樹莓派，（英語：Raspberry Pi，簡寫為RPi，別名為RasPi / RPI）是為學(xué)習(xí)計算機編程教育而設(shè)計，只有信用卡大小的微型電腦，其系統(tǒng)基于Linux。樹莓派搭載基于Linux的Raspberry Pi OS操作系統(tǒng)（升級至Debian 13版本），可運行Windows 10 IoT及Windows 11 ARM版。內(nèi)存從256MB到8GB不等，可以進行各種計算和控制任務(wù)。
名稱由來 樹莓派的命名方式其實很單純，因為當(dāng)時都在用各種水果來給計算機和公司命名。除此之外，厄普頓表示，Raspberry這個名字是對blowing a raspberry（大意是指禿嚕嘴皮、發(fā)出帶嘲弄意味的聲音）的有趣引用。名字里的Pi就是對神奇的無理數(shù)π的致敬，同時也代表了用于開發(fā)的編程語言Python。當(dāng)然，Raspberry Pi也可以理解成Raspberry Pie的雙關(guān)語。
樹莓派的用法從學(xué)習(xí)用Python編寫計算機程序到追蹤飛機航線，其作用非常廣泛。概括來說樹莓派可當(dāng)作臺式機使用，上網(wǎng)、社交媒體以及娛樂媒體，包括看視頻和聽音樂等；樹莓派還是編程與硬件學(xué)習(xí)的好工具，可以用它來學(xué)習(xí)C、C++、Python、Rust、Go、ECMAScript等語言；還可以與很多有趣的外接設(shè)備配合使用，包括3D打印機、相機和ADS-B接收器等。
樹莓派在全球各行各業(yè)中被用于成千上萬的商業(yè)應(yīng)用。樹莓派被全球用戶廣泛地應(yīng)用在各種工業(yè)場景，應(yīng)用包括物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、智慧農(nóng)業(yè)、人工智能、新能源等。2013年，獲得了INDEX設(shè)計獎。2017年，獲得了英國歷史最長的工程創(chuàng)新獎——英國皇家工程院的MacRobert獎。
名稱由來
樹莓派的命名方式其實很單純，因為當(dāng)時都在用各種水果來給計算機和公司命名。除此之外，厄普頓表示，Raspberry這個名字是對blowing a raspberry（大意是指禿嚕嘴皮、發(fā)出帶嘲弄意味的聲音）的有趣引用。名字里的Pi就是對神奇的無理數(shù)π的致敬，同時也代表了用于開發(fā)的編程語言Python。當(dāng)然，Raspberry Pi也可以理解成Raspberry Pie的雙關(guān)語。
發(fā)展歷程
樹莓派由注冊于英國的“Raspberry Pi 慈善基金會”開發(fā)，埃本·厄普頓（Eben Upton）為項目帶頭人。這一基金會以提升學(xué)校計算機科學(xué)及相關(guān)學(xué)科的教育，讓計算機變得有趣為宗旨。基金會期望這一款電腦無論是在發(fā)展中國家還是在發(fā)達國家，會有更多的其它應(yīng)用不斷被開發(fā)出來，并應(yīng)用到更多領(lǐng)域。埃本·厄普頓是在英國廣播公司 Micro的陪伴下長大，因為BBC Micro太貴了，厄普頓便有了自己發(fā)明一臺平替的想法，他的目標(biāo)是比BBC Micro便宜十倍，為了做到這點，厄普頓學(xué)習(xí)專業(yè)技術(shù)、業(yè)界趨勢、教育和制造方面等專業(yè)知識，最終創(chuàng)造了樹莓派。2012年3月，樹莓派正式發(fā)售，成為當(dāng)時世界上最小的臺式機，又稱卡片式電腦，外形只有信用卡大小，卻具有電腦的所有基本功能。
早期
