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树莓派各处理器技术文档
; U6 G( e5 e5 I/ m% l! V 树莓派论坛编写和整理，转载请注明出处和链接！ 1 n0 s3 a8 N0 l) J% `. G( q
（2025版 约2000字）
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! v( M/ x. L' O. Y- Q+ F
一、BCM2835
: L, Y+ E7 V# y- L/ i$ M2 ]! e 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。
0 A3 j( U4 Q: [; t; q 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。 , K x! f/ G. R
有关处理器的其他信息，可以在以下文档中找到：
& q( N" F" @7 k M+ x" a GPU文档 和 开源驱动程序 # K5 ]7 ^* S) B: e& {3 J6 h! x5 A/ n( K
ARM1176JZF-S12 ) i% \, [4 r% w" u
二、BCM2836 - c: u$ j9 t3 |: |
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。 ! Z! ^9 \9 Z4 F+ O( d7 U) }
您应参考以下文档： / X9 E% z$ y8 |
BCM2836 ARM ： 2 L+ ^* m, D8 b5 T& z0 ?& o/ n* z
Cortex-A7 MPcore 处理器参考手册
; f1 A9 d+ v9 w! Y' c/ X 三、BCM2837
3 _5 e. n4 f* W( E; w6 r9 a/ I 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。
6 r& m) n, c4 d+ [- L3 x 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。
" F4 e3 E8 ^% q% u ARM 内核运行频率为 1.2GHz，使该设备比 Raspberry Pi 2 快约 50%。 1 V( {% l: |& y+ F
VideoCore IV 运行频率为 400MHz。 6 j0 Y+ _7 u; K9 J ^2 X
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：
( y% n9 D; q) G3 ^2 h$ l& U5 Q$ Y. ? BCM2836 ARM 本地外设 ： ! v# U( ^- M! S4 n3 U
Cortex-A53 MPCore 处理器技术参考手册。 # o4 l. X( \2 N4 Y, m4 r$ j
四、BCM2837B0
4 ^* \6 h* X0 q# D. V% p/ w BCM2837B0 是 Broadcom 芯片，用于 Raspberry Pi 3 Models A+、B+ 以及 Raspberry Pi Compute Module 3+。 9 a* t/ g( }9 l# L. a
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。
. W7 s/ X" a$ M6 j3 L 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。 / K% k% z- n0 @; F. q
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。 6 t4 ~. K ^) u' k7 E# K
五、BCM2711
. \! I7 ~$ g! M3 d BCM2711 是 Broadcom 芯片，用于 Raspberry Pi 4 Model B、Compute Module 4 以及 Pi 400. - s# {0 f9 I$ F6 [; [. k4 W6 S
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。 , x' X( m7 M; b" O( ^* ]
7 ^4 _/ l$ K/ p @' S' M7 h
/ _4 R# @& E, N3 @% v- K3 Q; {3 e2 E 处理器：四核 Cortex-A72(ARM v8)64 位 SoC，主频 1.5 GHz。
8 D; l, H' y( D }6 c& h 内存：最高可访问 8GB LPDDR4-2400 SDRAM(具体取决于型号)。
+ W8 h3 R! l* A 缓存：
# V4 H0 A# h, _3 E6 J 每核 32kB 数据缓存 + 48kB 指令缓存(L1 缓存)。 6 E7 S2 P1 ^* x% e8 I/ ?; ?, l; V& C
1MB L2 缓存。
& P/ N/ O- [# \' s' a 多媒体： 5 ^7 t/ h \. a# d7 ~
支持 H.265(4Kp60 解码)。 3 A& a5 c% l2 O) ]& O, n9 m
支持 H.264(1080p60 解码，1080p30 编码)。 , {0 G4 q$ I, y( z4 h" Q
支持 OpenGL ES 3.0 图形。 * K9 w9 n9 q7 |2 V
输入/输出： ( E- K9 x \+ S$ ]5 T8 K! s
PCIe 总线。 ( }% m9 w% O. S5 `- C
板载以太网端口。
# i. h4 M8 X/ |) g 2 个 DSI 端口(Raspberry Pi 4B 上仅暴露一个)。 7 Q- R( G9 u" O9 E( y% K
2 个 CSI 端口(Raspberry Pi 4B 上仅暴露一个)。
3 O5 B9 t8 y9 Q* Q 最多 6 个 I2C。
% ]: N5 w0 N$ Z" s9 A4 T 最多 6 个 UART(与 I2C 复用)。
! y1 `7 r0 z9 G9 N# w 最多 6 个 SPI(Raspberry Pi 4B 上仅暴露五个)。 ( A# K9 P! g: {" t
双 HDMI 视频输出。
! W- q7 g. l% t& C 复合视频输出。 - ?* F0 Q5 x% k- \/ o
有关 BCM2711 的更多详细信息，请参阅其数据手册：。 " ?2 p4 j, }/ V# \) z
( l L2 `' p7 O
" E( Q- w' p7 i6 J
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。
9 U4 v% X5 p' U' Q3 L" d' P 主要特性包括： ; H$ ?$ v0 F8 N/ p* X6 l3 Q
四核 Arm Cortex-A76：主频高达 2.4GHz，采用 ARMv8-A 指令集架构。 . ]: ^7 m5 X% a
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。 . u4 P% d, P+ _# o
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。 ( }4 u6 }2 y% q4 t
改进的视频缩放器(HVS)和显示管道：支持双 4Kp60 显示。
. p7 T5 c# t8 }3 R9 j. k$ i! B 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)。 7 m2 l- k, _4 L) D+ Q
图形支持：OpenGL ES 3.1、Vulkan 1.3
+ Y& K( s. C m; L# ~9 A, ` 4Kp60 HEVC 硬件解码：其他编解码器在软件中运行。
# I1 i' ~8 a- C# i+ V2 x- K( I$ L 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。 # n0 F0 g0 ^( z* D3 w( e% H
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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七、RP3A0 6 r. T0 Q7 ~. N4 t8 {
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。
/ [% o5 p5 F* q1 |0 M RP3A0 剖面： 2 I7 q3 `' B1 r& I8 g( U) k
b- C1 M" h% e+ a, v6 G 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。 " t4 B- F, G$ a) A0 `7 L
BCM2836 ARM 本地外设：
5 o1 C/ Z4 T/ Z' S- e) C7 J Cortex-A53 MPCore 处理器技术参考手册 " i$ g/ H6 K7 {( G1 B) @ ?
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。
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发表于 2024-12-18 20:55:57