Papan mikrokontroler Raspberry Pi Pico 2 seharga $5 mulai dijual
(raspberrypi.com)- Raspberry Pi meluncurkan papan generasi kedua Raspberry Pi Pico 2, berbasis RP2350 baru, yang meningkatkan performa, memori, keamanan, dan antarmuka sambil tetap mempertahankan kompatibilitas dengan ekosistem Pico yang ada
- Chip intinya, RP2350, mencakup dua Arm Cortex-M33 150MHz, SRAM 520KB, keamanan berbasis TrustZone, signed boot, OTP, akselerasi SHA-256, TRNG, PIO yang ditingkatkan, HSTX, serta dukungan QSPI PSRAM eksternal
- Pico 2 adalah papan $5 yang menggabungkan RP2350A dan flash QSPI eksternal 4MB; Pico 2 W dan versi dengan header 0,1 inci yang sudah terpasang juga diperkirakan hadir sebelum akhir tahun
- Lingkungan pengembangan ikut diperluas dengan Pico SDK yang diperbarui, image MicroPython dan CircuitPython, pengerjaan dukungan Rust, pengerjaan hardware berbasis Trusted Firmware-M 2.1.0 LTS, serta dukungan Google Pigweed SDK
- RP2350 dapat memilih dua core Hazard3 RISC-V saat boot sebagai pengganti Arm Cortex-M33, menjadi fondasi untuk bereksperimen dengan RISC-V secara stabil di papan Raspberry Pi
Peluncuran Pico 2 dan perubahan dasar
- Raspberry Pi Pico 2 adalah papan mikrokontroler generasi kedua berbasis RP2350, mikrokontroler baru berperforma tinggi dan aman yang dirancang oleh Raspberry Pi
- Dibandingkan seri Pico sebelumnya, clock core meningkat dan memorinya berlipat dua, dengan core Arm yang lebih kuat, fitur keamanan baru, dan antarmuka yang lebih baik
- Tetap mempertahankan kompatibilitas hardware dan software dengan seri Pico sebelumnya
- Harga jualnya $5
Dari RP2040 ke RP2350
- Selama tiga setengah tahun sejak Pico asli dan RP2040 diluncurkan pada Januari 2021, Pico dan Pico W terjual hampir 4 juta unit
- RP2040 digunakan di berbagai papan pengembangan pihak ketiga dan produk OEM, termasuk produk seperti meja pinball dan synthesizer
- RP2040 dirancang sebagai mikrokontroler dengan dua core 32-bit, RAM on-chip, subsistem programmable I/O (PIO), dan deterministic bus fabric
- Demo berbasis RP2040 mencakup port DOOM karya Graham Sanderson, port PalmOS karya Dmitry Grinberg, dan cartridge Commodore 64 “CPU-less” karya Kevin Vance
- RP2040 kekurangan penyimpanan on-chip, kondisi idle berdaya rendah, dan opsi package; pengguna meminta core yang lebih cepat, RAM lebih besar, dan fitur perlindungan kode
Spesifikasi dan package chip RP2350
- RP2350 adalah desain yang jauh lebih canggih dibanding RP2040
- Spesifikasi utamanya sebagai berikut
- Dua core Arm Cortex-M33 150MHz, dengan dukungan floating point dan DSP
- SRAM on-chip 520KB dalam 10 bank yang dapat diakses secara bersamaan
- Arsitektur keamanan berbasis Arm TrustZone for Cortex-M
- Dukungan signed boot
- Memori antifuse OTP on-chip 8KB
- Akselerasi SHA-256
- Hardware true random number generator (TRNG)
- Catu daya switch-mode on-chip dan LDO dengan arus diam rendah
- 12 state machine PIO yang ditingkatkan
- Periferal HSTX untuk transfer data berkecepatan tinggi
- Dukungan QSPI PSRAM eksternal
- Pilihan package menjadi lebih beragam dibanding satu-satunya QFN56 7×7mm pada RP2040
- RP2350A: QFN60 7×7mm, 30 GPIO
- RP2350B: QFN80 10×10mm, 48 GPIO
- RP2354A/RP2354B: varian yang masing-masing menyertakan flash QSPI stacked-in-package 2MB
- Harganya $0.80 untuk RP2350A pada reel 3.400 unit, dan $1.10 untuk unit satuan, 10 sen lebih mahal daripada RP2040
- RP2350B 10 sen lebih mahal daripada RP2350A, sedangkan varian RP2354 20 sen lebih mahal daripada model setara tanpa flash
- RP2350 dijadwalkan tersedia dalam volume besar sebelum akhir 2024, dan partisipasi program sampel dapat diajukan dari halaman produk
Papan Pico 2 dan produk yang akan diluncurkan
