ResearchGate Raspberry Pi Enkelbordrekenaar
Produk inligting
Spesifikasies
- Vervaardiger: Raspberry Pi Bpk
- Boudatum: 01/10/2025
- Bouweergawe: 99a8b0292e31
- Ondersteunde Raspberry Pi-produkte: Pi Zero, Pi Zero 2 W, Pi 1 AB, Pi 2, Pi 3, Pi 4, Pi 5, Berekeningsmodules CM1, CM3, CM4, CM5
Kolofon
© 2022-2025 Raspberry Pi Bpk
Hierdie dokumentasie is gelisensieer onder 'n Creative Commons Erkenning-Geen Afgeleides 4.0 Internasionaal (CC BY-ND).
| Loslaat | 1 |
|---|---|
| Bou datum | 01/10/2025 |
| Bou weergawe | 99a8b0292e31 |
Wettige vrywaringskennisgewing
TEGNIESE EN BETROUBAARHEIDSDATA VIR RASPBERRY PI-PRODUKTE (INSLUITEND DATABLAAIE) SOOS VAN TYD TOT TYD GEWYSIG ("HULPBRONNE") WORD DEUR RASPBERRY PI LTD ("RPL") VERSKAF "SOOS DIT IS" EN ENIGE UITDRUKLIKE OF IMPLISIETE WAARBORGE, INSLUITEND, MAAR NIE BEPERK TOT, DIE IMPLISIETE WAARBORGE VAN VERHANDBAARHEID EN GESKIKTHEID VIR 'N SPESIFIEKE DOEL WORD AFGEWYS. TOT DIE MAKSIMUM MATE TOEGELAAT DEUR TOEPASLIKE WETGEWING, SAL RPL IN GEEN GEVAL AANSPREEKLIK WEES VIR ENIGE DIREKTE, INDIREKTE, TOEVALLIGE, SPESIALE, VOORBEELDIGE OF GEVOLGSKADE (INSLUITEND, MAAR NIE BEPERK TOT, VERKRYGING VAN PLAASVERVANGENDE GOEDERE OF DIENSTE; VERLIES AAN GEBRUIK, DATA OF WINS; OF BESIGHEIDSONDERBREKING) HOOGWAARD VEROORSAAK DIT EN OP GROND VAN ENIGE TEORIE VAN AANSPREEKLIKHEID, OF DIT IN KONTRAK, STRENG AANSPREEKLIKHEID OF ONREGMATIGE DAAD IS (INSLUITEND NALATIGHEID OF ANDERS) WAT OP ENIGE MANIER VOORTVLOEI UIT DIE GEBRUIK VAN DIE HULPBRONNE, SELF AL IS DIT IN GEADUSEER VAN DIE MOONTLIKHEID VAN SULKE SKADE.
RPL behou die reg voor om enige verbeterings, verbeterings, regstellings of enige ander wysigings aan die HULPBRONNE of enige produkte wat daarin beskryf word, te eniger tyd en sonder verdere kennisgewing aan te bring.
Die HULPBRONNE is bedoel vir geskoolde gebruikers met geskikte vlakke van ontwerpkennis. Gebruikers is alleen verantwoordelik vir hul keuse en gebruik van die HULPBRONNE en enige toepassing van die produkte wat daarin beskryf word. Gebruiker stem in om RPL te vrywaar en skadeloos te hou teen alle aanspreeklikhede, koste, skade of ander verliese wat voortspruit uit hul gebruik van die HULPBRONNE.
RPL gee gebruikers toestemming om die HULPBRONNE uitsluitlik in samewerking met die Raspberry Pi-produkte te gebruik. Alle ander gebruik van die HULPBRONNE is verbode. Geen lisensie word aan enige ander EVL of ander derdeparty intellektuele eiendomsreg toegestaan nie.
HOË RISIKO AKTIWITEITE. Raspberry Pi-produkte is nie ontwerp, vervaardig of bedoel vir gebruik in gevaarlike omgewings wat faalveilige werkverrigting vereis nie, soos in die bedryf van kernfasiliteite, vliegtuignavigasie- of kommunikasiestelsels, lugverkeerbeheer, wapenstelsels of veiligheidskritieke toepassings (insluitend lewensondersteuning) stelsels en ander mediese toestelle), waarin die mislukking van die produkte direk tot die dood, persoonlike besering of ernstige fisiese of omgewingskade kan lei (“Hoërisiko-aktiwiteite”). RPL ontken spesifiek enige uitdruklike of geïmpliseerde waarborg van geskiktheid vir hoërisiko-aktiwiteite en aanvaar geen aanspreeklikheid vir die gebruik of insluiting van Raspberry Pi-produkte in hoërisiko-aktiwiteite nie.
Raspberry Pi-produkte word verskaf onderhewig aan RPL se Standaardbepalings. RPL se voorsiening van die HULPBRONNE brei nie RPL se Standaardbepalings uit of wysig andersins nie, insluitend maar nie beperk tot die vrywarings en waarborge wat daarin uitgedruk word nie.
Dokumentweergawegeskiedenis
| Loslaat | Datum | Beskrywing |
|---|---|---|
| 1 | 1 Okt 2025 | Aanvanklike vrystelling |
Omvang van dokument
Hierdie dokument is van toepassing op die volgende Raspberry Pi-produkte:
Enkelbordrekenaars / SBC's
| Pi Nul | Pi Nul 2 | Pi 1 | Pi 2 | Pi 3 | Pi 4 | Pi 5 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | – |
Berekenmodules
| CM1 | CM3 | CM4 | CM5 |
|---|---|---|---|
| ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
Inleiding
USB On-The-Go (OTG) is 'n spesifikasie wat 'n toestel toelaat om óf as 'n USB-gasheer (soos 'n rekenaar) óf as 'n USB-toestel/randapparatuur (soos 'n sleutelbord, 'n Ethernet-adapter of 'n massabergingstoestel) te funksioneer. Die Wikipedia-bladsy 'USB On-The-Go' verskaf baie besonderhede oor die OTG-spesifikasie: https://en.wikipedia.org/wiki/USB_On-The-Go.