2011年年末時，樹莓派雛形機兩次大規(guī)模更動設(shè)計，最終定型，概念來源于Atmel的ATmega644單片機。2012年發(fā)布最早的樹莓派是B型，一開始只有10塊板在eBay上出售，它使用了來自博通的基于Arm的處理器，單核ARMv6 CPU時鐘頻率為700MHz，博通的VideoCore Ⅳ GPU運行頻率為250MHz，并且只有256MB的內(nèi)存，兩個USB 2.0端口（用于連接鍵盤和鼠標(biāo)）和一個HDMI端口可以將樹莓派連接到顯示器，使用了標(biāo)準(zhǔn)的micro-USB為其充電。2012年5月首款帶攝像頭模組的樹莓派開發(fā)成功。可以運行多種操作系統(tǒng)，包括被稱為樹莓派OS的官方Linux發(fā)行版。2013年樹莓派銷量突破200萬臺。
迭代
2011年年末時，樹莓派雛形機兩次大規(guī)模更動設(shè)計，最終定型，概念來源于Atmel的ATmega644單片機。2012年首批上市的10000“臺”樹莓派的“板子”，由中國臺灣和大陸廠家制造。從第二代開始，由索尼英國工廠和深圳英蓓特科技（易絡(luò)盟element14全資子公司）共同生產(chǎn)，并由深圳英蓓特科技為全球客戶提供樹莓派的行業(yè)定制方案，樹莓派主板主要由索尼英國工廠生產(chǎn)。
樹莓派2是在1的基礎(chǔ)上進行了巨大的升級，CPU單核ARMv6升級到了時鐘頻率為900MHz的四核ARMv7，另外內(nèi)存也提升到了1GB。CPU單線程速率提升1.5倍，Sunspider跑分提升4倍，基于NEON的多核視頻解碼速率提升20倍，SysBench整體多線程CPU分數(shù)為舊版的6倍。從第2代開始，由索尼英國工廠和深圳英蓓特科技（易絡(luò)盟element14全資子公司）共同生產(chǎn)，并由深圳英蓓特科技為全球客戶提供樹莓派的行業(yè)定制方案，目前樹莓派主板主要由索尼英國工廠生產(chǎn)。
到2014年，樹莓派系列包括A型、A+型、B型和B+型，每一款的復(fù)雜程度都不相同，但保持了一致的性能水平。2016年，樹莓派基金會發(fā)布了樹莓派3B，實現(xiàn)了向64位的飛躍。新機型包括一個運行在1.2GHz的64位四核ARMv8處理器，以及支持802.11n Wi-Fi、藍牙連接，并且可以從USB端口（不是內(nèi)置的micro-SD卡插槽）啟動。2016年，樹莓派銷量突破千萬。
2018年，樹莓派3B+推出了更快的1.4GHz處理器、更快的以太網(wǎng)和雙頻Wi-Fi。2019年發(fā)布樹莓派4，相對于樹莓派3有顯著的改進。首先，處理器從基于Cortex-A53的博通BCM2837升級到了更新的博通BCM2711。它采用了1.5GHz 64位四核ARM Cortex-72架構(gòu)。新處理器還包括一個更好的GPU，博通VideoCore Ⅵ，時鐘頻率為500MHz。這意味著，樹莓派要比3快很多。內(nèi)存也進行了升級，由1GB、2GB和4GB版本改進為2GB、4GB和8GB。樹莓派4還首次使用了USB-3.0接口，以太網(wǎng)接口則升級到真正的千兆以太網(wǎng)連接。電源接口也由USB-C取代了micro-USB，并且有兩個HDMI接口（都是micro-HDMI），可以同時連接兩個4K顯示器。簡而言之，樹莓派4相對于3來說：速度更快、內(nèi)存更大、以太網(wǎng)連接更好，還支持4K視頻。到2022年，10年售出4600萬臺。
目前樹莓派已經(jīng)累計推出約20款型號單板計算機SBC(Single Board Computer)，同時還推出了各類配件以及Raspberry Pi OS操作系統(tǒng)。被全球用戶廣泛地應(yīng)用在各種工業(yè)場景，應(yīng)用包括物聯(lián)網(wǎng)、工業(yè)自動化、智慧農(nóng)業(yè)、人工智能、新能源等。上海晶珩電子科技有限公司是樹莓派官方指定的全球設(shè)計合作伙伴，提供各種樹莓派工業(yè)計算機及行業(yè)定制解決方案。
產(chǎn)品規(guī)格