- Pico 2 menggabungkan RP2350A dengan flash QSPI eksternal 4MB
- Flash QSPI eksternal pada Pico asli berkapasitas 2MB
- Form factor dan karakteristik elektriknya kompatibel dengan desain Pico asli
- Stok di kanal distribusi pada saat peluncuran tidak banyak, tetapi Pico 2 berada dalam status full-rate production bersama Sony
- Beberapa mitra Approved Reseller menjalankan sistem backorder dan pre-order, dan pasokan akan dikirim secara berkala selama beberapa minggu ke depan
- Produk yang dijadwalkan rilis sebelum akhir tahun adalah sebagai berikut
- Pico 2 W dengan dukungan nirkabel yang menggunakan modem Infineon 43439 yang sama seperti Pico W
- Versi Pico 2 dan Pico 2 W dengan header 0,1 inci yang sudah terpasang
Alat pengembangan, sertifikasi keamanan, dan dokumentasi
- Pico SDK diperbarui bertepatan dengan peluncuran Pico 2 dan RP2350
- Image MicroPython baru dan image CircuitPython tersedia
- Jonathan Pallant dan para kolaborator sedang mengerjakan dukungan bahasa Rust untuk platform baru ini
- Raspberry Pi bekerja sama dengan proyek Trusted Firmware untuk menjadikan RP2350 sebagai platform hardware acuan bagi Trusted Firmware-M 2.1.0 LTS
- TF-M menyediakan implementasi referensi PSA Certified pada chip Arm v8-M
- RP2350 akan diuji oleh laboratorium independen tersertifikasi
- Targetnya adalah mencapai PSA Certified Level 2 sebelum rilis Oktober
- Bersama Google, mereka juga merilis Pigweed SDK dengan dukungan native untuk Pico 2
- Library middleware Pigweed digunakan di jutaan perangkat, termasuk perangkat Google Pixel dan termostat Nest
- Pengumuman Google dapat dilihat di announcement page
- RP2350 disertai datasheet yang komprehensif
- Tersedia juga tutorial untuk memulai pengembangan C/C++ menggunakan Raspberry Pi Pico Visual Studio Code extension yang baru diperbarui
Signed boot dan bounty keamanan
- Inti model keamanan RP2350 adalah signed boot
- Saat keamanan diaktifkan, hanya binary yang ditandatangani dengan private key yang sesuai dengan hash public key yang tersimpan di OTP yang dapat di-boot
- Mencegah eksekusi kode arbitrer membuat ekstraksi isi OTP, termasuk kunci kriptografi yang digunakan untuk perlindungan kode, menjadi jauh lebih sulit
- RP2350 menggunakan beberapa teknik untuk menghadapi serangan fault-injection
- Hardware fast glitch detector
- Redundancy coprocessor yang sedang dalam pengajuan paten
- Perlindungan control flow dan integritas data
- Raspberry Pi ingin menemukan dan memperbaiki cacat pada proses boot sebelum RP2350 digunakan dalam aplikasi penting
- Sebelum peluncuran, audit arsitektur keamanan ditugaskan kepada NewAE dan Hextree
- Mereka menawarkan bounty $10.000 untuk break pertama yang terkonfirmasi pada proses signed boot
- Periode operasi awal adalah satu bulan
- Jika tidak ada cacat yang ditemukan, periode dapat diperpanjang
- Bounty tambahan dapat ditawarkan untuk cacat tambahan yang berbeda
- Detailnya ada di bounty program
- Bekerja sama dengan konvensi hacking DEF CON, hardware RP2350 disediakan kepada peneliti keamanan
- Badge DEF CON tahun ini berbasis RP2350
- Hextree membuat papan dalam jumlah terbatas untuk eksperimen power rail dan electromagnetic glitching
Produk mitra berbasis RP2350
- Raspberry Pi mengembangkan produk berbasis RP2350 bersama para mitra selama setahun terakhir
- Banyak produk merupakan upgrade dari produk berbasis RP2040 yang sudah ada, sementara sebagian lainnya benar-benar baru
- Contoh yang diperkirakan tersedia pada hari peluncuran atau dalam satu bulan berikutnya adalah sebagai berikut
- 4D Systems: seri display berperforma tinggi gen4-RP2530 berukuran 2,4″–7,0″
- Adafruit: Metro RP2350 untuk shield kompatibel Arduino, Feather RP2350 dalam format Feather
