CARTE RASPBERRY PI 5
Le Raspberry Pi 5 conserve la taille compacte du Raspberry Pi 4B.
Il présente des améliorations de conception.
Des connecteurs FPC permettent des connexions à des caméras et des affichages.
L’interface Ethernet Gigabit est repositionnée, et des trous de montage pour un dissipateur thermique sont ajoutés.
De nouvelles caractéristiques pour améliorer la gestion de l’alimentation, et une horloge en temps réel a été intégrée.
La nouvelle architecture permet une meilleure gestion des interfaces et une compatibilité améliorée avec les versions
précédentes de Raspberry Pi.
1.1 Liens
1.2 Résumé technique
- Nouveau chipset
- Nouveau contrôleur I/O RP1 fournissant diverses interfaces.
- Composant DA9091 pour la gestion de l’alimentation.
- Conservation de certaines caractéristiques du Raspberry Pi 4 comme le Wi-Fi et le Bluetooth.
- Évolution du format incluant des modifications de conception, comme des connecteurs FPC pour caméra et affichage.
- Retrait de la prise jack vidéo composite et audio analogique, remplacée par des pads et des connecteurs FPC.
- Position révisée du port Ethernet Gigabit et ajout de trous de montage pour un dissipateur thermique1.
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1.3 Principales caractéristiques
- CPU quad-core 64 bits Arm Cortex-A76 cadencé à 2,4 GHz
- GPU VideoCore VII, prenant en charge OpenGL ES 3.1 et Vulkan 1.2
- Sortie vidéo double HDMI 4Kp60
- Décodeur HEVC 4Kp60
- Wi-Fi bibande 802.11ac
- Bluetooth 5.0 / Bluetooth Low Energy (BLE)
- Interface de carte microSD haute vitesse avec support du mode SDR104
- 2 ports USB 3.0 prenant en charge une opération simultanée à 5 Gbps
- 2 ports USB 2.0
- Ethernet Gigabit avec prise en charge PoE+ (nécessite un module PoE+ séparé, bientôt disponible)
- 2 transmetteurs MIPI à 4 voies pour caméra/affichage
- Interface PCIe 2.0 x1 pour des périphériques rapides
- Connecteur GPIO standard Raspberry Pi à 40 broches
- Horloge temps réel
- Bouton d’alimentation
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3 nouvelles puces, spécialement conçues pour le Raspberry Pi 5, lui apportent
une amélioration significative de performances, par rapport au Raspberry Pi 4B.
2.1 Processeur BCM2712
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Au cœur de cette puce se trouve un processeur quad-core Arm Cortex-A76 64 bits cadencé à 2.4GHz,
avec des caches L2 de 512 Ko par cœur et un cache L3 partagé de 2 Mo.
Cette nouvelle itération offre une impressionnante augmentation des performances processeur, se situant
dans une fourchette de 2 à 3 fois supérieure à celles Raspberry Pi 4.
Le Cortex-A76 est 3 générations micro-architecturales au-delà du Cortex-A72, et offre à la fois plus
d’instructions par cycle d’horloge (IPC) et une consommation d’énergie plus faible par instruction.
Un cœur plus récent, une fréquence d’horloge plus élevée et une finesse de processus plus petite se traduisent
par un Raspberry Pi beaucoup plus rapide et consommant beaucoup moins d’énergie pour un travail donnée.
La CPU plus récente et plus rapide est complétée par une GPU plus récent et plus rapide :
le VideoCore VII de Broadcom, développé à Cambridge, avec des pilotes Mesa entièrement open source fournis
par Igalia.
Un scaler vidéo (dispositif capable d'améliorer ou de diminuer la résolution de vidéos en
convertissant les signaux vidéo) matériel (HVS) VideoCore mis à jour est capable de piloter deux écrans
HDMI 4Kp60 simultanément, contre un seul 4Kp60 ou deux 4Kp30 sur le
Raspberry Pi 4.
Un décodeur HEVC 4Kp60 et un nouveau pipeline de capteur d’image (ISP), tous deux développés chez
Raspberry Pi, complètent le sous-système multimédia.
Une bande passante mémoire adéquate est fournie par un sous-système SDRAM LPDDR4X 32 bits fonctionnant à
4267 MT/s (millions de transferts par seconde), contre 2000 MT/s efficaces sur le
Raspberry Pi 4.
Cette nouvelle itération offre une impressionnante augmentation des performances processeur, se situant
dans une fourchette de 2 à 3 fois supérieure à celles Raspberry Pi 4.
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2.2 Puce RP1
La gestion des Entrées - Sorties s'effectue via le nouveau Southbridge Raspberry Pi "RP1"
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Les générations précédentes de Raspberry Pi étaient fondées sur une
architecture AP monolithique, bien que certaines fonctions périphériques étaient assurées par un dispositif
externe (le contrôleur USB et le concentrateur Via Labs VL805 sur le Raspberry Pi 4,
et les puces de concentrateur USB et de contrôleur Ethernet Microchip LAN951x et LAN7515 sur les produits
précédents), presque toutes les fonctions d’E/S étaient intégrées dans l’AP lui-même.
Le Raspberry Pi 5 est équipée de sa propre puce nommée RP1, conçue et fabriquée
par Raspberry Pi.
Elle offre 2 interfaces USB 3.0 et 2 interfaces USB 2.0, 1 contrôleur Ethernet Gigabit, 2 transmetteurs MIPI
à 4 voies pour la caméra et l’affichage, une sortie vidéo analogique, des E/S générales à 3.3V (GPIO)
et la collection habituelle d’interfaces à faible vitesse multiplexées par GPIO (UART, SPI, I2C, I2S et PWM).
