Visão geral
A Raspberry Pi Foundation é uma instituição que desenvolve e comercializa os Raspberry Pi, que por sua vez são mini-computadores compostos por uma pequena placa de circuito integrado, as quais contém um SoC ARM e os demais componentes eletrônicos típicos destes equipamentos. Através deles, podemos adquirir módulos e componentes eletrônicos, instalar sistemas operacionais e customizar softwares, para montar hardwares dedicados que podem ser utilizados para diversas finalidades!
Apesar de terem se consolidado no mercado como padrão “de fato”, estas placas não são as únicas da categoria e por isto, existem boas alternativas que podem ser utilizadas como substitutas, mesmo sabendo que grande parte delas estejam abaixo, das placas oferecidas pela Raspberry Pi Foundation. Quais são estas placas? O que elas podem oferecer? Que vantagens (e desvantagems) elas possuem, em comparação com as placas Raspberry Pi?
Eis, o tema do artigo deste mês! 😉
As placas mais populares
Alternativas, existem aos montes! No entanto, teremos apenas um seleto número de placas a serem relacionadas, que irão apresentar algumas particularidades interessantes, tornando aptas para serem utilizadas no lugar do Raspberry Pi e entregar experiências tão boas ou até melhores que estas últimas.
Série Orange Pi
À primeira vista, as placas comercializadas pela Orange Pi não apresentam tantas diferenças ou particularidades a ponto de se destacar, muito pelo contrário: tanto as suas especificações técnicas como os valores de venda, estão basicamente no mesmo patamar, bem como a compatibilidade para os módulos desenvolvidos para as placas Raspberry Pi (já que se baseiam em uma conexão GPIO)!
No entanto, as placas Raspberry Pi não possuem uma unidade de armazenamento flash do eMMC integrada, tornando as placas da Orange Pi mais interessantes neste aspecto! Além do mais, elas também possui unidades para a leitura de cartões microSD, tornando-se bem mais flexíveis neste quesito (o sistema operacional poderá ficar armazenado na flash integrada, ao passo que podemos usar cartões de vários tipos como armazenamento complementar). Por fim, as suas placas também contam com a possibilidade de conectar antenas externas, melhorando bastante a recepção do sinal de Wi-Fi.
Série Rock Pi
Se porventura as placas Raspberry Pi não oferecerem um bom poder de processamento (já que elas utilizam SoCs dotados de quatro CPUs ARM Cortex-A53, que em geral são voltadas para o baixo consumo de energia), uma das melhores opções disponíveis no mercado são as placas Rock Pi, desenvolvidas pela Radxa! O modelo N10 oferece um SoC que além de utilizar quatro CPUs ARM Cortex-A53, também integra duas CPUs ARM Cortex-A72, bem como um dissipador de calor passivo, para que possa operar sem maiores inconvenientes.
Além das poderosas CPUs, ela também utiliza as poderosas GPUs Mali T860MP4 e possui até mesmo três núcleos de NPUs, designadas para o processamento de Inteligência Artificial (IA). Por fim, o seu armazenamento integrado utiliza memórias flash eMMC, com capacidade que variam de 16 a 64 GB. Mas infelizmente, ela peca por não oferecer conectividade Wi-Fi integrada! Apesar de serem comercializadas por valores a partir de 99 dólares, em tese ela não é tão cara quanto as demais placas de alto desempenho disponível no mercado, tornando a sua relação custo vs benefício bem interessante.
Série Jetson Xavier
A nVidia produz e comercializa não só apenas uma placa, mas também um kit de desenvolvimento completo, para serem utilizadas projetos que façam o uso intenso de cálculos matemáticos e Inteligência Artificial: o Jetson Xavier NX! Para isto, ela integra um SoC baseado no set de instruções ARM, composto por 6 poderosos núcleos nVidia Carmel, além de uma GPU baseada na arquitetura Volta (384 núcleos nVidia CUDA and 48 núcleos Tensor) e dois núcleos voltados para DLA (Deep Learning Acelerator), tudo isso limitado a um TDP de apenas 10 Watts!
Dentre outros recursos oferecidos, estão 8 GB de memória RAM, duas saídas de vídeo (DisplayPort e HDMI), 4 portas USB 3.1 e uma conexão GPIO de 40 pinos. No entanto, não há menções relacionadas ao conectividade de rede sem-fio (embora conte com uma conexão Gigabit Ethernet) e armazenamento flash integrado (somente suporte para cartões microSD), o que é uma pena para um kit de desenvolvimento que será comercializado por valores acima de 1000 dólares! Como se trata de um dispositivo voltado para aplicações bem específicas, certamente ele dará um bom retorno para os seus usuários.