- Bus Pirate: alat debugging open hardware berbasis RP2350, Bus Pirate 5XL dan Bus Pirate 6
- Cytron: IRIV I/O Controller untuk kontroler I/O industrial, MOTION 2350 Pro untuk kontroler robot
- Invector Labs: produk Challenger+ RP2350 dengan flash 8MB, PSRAM 8MB, serta modul BConnect atau WiFi6/BLE5
- NewAE: RP2350 Target for ChipWhisperer untuk analisis daya dan pengujian fault injection
- Pimoroni: Explorer, Tiny2350, Plasma 2350, PGA 2350
- Seeed: XIAO RP2350 dengan 19 GPIO, RGB LED, dan sistem manajemen baterai
- Solder Party: RP2350 Stamp dan Stamp XL yang mengintegrasikan RP2350, flash 16MB, LDO, charger LiPo, LED, serta tombol Reset dan Boot
- SparkFun: Pro Micro – RP2350 dalam form factor Pro Micro
- Switch Science: Picossci2 Breakout dengan konektor USB-C dan modul terkait
- Tiny Circuits: Thumby Color, konsol keychain wearable yang dapat diprogram
- Wiznet: papan evaluasi berbasis RP2350 untuk chip Ethernet W5100S, W5500, dan W6100
Mode RISC-V dan Hazard3
- RP2350 menyertakan dua core RISC-V open hardware Hazard3 yang dapat digunakan saat boot sebagai pengganti core Cortex-M33
- Boot ROM secara otomatis mendeteksi untuk arsitektur apa binary second-stage dibangun, lalu dapat me-reboot chip ke mode yang sesuai
- Dalam mode RISC-V, fungsi chip dapat digunakan kecuali sejumlah kecil fitur keamanan dan akselerator floating point presisi ganda
- Hazard3 dikembangkan pada waktu pribadi oleh Luke Wren, Principal Engineer di tim chip Raspberry Pi
- Hazard3 adalah prosesor pipeline 3 tahap yang dioptimalkan, dan mengimplementasikan instruction set RV32I serta beberapa ekstensi standar yang menargetkan performa dan kepadatan kode
- Tujuan penambahan Hazard3 ke RP2350 adalah memungkinkan developer software bereksperimen dengan arsitektur RISC-V dalam lingkungan yang stabil dan didukung, serta menyebarkan Hazard3 sebagai core terbuka yang rapi untuk digunakan apa adanya di perangkat lain atau sebagai dasar pengembangan lanjutan
3 komentar
Opini Hacker News
Luke, penulis Hazard3, menjelaskan alasan menempatkan core Hazard3 di samping M33
Ukuran kedua core itu tidak bisa dibandingkan langsung, tetapi kemungkinan ukuran die final akan tetap hampir sama meskipun Hazard3 dihapus
Alasannya, logika standard-cell bisa dikompresi, dan pembulatan juga masuk ke dimensi die karena batasan desain pad ring
Namun, kalau core RISC-V dihilangkan, kemungkinan tata letak final dan analisis static timing akan membuat rambut lebih sedikit rontok
https://x.com/wren6991/status/1821582405188350417
Tidak paham kenapa masih memakai Micro USB
Meski biaya per papan sedikit naik, saya berharap versi berikutnya memakai USB-C
https://www.raspberrypi.com/for-industry/powered-by/product-...
Beberapa papan USB-C buatan Tiongkok kadang tidak bekerja dengan kabel C-to-C karena menghemat resistor pull-up CC
Saya masih punya banyak kabel micro-USB, dan tempat memakainya makin sedikit
Perangkat seperti ini juga jarang dipindah-pindah atau sering dicabut-pasang, jadi situasi utama yang biasanya merusak konektor pun jarang terjadi
Kalau casing proyek harus didesain ulang, itu bukan upgrade drop-in
Dibandingkan RP2040, ada cukup banyak perubahan
Paket lebih besar, varian flash internal 2MB, secure boot dan encrypted boot, dua konteks eksekusi aman, generator angka acak, akselerator SHA-256, ROM OTP 8KB, transmitter serial cepat HSTX 8-kanal, GPIO dari 30 menjadi 48, state machine PIO dari 8 menjadi 12, kanal DMA dari 12 menjadi 16, pilihan RISC-V dan Arm saat boot, Cortex-M0+ menjadi Cortex-M33, dan clock core naik dari 133MHz ke 150MHz
https://datasheets.raspberrypi.com/rp2350/rp2350-datasheet.p...