樹莓派非常簡單，沒有機箱，也沒有外接設(shè)備，只有主板和大量的連接端口，尺寸僅有信用卡大小，其系統(tǒng)基于Linux，不同型號CPU、內(nèi)存、USB接口數(shù)等各不相同。樹莓派系列包括A+型、B型、B+型、2代B型等。樹莓派A型與B型的區(qū)別：樹莓派A型內(nèi)置256MB內(nèi)存，帶一個USB端口，不帶有線網(wǎng)接口。樹莓派B型內(nèi)置512MB內(nèi)存，帶兩個USB端口，帶100M有線網(wǎng)接口；樹莓派3代A+型尺寸是標(biāo)準(zhǔn)的樹莓派A+尺寸，繼承了3代的雙頻2.4GHz和5GHz無線網(wǎng)絡(luò)、藍牙4.2/BLE，以及經(jīng)過改進的散熱管理，擁有64位四核1.4 GHz處理器。常見的樹莓派型號產(chǎn)品規(guī)格如下表。
樹莓派PICO規(guī)格參數(shù)：
雙核Arm Cortex-M0+@133MHz；芯片內(nèi)置264KB sram和2MB的板載閃存；通過專用QSPI總線支持最高16MB的片外閃存；DMA控制器；30個gpio引腳，其中4個可用作模擬輸入；2個UART、2個SPI控制器和2個I2C控制器；16個PWM通道；USB1.1主機和設(shè)備支持；8個樹莓派可編程 I/O（PIO）狀態(tài)機，用于自定義外圍設(shè)備支持；支持UF2的USB大容量存儲啟動模式；用于拖放式編程。Raspberry Pi Pico是樹莓派基金會發(fā)布了首款微控制器級產(chǎn)品。。
產(chǎn)品設(shè)計
自 2019 年發(fā)布以來，樹莓派官方操作系統(tǒng) Raspberry Pi OS一直是以Debian ‘buster’ 為基礎(chǔ)，而 Debian ‘bullseye’ 發(fā)布之后，樹莓派官方也將操作系統(tǒng)同步升級了。Debian ‘bullseye’ 對用戶可見的重大更改相對較少——文件系統(tǒng)和打印有一些底層更改，但大部分更改是對現(xiàn)有應(yīng)用程序和功能的補丁和升級。即便是在2012年購買的樹莓派，仍然可以運行最新的操作系統(tǒng)。
樹莓派Raspberry Pi OS Bullseye系統(tǒng)的發(fā)布，不僅提供了多項操作系統(tǒng)軟件的改進，對于樹莓派 4B型來說，解鎖1.8GHz CPU頻率，增加了SoC內(nèi)核電壓專用的切換器，如圖白色圓圈區(qū)域所示，系統(tǒng)會自動將CPU頻率從之前的1.5GHz調(diào)整到1.8GHz。
產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
樹莓派是移動設(shè)備的內(nèi)臟，常配備可二次開發(fā)的接口。右圖展示了樹莓派的全貌。樹莓派是由A.處理器、B.SD卡插槽、C.USB接口、D.以太網(wǎng)接口、E.HDMI接口、F.狀態(tài)指示燈、G.模擬音頻輸出、H.復(fù)合視頻輸出、I.電源接口這些接口組合而成的。
樹莓派的USB接口旁有兩個限制電流用的保險絲，用于確認自己用的是哪一個型號批次的；樹莓派上沒有電源開關(guān)，在電源接口上插上MicroUSBpower cord就接通了樹莓派的電源。
樹莓派主板上有5個發(fā)光二極管(LED)，可以用于顯示系統(tǒng)的工作狀態(tài)。具體情況如下表。
特色功能
普通電腦
樹莓派能勝任普通臺式機或者筆記本上能完成的工作。像其他任何一臺臺式計算機或者便攜式計算機那樣，上網(wǎng)和使用社交媒體、播放視頻音樂，也可以文字處理、電子表格、游戲等。
編程與硬件學(xué)習(xí)
樹莓派是學(xué)習(xí)編程的好工具。它預(yù)裝了各種編程語言的解釋器和編譯器，可以學(xué)習(xí)C、C++、Rust、Go-lang和ECMAScript等。此外，還可以用Python讓樹莓派與LED、警報器、開關(guān)、傳感器、電機、繼電器等硬件進行交互。它提供了一個專用的攝像頭接插件，可以與兼容的攝像頭一起使用，可以探索到更多的東西，包括圖像識別和機器學(xué)習(xí)。
