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[官方文档] 树莓派各处理器相关信息(2025版 )

树老大 发表于 2024-12-18 20:55:57 | 显示全部楼层 |阅读模式

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3 y2 C! C( a4 s# ]! L: V; H
树莓派各处理器技术文档
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树莓派论坛编写和整理,转载请注明出处和链接!
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(2025版 约2000字)
. i3 G/ g/ f" y, W0 k
0 q- a7 j$ i6 g, G& S
6 z! t7 J U, w [9 e6 }- _

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一、BCM2835

- ~; k+ e& C% o7 k* Y# P3 W

  BCM2835 是 Broadcom 芯片,用于 Raspberry Pi 1 的 Model A、A+、B、B+,以及 Raspberry Pi Zero、Raspberry Pi Zero W 和 Raspberry Pi Compute Module 1.有关该芯片的一些详细信息,可以在外设规格文档中找到()。它包含一个单核 ARM1176JZF-S 处理器。‌

+ R$ F. c; Z- F0 E& N

  请注意,外设规格文档中存在一些错误,但有一份当前已知错误的列表‌。

( `- h- T- N. G( j+ E

  有关处理器的其他信息,可以在以下文档中找到:

' m, w% K q: x$ `$ t. t% S

  GPU文档 和 开源驱动程序

5 |2 R4 p( N8 A% y

  ARM1176JZF-S‌12

- ^# L# j7 C0 V: U6 B

  ‌

二、BCM2836

3 c( z0 p3 z: Q4 l6 g

  BCM2836 是 Broadcom 芯片,用于 Raspberry Pi 2 Model B。BCM2836 的底层架构与 BCM2835 相同。唯一显著的区别是移除了 ARM1176JZF-S 处理器,并替换为四核 Cortex-A7 集群。

[! p! |0 _$ V' S9 t$ a0 z

  您应参考以下文档:

5 `+ L7 i1 Q% z8 R, g! Z, @, a$ @' _

  BCM2836 ARM :

1 Y* y m6 B4 O1 f9 e) |& D

  Cortex-A7 MPcore 处理器参考手册

9 ?( n8 y6 a! h' E

  ‌

三、BCM2837

X% T. k( A N

  BCM2837 是 Broadcom 芯片,用于 Raspberry Pi 3 Model B、Raspberry Pi 2 Model B 的后续型号,以及 Raspberry Pi Compute Module 3.BCM2837 的底层架构与 BCM2836 相同。

& {& `' R0 y9 C

  唯一显著的区别是将 ARMv7 四核集群替换为四核 ARM Cortex A53(ARMv8)集群。

* X2 E' ]; V0 m, @; n, m5 Z

  ARM 内核运行频率为 1.2GHz,使该设备比 Raspberry Pi 2 快约 50%。

) @7 W' a& _# f4 Q- u& {

  VideoCore IV 运行频率为 400MHz。

8 N7 f: f" F- E! w; Z) X" A; ^0 ?

  有关 ARM 外设规格的详细信息,请参阅以下 BCM2836 文档,该文档也适用于 BCM2837:

/ T' C; G% h3 K% \7 d

  BCM2836 ARM 本地外设 :

/ {. f1 X9 M/ \' _' Q

  Cortex-A53 MPCore 处理器技术参考手册‌

0 l3 v$ o6 u" t Z1 v) h; N$ H& [

  ‌

四、BCM2837B0

7 v1 `2 A! L) A! R

  BCM2837B0 是 Broadcom 芯片,用于 Raspberry Pi 3 Models A+、B+ 以及 Raspberry Pi Compute Module 3+。

; T( K" X: U0 i5 D

  BCM2837B0 的底层架构与其他版本的 Raspberry Pi 中使用的 BCM2837 芯片相同。ARM 核心硬件也相同,只是频率更高。ARM 内核能够运行至高达 1.4GHz,使得 3B+/3A+ 比原始的 Raspberry Pi 3 快约 17%。VideoCore IV 运行频率为 400MHz。ARM 内核是 64 位的,而 VideoCore IV 是 32 位的。

1 [4 y) P0 \( T

  BCM2837B0 芯片的封装与 BCM2837 略有不同,最显著的是包含了一个散热片,以改善散热性能。这允许更高的时钟频率,并且能更准确地监测和控制芯片的温度。

2 B2 l9 W2 H: @, M& f6 W

  有关 BCM2837B0 芯片的更多详细信息,请参阅 Raspberry Pi 博客上的这篇文章‌。

+ Y$ z7 n' B, T4 y) ]) ^% K

  ‌

五、BCM2711

$ v, [" b# Z1 E2 |% c/ s

  BCM2711 是 Broadcom 芯片,用于 Raspberry Pi 4 Model B、Compute Module 4 以及 Pi 400.