Une interface PCI Express 2.0 à quatre voies fournit une liaison de 16 Gb/s vers BCM2712.
Pour la première fois, il s'agit d'un ordinateur Raspberry Pi de taille normale utilisant du silicium
fabriqué en interne par Raspberry Pi.
Le "southbridge" RP1 fournit l'essentiel des capacités d'E/S du Raspberry Pi 5
et apporte un changement radical dans les performances et les fonctionnalités des périphériques.
La bande passante USB agrégée est plus que doublée, ce qui se traduit par des vitesses de transfert plus rapides vers les lecteurs
UAS externes et d'autres périphériques à grande vitesse.
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https://fr.wikipedia.org/wiki/USB_Attached_SCSI
USB Attached SCSI (UAS) est un protocole qui permet une gestion plus intelligente des transferts de données sur le port USB.
Il est équivalent au Serial Attached SCSI pour le SATA.
Il permet d'utiliser des commandes SCSI sur le port USB.
L'UAS introduit deux changements majeurs par rapport au mode historique, bulk-only transport (BOT) :
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la séparation des signaux de commandes et des données ; l'UAS introduit quatre canaux dédiés : commandes, requêtes d'état, écriture
de données et lecture de données ;
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la file d'attente (command queuing) ; avec l'UAS, les commandes ne sont plus exécutées séquentiellement, mais parallélisées et
réordonnées de manière optimale.
L'apport de l'UAS peut être important, mais pour qu'il soit actif, il faut une chaîne complètement compatible (matériels, firmwares,
pilotes).
En 2012, seuls Windows 8, Linux depuis le noyau 3.153 et OSX à partir de la version Lion 10.7.4 gèrent l'UAS.
https://www.techcroute.com/uasp-quest-ce-que-cest-et-comment-ca-fonctionne/
Les interfaces MIPI 1Gbps à deux voies dédiées à la caméra et à l'affichage présentes sur les modèles précédents ont été remplacées
par une paire d'émetteurs-récepteurs MIPI à quatre voies de 1.5Gbps, ce qui triple la bande passante totale et permet de combiner
jusqu'à deux caméras ou écrans.
Les performances maximales des cartes SD sont doublées, grâce à la prise en charge du mode à grande vitesse SDR104.
De plus, cette plateforme expose une interface PCI Express 2.0 à voie unique, offrant ainsi un accès à la bande passante et à
l'information, pour de futurs accessoires à venir.
2.3 Gestion de l'alimentation DA9091
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Les puces BCM2712 et RP1 sont prises en charge par le troisième nouveau composant du chipset, le circuit intégré de gestion de
l’alimentation ( PMIC =
Power Management Integrated Circuit
) Renesas DA9091 “Gilmour”.
Celui-ci intègre 8 alimentations à découpage distinctes pour générer les différentes tensions requises par la carte, notamment une
alimentation de cœur à quatre phases, capable de fournir 20 ampères de courant pour alimenter les cœurs Cortex-A76 et d’autres logiques
numériques dans BCM2712.
Ce nouveau circuit intégre de nouvelles fonctionnalités :
- Gestion du nouveau standard d'alimentation USB-PD PHY
- Une horloge temps réelle "RTC" avec batterie de secours (en Option)
- Un bouton d'alimentation situé sur le bord de la carte
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L’espace à gauche de la carte, autrefois occupé par le connecteur d’affichage, contient désormais un
connecteur FPC (
Flat Flexible Cable
)
plus petit offrant une seule voie de connectivité PCI Express 2.0 (PCI =
Peripheral Component Interconnect
) pour les périphériques à haute vitesse.
Le Raspberry Pi 5 dispose de 2 connecteurs FPC, à l’emplacement précédemment
occupé par la prise à 4 pôles et le connecteur de caméra.
Ce sont des interfaces MIPI à 4 voies, utilisant la même disposition de broches à haute densité que l’on trouve sur diverses générations
de cartes d’E/S de module de calcul; et ce sont des interfaces bidirectionnelles (transmetteur-récepteur), ce qui signifie que chacune
peut être connectée soit à une caméra CSI-2, soit à un écran DSI.
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Bien que consommant nettement moins d’énergie que le Raspberry Pi 4 pour la même charge de travail,
la consommation de puissance maximale du Raspberry Pi 5 est d'environ 12 W, contre 8 W pour le
Raspberry Pi 4.
La nouvelle alimentation USB-C PD (
Power Delivery ) de 27W fournit jusqu'à 5A sous 5,1V au
Raspberry Pi 5, ce qui permet à ce dernier d'alimenter une plus large gamme de périphériques.
Par défaut, la puissance totale tirée des quatre ports USB du Raspberry Pi 5 est limitée à 600 mA, mais cette
limite passe automatiquement à 1.6A lorsque la connection USB-C PD est détectée.
L'alimentation USB-C PD est également capable de fournir 3A sous 9V, 2.25A sous 12V et 1.8A sous 15V aux produits compatibles PD, ce qui
en fait une bonne alimentation rentable pour de nombreux cas d'utilisation générale, hors Raspberry Pi 5.
4.2 Batterie RTC
Une pile bouton rechargeable lithium-manganèse Panasonic, avec une fiche JST à deux broches préinstallée et un tampon adhésif de montage
convient pour alimenter l’horloge en temps réel (RTC =
Real Time Clock)
du Raspberry Pi 5 lorsque l’alimentation principale est déconnectée.
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Dans un premier temps, on apprécie la sortie audio par la liaison HDMI de l'écran / moniteur auquel le
Raspberry Pi 5 est relié.
Mais attention, les 2 ports HDMI sur le Raspberry Pi 5 ne sont pas équivalents.
Seul le port HDMI du côté des 2 ports MIPI transmet le son à la base.