Terlihat seperti hampir semua hal yang dikeluhkan pada RP2040 sudah diperbaiki
Bagian “One more thing” di paling bawah juga wajib dibaca
Saat boot, Cortex-M33 atau RISC-V bisa dipilih secara transparan
Rasanya area itu akan lebih baik dipakai untuk RAM tambahan atau core Arm lain, atau malah lebih masuk akal menjual varian khusus RISC-V
Rasanya akan lebih berguna kalau ditambah PSRAM atau unit pemrosesan jaringan saraf
Ingin tahu apakah ada board all-in-one manajemen baterai kecil untuk perangkat mobile
Belakangan ini saya mulai mencoba ESP32, dan cukup terkejut karena di AliExpress tidak banyak board siap pakai yang menangani pengisian baterai via USB sekaligus suplai daya ke perangkat secara bersamaan
Saya ingin menambahkan LiPo ke desain dan membuatnya bekerja begitu saja seperti ponsel
Masih perlu kabel USB terpisah untuk pengisian
Namun beberapa board ESP32 tampaknya bisa mengisi LiPo lewat port USB, dan beberapa board Heltec sepertinya juga begitu
Saya punya board dengan konektor baterai JST, tetapi sudah lama tidak dipakai jadi tidak yakin, mungkin model ini: https://heltec.org/project/wifi-kit32-v3/
Saat ini ada satu T18 di meja saya: https://github.com/LilyGO/TTGO-T-ControllerV2.2/blob/master/...
Hanya saja saya sempat mengalami sedikit masalah agar upload berjalan dengan benar, dan produk LILYGO umumnya memang butuh sedikit trial and error, tetapi setelah semuanya pas biasanya cukup stabil
Yang aneh, selain menyuruh pengguna menyolder baterai, tidak dijelaskan dengan jelas bagaimana cara kerjanya
Untuk solusi sel tunggal ada IP2312, ETA9740, TP5100, IP5328P, MCP73834, MCP73833, LTC1734, LTC4121
Saya juga menemukan beberapa modul dengan konektor USB-C di AliExpress, tetapi belum sempat mengujinya
IP2326: https://www.aliexpress.com/item/1005007175222069.html
CN3302: https://www.aliexpress.com/item/1005006203228418.html
Board manajemen baterai serbaguna yang mendukung pengisian dan penggunaan bersamaan ada di sini: https://shop.pimoroni.com/products/lipo-amigo?variant=397793...
Ada versi yang cocok untuk Pico, dan juga board berbasis RP2040 dengan manajemen baterai terintegrasi
Menariknya, ada 2 inti Cortex-M33 dan 2 inti Hazard3 RISC-V open source
Cortex-M33 disebut memiliki 4.09 CoreMark/MHz, sedangkan Hazard3 3.81 CoreMark/MHz: https://github.com/Wren6991/Hazard3
RP2350 memiliki sepasang inti Hazard3 RISC-V open hardware yang dapat dipilih saat boot sebagai pengganti inti Cortex-M33, dan boot ROM juga dapat mendeteksi otomatis apakah binary tahap kedua dibangun untuk arsitektur tertentu lalu melakukan reboot ke mode yang sesuai
https://www.raspberrypi.com/documentation/microcontrollers/s...