$ k- i' _' R1 |1 y4 B' K8 n

  BCM2711 的架构相较于早期 Raspberry Pi 型号中使用的系统芯片(SoC)有了显著升级。它延续了 BCM2837 的四核 CPU 设计,但使用了更强大的 ARM A72 核心。由于融入了连接 USB 2 和 USB 3 端口的 PCIe 链路以及原生附带的以太网控制器,其 GPU 功能集得到了大幅提升,输入/输出速度也更快。它还能够寻址比以前使用的 SoC 更多的内存。ARM 内核能够运行至高达 1.5GHz,使得 Raspberry Pi 4 比 Raspberry Pi 3B+ 快约 50%。新的 VideoCore VI 3D 单元现在运行频率高达 500MHz。ARM 内核是 64 位的,而 VideoCore 是 32 位的,但有一个新的内存管理单元,这意味着它可以访问比以前版本更多的内存。BCM2711 芯片继续使用了从 BCM2837B0 开始的散热技术,从而提供了更好的热管理‌。

! J" A; Y0 C+ m% P P" Q
$ J' Q' k% m& {$ d$ C
! P9 t" \. \& o2 g

  ‌处理器‌:四核 Cortex-A72(ARM v8)64 位 SoC,主频 1.5 GHz。

2 E) Z7 z1 B2 H- l9 d- ?

  ‌内存‌:最高可访问 8GB LPDDR4-2400 SDRAM(具体取决于型号)。

7 R9 M- \( t! Q8 q8 U; o7 W

  ‌缓存‌:

) ~& a0 q) w6 C" H# E+ ?% W

  每核 32kB 数据缓存 + 48kB 指令缓存(L1 缓存)。

9 E- [! x6 T4 [7 U

  1MB L2 缓存。

2 @* i. Y7 I- }" H4 n- T) \* p5 ?

  ‌多媒体‌:

9 f3 U8 R6 D# ?) D& R* u

  支持 H.265(4Kp60 解码)。

& m+ ]3 {6 L3 ]+ s/ u6 ]; h

  支持 H.264(1080p60 解码,1080p30 编码)。

- D! x+ p8 H& j% L' C8 g0 f# n. g

  支持 OpenGL ES 3.0 图形。

; F8 w- O7 x* M- j( A

  ‌输入/输出‌:

