對于外行來說，Raspberry Pi 是一款運(yùn)行 Linux 操作系統(tǒng)的單板計算機(jī)。它可以作為臺式計算機(jī)或嵌入式系統(tǒng)（即定制電子設(shè)備）運(yùn)行，或兩者兼而有之。從歷史上看，計算機(jī)系統(tǒng)要么是通用計算機(jī)，要么是嵌入式系統(tǒng)。通用計算機(jī)需要太多的硬件、太多的芯片和太多的電力才能在電子設(shè)備內(nèi)工作。然而，隨著制造商使用越來越少的功率將越來越多的功能封裝到越來越小的空間中，最終有可能擁有一臺體積小、便宜、功能強(qiáng)大且不是特別耗電的計算機(jī)。

Raspberry Pi 正是在這種情況發(fā)生時應(yīng)運(yùn)而生。Raspberry Pi 是一臺完整的計算機(jī)，比信用卡大不了多少，但仍然具有足夠的功能可用作臺式計算機(jī)。在智能手機(jī)時代，這是一項值得的成就，但并不令人印象深刻。然而，Raspberry Pi 所做的還公開了一個電氣接口，允許用戶使用 Raspberry Pi 發(fā)送電子信號，從而使用 40 針通用輸入/輸出 (GPIO) 接頭控制幾乎任何其他東西。由于這種電氣接口是標(biāo)準(zhǔn)化和記錄的，因此許多其他人和制造商可以開發(fā) Pi 的附件，稱為“HAT”（“頂部硬件”）或更小的 HAT（稱為“引擎蓋”）。因為這，使用標(biāo)準(zhǔn)化的即插即用部件可以輕松組裝幾乎任何您想要的電子產(chǎn)品。您可以找到包含傳感器、輸入設(shè)備、汽車（CAN 總線）接口、GPS 設(shè)備、蜂窩接口、電源轉(zhuǎn)換器等的 HAT。電子知識很有幫助，但并不總是必需的。

此外，對 Pi 進(jìn)行編程就像對普通計算機(jī)進(jìn)行編程一樣，因為它就是一臺計算機(jī)。從歷史上看，嵌入式系統(tǒng)編程一直是痛苦的，既因為編程環(huán)境通常很奇怪（通常由一個小團(tuán)隊開發(fā)），又有限（因為您無法訪問完整的計算機(jī)），而且您必須使用額外的設(shè)備來實際工作。將程序安裝到設(shè)備中（因為它不是完整的計算機(jī)）。然而，使用 Pi，您實際上可以將設(shè)備本身用作桌面來進(jìn)行編程。它使用非常標(biāo)準(zhǔn)的編程環(huán)境（Linux 用戶幾十年來一直使用的環(huán)境），并且由于它是一臺完整的計算機(jī)，因此您可以訪問在通用計算機(jī)上編程時通?？捎玫乃性O(shè)施。

Raspberry Pi Zero 將這一點(diǎn)提升到了另一個水平。Zero 的尺寸與典型 USB 閃存驅(qū)動器的尺寸 (66mm x 30.5mm x 5mm) 相同。它最初于 2015 年推出，售價為 5 美元，但該設(shè)備的后續(xù)版本通常售價約為 15 美元。Zero 包含相同的接頭，因此它可以與圍繞 Pi 建立了十年的相同硬件生態(tài)系統(tǒng)連接。

然而，從 2021 年開始，當(dāng)供應(yīng)鏈緊縮襲來時，人們完全無法在任何地方找到 Raspberry Pi。到 2022 年中期，Pis 完全不可用，從那時起一直如此。當(dāng)然，您可以找到售后市場的產(chǎn)品，但價格會加價，有時甚至高達(dá)原價的 7 倍！您可以在亞馬遜上購買 Raspberry Pi Zero 2W，但是，雖然其最初標(biāo)價為 15 美元，但現(xiàn)在您需要為同一塊主板支付 113 美元。

然而，大多數(shù)人沒有意識到，Raspberry Pi 基金會并不是小型單板 Linux 計算機(jī)的唯一制造商。此外，沒有什么可以阻止其他制造商生產(chǎn)具有同等 GPIO 引腳排列的小型計算機(jī)。雖然這個領(lǐng)域有多種開發(fā)板，但我認(rèn)為最突出的是 Banana Pi，因為它與標(biāo)準(zhǔn) Raspberry Pi 硬件和價格最兼容。事實上，雖然今天購買 Raspberry Pi Zero 2W 的價格為 113 美元，但您可以花 21 美元（加上 4-7 美元的運(yùn)費(fèi)）找到香蕉 Pi M2 Zero，甚至可以批量訂購。

差異很小——Banana Pi 具有更快的處理器，但沒有內(nèi)部 Wifi 天線（您可以花不到一美元購買外部天線）。它還運(yùn)行 Armbian 而不是 Raspberry Pi 操作系統(tǒng)，但兩者都只是 Linux 的專門版本。主要區(qū)別在于如何檢測和配置外部硬件。Raspberry Pi OS 有一個相當(dāng)簡單的機(jī)制，稱為“覆蓋”，它允許相當(dāng)容易地配置硬件驅(qū)動程序。Armbian 也有一個覆蓋機(jī)制，但它比 Raspberry Pi OS 的版本稍微復(fù)雜一些，且文檔較少。

簡而言之，普通人組裝電子設(shè)備的能力被 Raspberry Pi 推到了最前沿。然而，盡管供應(yīng)鏈?zhǔn)沟妹祁I(lǐng)跑者幾乎不可能找到，但其他電路板設(shè)計師已經(jīng)介入并提供了類似的設(shè)計。Raspberry Pi 可能無法使用，但 Banana Pi 已經(jīng)以類似的價格填補(bǔ)了大部分空白。

作為您可以使用這些板執(zhí)行的操作的示例，下圖是我最近為將汽車接口 (CAN) 連接到 Wi-Fi 所做的構(gòu)建。它由三塊板組成：一塊 Banana Pi M2 Zero、一塊來自 Waveshare 的 CAN Hat以及一個由標(biāo)準(zhǔn)電源轉(zhuǎn)換器模塊構(gòu)建的定制 12V 至 5V 轉(zhuǎn)換器 HAT I。連接硬件部件后，只需進(jìn)行一點(diǎn)編程即可使其全部協(xié)同工作。