Ya, DOOM juga bisa dijalankan
Katanya sudah ada demo keren seperti porting DOOM oleh Graham Sanderson
Dulu pernah ada pembahasan tentang teknik kotor seperti write trap dan emulasi untuk memaksa RAM eksternal agar “berfungsi” di RP2040
Datasheet RP2350 menyebut antarmuka memori QSPI baru mendukung pemetaan memori baca/tulis, jadi saya penasaran apakah ini berarti PSRAM bisa langsung dipasang begitu saja
Saya tidak terlalu paham hardware, tetapi ini terlihat cukup menjanjikan, dan kalau memang bisa, saya juga penasaran seberapa bagus performanya
Rasanya cukup banyak orang yang jadi tidak bertanggung jawab soal limbah digital atau jejak penggunaan untuk barang seperti ini
Selama bertahun-tahun saya mengumpulkan berbagai varian Raspberry Pi tanpa alasan khusus, dan sekarang menumpuk barang-barang yang tidak melakukan apa-apa
Meski begitu, saya tidak merasa termasuk golongan yang ekstrem di bidang ini
Di sisi lain, saya penasaran kapan Raspberry Pi Pico 2 W dengan nirkabel atau Bluetooth akan keluar
RP2350 menawarkan sepasang Arm Cortex-M33 dan sepasang Hazard3 RISC-V open hardware, dan menarik juga bahwa pilihannya bisa ditentukan lewat software atau pengaturan memori OTP on-chip
Jadi ada dua arsitektur dalam satu chip: https://www.raspberrypi.com/products/rp2350/
Pico telah terjual 4 juta unit, dan anggap saja semua Pico berakhir di TPA meskipun kemasannya didaur ulang
Menurut datasheet, ukurannya 21×51mm dan tebalnya kira-kira 5mm, jadi volumenya sekitar 5.35mL per unit
Untuk 4 juta unit, itu berarti 5659 galon, 756 kaki kubik, dan semua limbah elektronik dari seluruh Pico yang terjual sampai sekarang bisa dimasukkan ke dalam satu kubus 9,1 kaki di garasi
Ini tidak terlihat seperti masalah yang layak dikhawatirkan secara serius, dan mungkin satu Pico yang memutar papan tanda di kantor EPA sudah memberi manfaat lingkungan yang lebih besar daripada dampak buruk seluruh limbah itu
Kalau Anda sudah punya anak, hampir tidak ada lagi yang bisa dilakukan untuk mengurangi dampak terhadap bumi, dan membeli Raspberry Pi sebanyak yang muat di laci barang campur aduk pun tidak akan banyak mengubah keadaan
Naik pesawat untuk liburan atau membeli ponsel baru setiap beberapa tahun juga sama saja, dan Raspberry Pi itu levelnya hanya kesalahan pembulatan
Dulu saya sempat melewatkan kesempatan menjual model lama saat bahkan model lawas pun sulit didapat dan mahal, tetapi belakangan saya berhasil menjual semua board lama saya dengan harga yang lumayan sehingga tidak menghasilkan limbah langsung
Namun, yang lebih saya khawatirkan pada Pico kali ini adalah fitur kunci secure boot
Kalau tidak bisa dibalik, Pico bisa terikat selamanya pada program aslinya, sehingga board bekas mungkin tidak bisa dipakai ulang untuk tujuan lain jika pengguna yang tidak berniat buruk mencoba melakukan reflash penuh tanpa membaca isi aslinya
Saya ingin tahu lebih jauh apakah kunci secure boot ini bisa dibalik dengan penghapusan penuh flash
Khususnya untuk mikrokontroler dan board pengembangan, kebutuhan upgrade ditentukan oleh kebutuhan proyek
Berbeda dengan komputer atau perangkat mobile, yang dibuat terasa usang secara artifisial oleh update, aplikasi pengguna akhir, atau sistem operasi
Cukup mengejutkan ada switching power supply on-chip
Dulu saya pernah mencoba merakit hal seperti ini di PCB dan butuh induktor serta beberapa komponen pasif
Saya penasaran bagaimana semua itu bisa dimasukkan ke dalam chip
Yang tidak lagi dibutuhkan hanyalah chip switching power supply eksternal
Komponen pasif seperti itu tetap masih diperlukan, lihat bagian 6.3 di datasheet
Di bagian “5.4 Powerchain” pada datasheet [0], terlihat switcher buck-boost RT6150 eksternal dengan induktor eksternal terpasang
https://datasheets.raspberrypi.com/pico/pico-2-datasheet.pdf
Setelah membaca lebih lanjut, tertulis bahwa “RP2350 memiliki switching regulator on-chip yang menyuplai 1.1V ke inti digital dari suplai 3.3V, dan tidak ditampilkan pada Figure 7”
File PDF skematiknya terlalu sulit dicari dan saya juga tidak memasang Cadence Allegro, jadi saya memutuskan untuk tidak mencari lebih jauh
Kalau menambahkan sedikit tentang bagian terakhir…
Khususnya sejak memori flash diterapkan pada MCU, manajemen daya di dalam chip menjadi elemen teknologi yang semakin penting. Jika manajemen dayanya tidak memadai, tiap sel tidak akan tertulis dengan baik hingga retention flash bisa dipertahankan, jadi saya ingat cukup banyak pembuat chip fabless yang lumayan kesulitan karenanya.
Namun produk baru ini katanya bahkan punya unit catu daya mode switching on-chip, jadi selain mengejutkan, saya juga penasaran bagaimana mereka mengendalikan noise yang kemungkinan muncul dari sana.
chapless => fabless