控制外接設(shè)備
樹莓派可以與很多有趣的外接設(shè)備配合使用，包括3D打印機、相機和ADS-B接收器等。使用樹莓派來控制和監(jiān)控外接設(shè)備意味著可以不必一直開著電腦，沒有噪音，功耗也更低。樹莓派可用于控制LED及其他電器設(shè)備、讀取按鈕和開關(guān)狀態(tài)，支持通過Putty或VNC遠程桌面連接實現(xiàn)無顯示器操作。其應(yīng)用場景還包括：搭配攝像頭與GPIO按鈕進行定格動畫拍攝；利用攝像頭模塊結(jié)合Python腳本開展延時攝影，記錄花朵開放、云景變化等畫面；通過無紅外濾鏡攝像頭捕捉星軌等夜空景象；構(gòu)建智能鏡子顯示天氣、新聞等信息；連接麥克風(fēng)進行鳥類物種鳥鳴的記錄與分析。這些應(yīng)用體現(xiàn)了樹莓派“硬件+軟件”結(jié)合的靈活性特點。
操作系統(tǒng)
Raspberry Pi OS（Raspbian）
樹莓派官方深度定制的硬件驅(qū)動與軟件，官方推薦系統(tǒng)。
Arch Linux ARM
系統(tǒng)Arch Linux 在ARM架構(gòu)上的移植。注重對于開發(fā)者的簡潔，任何可有可無的軟件一律不自帶。僅有命令行界面，不建議初學(xué)者使用。Arch Linux的軟件策略是相當(dāng)激進的，使用Arch Linux能用到最新的軟件包，但也需要承擔(dān)嘗鮮可能的風(fēng)險。
Ubuntu MATE for the Raspberry Pi
Ubuntu mate是桌面Linux發(fā)行，其宗旨是通過MATE這個經(jīng)典、傳統(tǒng)的桌面環(huán)境來提供Ubuntu操作系統(tǒng)的簡潔和典雅。MATE是GNOME 2桌面環(huán)境的繼續(xù)，曾經(jīng)作為Ubuntu的缺省桌面，Ubuntu MATE同樣適合樹莓派新手使用，界面是最好看的，但是在CPU優(yōu)化方面不如官方的系統(tǒng)做得好。
Fedora
fedora項目團隊于2016年宣布添加對樹莓派2和3的系統(tǒng)支持。樹莓派2和3單板計算機都能安裝使用Fedora 25 Beta的系統(tǒng)，不過需要注意的是最初還未支持樹莓派3的WiFi和藍牙技術(shù)，不過在2016年11月15日發(fā)布的最終版本中將會得到修復(fù)。Pidora是社區(qū)對Fedora在樹莓派上的移植。不是Fedora官方版，但被Fedora官網(wǎng)推薦用于樹莓派。
應(yīng)用領(lǐng)域
樹莓派可應(yīng)用于計算機科學(xué)、編程、電子電路、物聯(lián)網(wǎng)等領(lǐng)域的教學(xué)與學(xué)習(xí)場景。其低成本與易用性特點助力學(xué)校及教育機構(gòu)普及計算機科學(xué)教育。通過拆解學(xué)習(xí)硬件組成、網(wǎng)絡(luò)通信等計算機原理知識，樹莓派可融入電子技術(shù)、機器人等課程教學(xué)，有助于激發(fā)學(xué)習(xí)者的科技探索興趣。
可以作為一個物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的中心控制器，與各種傳感器、執(zhí)行器和其他硬件設(shè)備進行通信和控制。
可以用作家庭娛樂中心，用于播放音頻和視頻文件。它可以連接到電視或音響系統(tǒng)，并通過流媒體服務(wù)或本地存儲播放媒體內(nèi)容。
可以用來構(gòu)建智能家居系統(tǒng)，控制燈光、溫度、安全系統(tǒng)等。該系統(tǒng)可與多種智能設(shè)備及傳感器進行交互，通過HomeAssistant、Node-RED等平臺，能夠連接溫濕度傳感器、人體紅外傳感器、智能燈泡、空調(diào)等設(shè)備，實現(xiàn)智能家居自動化控制（如溫度過高時自動開啟空調(diào)），并具備擴展語音控制功能。
