolgt über das von Smartphones bekannte MicroUSB-Kabel; je nach Revision sind entweder 300 oder 700 mA Strom erforderlich.

Mittlerweile gibt es drei verschiedene Revisionen der Hardware. Das im Handel noch nicht in Stückzahlen erhältliche Modell A kostet 25 US-Dollar plus Steuern und hat 256 MB Arbeitsspeicher im SOC. Ansonsten ist es absolut „barebones“ und hat nur einen USB-Anschluss zur Kommunikation mit der Außenwelt.

Das Modell B ist optisch leicht von der A-Version zu unterscheiden. Anders als die Basisversion bringt die B-Editi...

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