Série LattePanda
A placa LattePanda 4G/64G se consagrou no mercado (segundo o fabricante), por ser a primeira de sua categoria a suportar uma instalação padrão do sistema operacional Windows 10! Para isto, ela utiliza um SoC baseado no set de instruções x86, dotado de uma CPU Intel Cherry Trail Z8350 quad-core, rodando a 1.8 GHz. No entanto, ela possui um esquema de pinagem bem diferente da conexão GPIO utilizadas pelo Raspberry Pi, o que certamente tornará alguns módulos incompatíveis com as placas LattePanda. Fiquem atentos!
O modelo acima citado custa “apenas” 159 dólares e embora existam versões mais em conta, não recomendo-as por disporem de menos memória RAM e armazenamento, já que o Windows 10 é um sistema “inchado por natureza” e requer pelo menos 4 GB de RAM, para rodar com bom desempenho. No entanto, estes modelos estariam aptos para inicializar boas distribuições Linux (como o Debian), dotadas de interfaces gráficas mais leves (como o Xfce, LXDE ou até mesmo o GNOME), sem as limitações de recursos encontradas em SoCs que utilizam o set de instruções ARM.
Série VisionFive
A StarFive é uma empresa chinesa que atua no ramo de eletrônicos e que estabeleceu uma parceria com a SiFive, para trazer ao mercado a placa VisionFive V1. Esta por sua vez, se destaca por ser uma dos primeiros mini-computadores que utilizará um SoC integrado, dotado de CPUs baseadas no set de instruções RISC-V: o SiFive U74! Dispondo de apenas dois núcleos rodando a 1,5 GHz, ela não será a placa mais potente no mercado, mas será uma excelente alternativa para aqueles que desejam explorar as arquiteturas baseadas neste set de instruções.
Em relação as demais especificações técnicas, ela não se difere muito das placas Raspberry Pi clássicas; no entanto, ela se destaca também por oferecer um belo leque de opções, em termos de sistemas operacionais: o Fedora (a principal), o Debian, o Yocto, o Buildroot, o Zephyr e FreeRTOS, todos eles baseados em Linux (exceto o último, um sistema dotado de um kernel real-time e voltado para o uso em aplicações embarcadas). Apesar de não competir com igualdade com as placas Raspberry Pi, ao menos os usuários não terão limitadas opções de sistemas operacionais, tal como acontece com as demais alternativas disponíveis no mercado.
Os sistemas operacionais
Em geral, a grande maioria destes mini-computadores suportam pelo menos algum sistema baseado em GNU/Linux. O Raspberry Pi se destaca por ter o seu próprio sistema operacional Raspbian (baseado no Debian), ao passo que as demais alternativas em geral, são suportadas tanto pelo Debian (consideradas por muito, a distribuição universal), como o Fedora e o Ubuntu. Porém, existem alguns sistemas interessantes (e exóticos) que merecem ser mencionados!
Um deles é o RISC OS, desenvolvido pela própria Acorn Computer, uma fabricante de computadores que produziu e vendeu uma linha de PCs desktops com processadores ARM. O RISC OS era um sistema proprietário (e que se tornou de código aberto, sob os termos da licença Apache 2.0), feito exclusivamente para suportar as CPUs que utilizavam set de instruções baseados em RISC (como a ARM e o RISC-V), consumindo pouquíssimos recursos de hardware e armazenamento. Para se ter uma idéia, o sistema-base pode ser armazenado em cartões SD com míseros 16 MB!
Também não poderíamos deixar o Microsoft Windows de fora. Apesar das versões mais antigas deixarem a desejar, no que concerne ao suporte para as CPUs ARM, o atual Windows 10 IoT faz um bom trabalho, entregando uma boa performance as custas da redução de alguns recursos e funcionalidades, para deixar o sistema mais leve, além de dispor de diferentes versões (Core, mobile e industrial), voltadas para diferentes segmentos e aplicações.
Por fim, outro sistema operacional interessante é o FreeRTOS, designado para ser utilizado em sistemas embarcados, os quais geralmente são dotados de CPUs de baixa performance e baixo consumo de energia. O kernel adotado utiliza um agendador de tarefas otimizado para operar em sistemas RTOS (Real Time Operating System), priorizando a execução de processos de forma determinística e previsível. Por isto, este sistema é voltado para aqueles que desejam utilizar as placas Raspberry (e alternativas) para projetos eletrônicos em geral.
Conclusão
O Raspberry Pi é a principal opção de mini-computadores para o uso geral no mercado, em vista a sua versatilidade, flexibilidade, baixo custo e adoção, além de dispor de uma infinidade de componentes e acessórios. No entanto, não é a única existente e por isto, em muitos casos as soluções alternativas poderão atender tão bem (senão melhor), as necessidades dos interessados em fazer o uso desta categoria de computadores. Por isto, faz-se necessária a avaliação das especificações técnicas dos produtos, bem como uma análise da relação custo vs benefício, em relação as plaquinhas Raspberry Pi. &;-D