樹莓派因小尺寸和低功耗特性，在嵌入式系統(tǒng)中應(yīng)用廣泛，可實現(xiàn)對機器人、攝像頭、安防系統(tǒng)等設(shè)備的控制與監(jiān)測。例如，其可通過集成AI攝像頭與機械臂，支持六軸機器人視覺控制功能（如實時定位并抓取物品），適用于人力密集型產(chǎn)線場景。
可以作為低功耗、小型的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器使用。它可以用于搭建個人網(wǎng)站、文件服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等。
可以用于科學(xué)研究中的數(shù)據(jù)采集和控制。它可以與各種傳感器和實驗設(shè)備進行接口連接，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)采集和分析。
樹莓派是一個非常靈活的平臺，可以被藝術(shù)家用來創(chuàng)作交互式藝術(shù)作品和裝置。樹莓派在全球各行各業(yè)中被用于成千上萬的商業(yè)應(yīng)用中，在線資源的編碼俱樂部、程序和競賽，已經(jīng)覆蓋了來自100多個國家的數(shù)百萬人，激發(fā)了年輕人對編碼的興趣。樹莓派不僅為來自不同年齡和背景的人們打開編程世界之門。它的適應(yīng)性、穩(wěn)定性和低廉的價格使其成為電動汽車、物聯(lián)網(wǎng)或自動化流水線等應(yīng)用場景的理想選擇。
營銷與銷量
樹莓派基金會與E絡(luò)盟與RS合作，可以從這兩家經(jīng)銷商處購買樹莓派。同時，在全球銷售樹莓派，包含中國大陸在內(nèi)（中國公司名：易絡(luò)盟電子、歐時電子）。
樹莓派基金會在2013年12月15日宣布他們的單板機微電腦的銷量已經(jīng)突破200萬臺?；2016年，樹莓派銷量突破千萬；到2022年，10年售出4600萬臺。
配件
SD 卡(預(yù)裝系統(tǒng))
USB 鍵盤和鼠標(biāo)
有HDMI 接口的顯示器或電視機
HDMI 信號線
USB 電源
Micro-USB 連接線
WiFi 適配器*(USB 無線網(wǎng)卡)
USB HUB*
HDMI 轉(zhuǎn)VGA 的轉(zhuǎn)接器*
網(wǎng)線*
外殼*
* 為可選
參考資料 >
樹莓派介紹以及FAQ.樹莓派實驗室.2023-07-06
樹莓派的前世今生:10年，售出4600萬臺!.樹莓派實驗室.2023-07-07
少年派的奇幻漂流:樹莓派的十年.劍橋大學(xué).2023-07-07
樹莓派各版本對照表.樹莓派實驗室.2023-07-11
樹莓派新里程碑:銷量突破 200 萬臺.樹莓派實驗室.2023-07-22
樹莓派升級 Raspberry Pi OS:基于 Debian 12.三峽新聞網(wǎng).2023-10-24
樹莓派銷量突破千萬!.樹莓派實驗室.2023-07-22
極客都在玩的樹莓派 如何選?.騰訊網(wǎng).2023-08-02
Raspberry Pi (樹莓派) 3A+版發(fā)布.樹莓派實驗室.2023-07-11
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Bullseye：樹莓派新版操作系統(tǒng).樹莓派實驗室.2023-07-14
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首次使用樹莓派，如何安裝、啟動及配置.樹莓派實驗室.2023-07-10
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Fedora項目團隊宣布添加對樹莓派2和3的系統(tǒng)支持.樹莓派實驗室.2023-07-22