% J w6 t4 D" a$ G+ _% `% I4 I% k

  PCIe 总线。

% s) L ^: W. p9 P. z K

  板载以太网端口。

8 E6 q. Z9 f* c3 C- C7 J

  2 个 DSI 端口(Raspberry Pi 4B 上仅暴露一个)。

; d1 K+ |( ^8 n( g' i

  2 个 CSI 端口(Raspberry Pi 4B 上仅暴露一个)。

7 ~$ B3 O, j& M7 T9 M7 c7 V- k, d

  最多 6 个 I2C。

- r, t3 W# P4 a% n# d a6 _

  最多 6 个 UART(与 I2C 复用)。

' B) |/ l# j% `

  最多 6 个 SPI(Raspberry Pi 4B 上仅暴露五个)。

( C0 ~. ^2 i. ^0 B

  双 HDMI 视频输出。

7 `$ U1 m8 Q% s4 X+ P

  复合视频输出。

6 \* Z4 _8 j: V/ }' B/ @

  有关 BCM2711 的更多详细信息,请参阅其数据手册‌:。

3 ]/ d) h( L" D1 ~
" l6 P3 l! f! ^, B3 i& g
  ‌

六、BCM2712

+ U! a0 @8 N) p, G

  Broadcom BCM2712 是用于 Raspberry Pi 5、Compute Module 5 和 Pi 500 的 16nm 应用处理器。它是 Raspberry Pi 4 中使用的 BCM2711 设备的继任者,并与早期 Raspberry Pi 产品中使用的 BCM27xx 系列中的其他设备共享许多共同的架构特性。该处理器围绕一个四核 Arm Cortex-A76 CPU 集群构建,主频高达 2.4GHz,每个核心配备 512KB 的 L2 缓存,并共享 2MB 的 L3 缓存。它集成了改进的 12 核 VideoCore VII GPU;一个硬件视频缩放器和 HDMI 控制器,能够驱动双 4Kp60 显示屏;以及一个 Raspberry Pi 开发的 HEVC 解码器和图像信号处理器。32 位 LPDDR4X 内存接口提供了高达 17GB/s 的内存带宽,而 ×1 和 ×4 PCI Express 接口则支持高带宽外部外设;在 Raspberry Pi 5 上,后者用于连接到 Raspberry Pi RP1 南桥,该南桥提供了平台上大部分面向外部的 I/O 功能。

2 M/ b5 ~7 t S: X6 R

  主要特性包括:

* f1 G5 Q }( M, E* d0 D

  ‌四核 Arm Cortex-A76‌:主频高达 2.4GHz,采用 ARMv8-A 指令集架构。

" x7 q# B- w* C; ^4 |1 u. _. s" |

  ‌缓存‌:64KB 指令缓存和 64KB 数据缓存,每个核心配备 512KB L2 缓存,共享 2MB L3 缓存。

4 d1 o: w/ W' R; @/ _

  ‌新的 Raspberry Pi 开发的图像信号处理器‌(ISP):处理速度达到每秒 10 亿像素。

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  ‌改进的视频缩放器‌(HVS)和显示管道:支持双 4Kp60 显示。

B5 b( f" i/ a1 Z: g. [' f/ a

  ‌VideoCore V3D VII‌:性能提升约 2-2.5 倍(硬件更多,主频 1GHz 相较于 Pi 4 的 600MHz)。

" D1 l- `' {% J! K- t! h6 P' R

  ‌图形支持‌:OpenGL ES 3.1、Vulkan 1.3

8 V2 T; \; e% Z9 x" o

  ‌4Kp60 HEVC 硬件解码‌:其他编解码器在软件中运行。

+ u- T! y1 c4 ~

  ‌H264 解码与编码‌:1080p24 解码占用约 10–20% 的 CPU;1080p60 解码占用约 50–60% 的 CPU;1080p30 编码(来自 ISP)占用约 30–40% 的 CPU。

- o* f1 F2 { l2 e! f! {+ J

  总体而言,BCM2712 中的新特性使得其在常见的 CPU 或 I/O 密集型使用场景下,相较于 Raspberry Pi 4性能提升了 2-3 倍‌。

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, T5 v9 [# ^' E" I5 A

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七、RP3A0

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  Raspberry Pi RP3A0 是我们首款系统级封装(SiP),由 Broadcom BCM2710A1(这是 Raspberry Pi 3 上使用的 Broadcom BCM2837 芯片内部封装的硅芯片)以及 512MB DRAM 组成。它被 Raspberry Pi Zero 2 W 所使用。

9 |. C/ P# ^# ?' [: J( n' p6 J4 f& q; h

  ‌RP3A0 剖面:

/ B) O3 D& l7 ~. r1 ?$ _6 `

v% ~+ B ~8 J( |; s7 |

  RP3A0 是一款四核 64 位 Arm Cortex A53 CPU,主频为 1 GHz。不过,在安装了散热片或其他冷却解决方案的情况下,该芯片有可能超频至 1.2 GHz。有关 ARM 外设规格的详细信息,请参阅以下 BCM2836 文档,该文档同样适用于 BCM2837 和 RP3A0‌。

* q- |* O, I5 k

  ‌BCM2836 ARM 本地外设:

9 [" c/ ^9 [) v6 F" C. N( u$ N

  Cortex-A53 MPCore 处理器技术参考手册

U5 K' k/ J! Y' H; V" k

  ‌注意‌:原始的 Raspberry Pi Zero 使用的是堆叠封装(PoP)DRAM,即将 DRAM 直接焊接在 BCM2835 芯片的顶部‌。

2 X: S9 ]9 o0 ]5 f
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