Gewoonlik behels 'n USB-verbinding 'n vaste gasheer (bv. 'n rekenaar) en randapparatuur (bv. 'n muis). USB OTG laat 'n toestel toe om tussen die twee te wissel. Byvoorbeeldample, 'n Raspberry Pi kan as 'n gasheer optree wanneer dit lees files vanaf 'n flash drive, of funksioneer self as 'n flash drive wanneer dit aan 'n rekenaar gekoppel is.
Die Raspberry Pi-familie sluit verskeie borde in wat in OTG/randapparatuurmodus kan funksioneer, maar ondersteuning verskil afhangende van die model en die stelsel op die skyfie (SoC). Wanneer dit in hierdie randapparatuurmodus werk, word die toestel dikwels 'n 'gadget' genoem.
Hierdie witskrif gaan deur die Raspberry Pi SBC-reeks, verduidelik hul OTG-vermoëns en verskaf konfigurasie-/kode-voorbeeldeampDit dek twee afsonderlike OTG-meganismes: die nalatenskapsmetode, wat steeds baie gewild is en eerste beskryf word, gevolg deur die tans aanbevole skema, ConfigFS.
Ou OTG
Raspberry Pi Zero / Zero W / Zero 2 W
Hierdie borde is die mees OTG-vriendelike in die Raspberry Pi-familie. Hulle stel die SoC se USB-beheerder direk bloot aan die USB-datapoort (die een gemerk USB, nie PWR IN nie), en die sagteware ingebou kan gekonfigureer word om jou Raspberry Pi as 'n OTG-toestel te laat optree.
Aktiveer OTG-modus
Wenk: Omdat jy die enigste USB-poort op Raspberry Pi Zero vir OTG-doeleindes gebruik, sal jy nie 'n sleutelbord of muis kan inprop nie. Jy kan eerder 'n Wi-Fi-verbinding en SSH gebruik om met Raspberry Pi Zero te kommunikeer…
dtoverlay=dwc2Nou moet ons die sagteware konfigureer om die versoekte OTG-drywer aan die USB-stelsel te koppel ...
console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=xxxxxxxx-02 rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait modules-load=dwc2,g_etherAnder Gadget Modules
In plaas van g_ether, jy kan probeer:
g_serialVerskyn as 'n USB-seriële toestelg_mass_storage: Stel 'n beeld bloot file as 'n flash driveg_composite: Emuleer 'n saamgestelde toestel
Wenk
'n USB-saamgestelde toestel is 'n enkele fisiese toestel wat as verskeie onafhanklike toestelle vir 'n rekenaar funksioneer en as verskeie afsonderlike koppelvlakke of toestelklasse verskyn. Dit kombineer verskillende funksies, soos 'n sleutelbord en 'n muis, of 'n stoorstasie en 'n ... webkamera, in 'n enkele USB-toestel en -konnektor. Wanneer dit gekoppel is, herken en gebruik die bedryfstelsel afsonderlike drywers vir elk van die toestel se afsonderlike funksies, wat hulle toelaat om onafhanklik te werk.
Om 'n USB-seriële toestel te skep, kan ons die toepaslike module vanaf die opdragreël laai:
- Kode
- sudo modprobe g_serial
Wanneer dit aan 'n Windows-rekenaar gekoppel is, sal die Raspberry Pi as 'n COM-poort in die Toestelbestuurder verskyn; wanneer dit aan 'n Linux-toestel gekoppel is (bv. 'n Raspberry Pi SBC), sal dit as 'n seriële toestel soos /dev/ttyACM0 verskyn.
Raspberry Pi 4 en 5 (OTG op die USB-C-kragpoort)
Raspberry Pi 4 se USB-C krag/OTG-poort ondersteun randapparatuurmodus wanneer dit nie gebruik word om die bord van krag te voorsien nie.
Raspberry Pi 5 stel 'n PCIe-gekoppelde USB-beheerder bekend, wat nie OTG ondersteun nie. Soos met Raspberry Pi 4, word die inheemse OTG-randfunksie op die SoC egter deur die kragkonnektor blootgestel.
Trappe
Voer jou Raspberry Pi deur die GPIO-kopstuk (5V en GND) aan, wat die USB-C vry laat.
Koppel die USB-C-poort aan jou gasheerrekenaar.
Aktiveer OTG in /boot/firmware/config.txt
Kode
dtoverlay=dwc2,dr_mode=randtoestel
Let wel
Jy benodig die dr_mode=peripheral-opsie op die oorlegsel om die beheerder in OTG-perifere (eerder as gasheer) modus te dwing, aangesien die OTG_ID-lyn wat normaalweg die seleksie sou doen, nie op Raspberry Pi 4 of 5 teenwoordig is nie.)
Laai 'n gadgetmodule (Ethernet):
Kode
sudo modprobe g_ether
Jou Raspberry Pi sal nou as 'n USB-toestel aan die gasheer koppel.
Wenk
Nie alle gasheerstelsels hanteer Raspberry Pi 4 se OTG-modus betroubaar nie. Ethernet en serieel werk die beste.
Raspberry Pi Berekeningsmodule-reeks
Raspberry Pi Berekeningsmodule 1, 3, 3+ en 4 stel die SoC se USB OTG-beheerder direk aan die draerbord bloot, wat hulle hoogs buigsaam maak.
CM1/CM3/CM3+ Die USB OTG-koppelvlak is beskikbaar op toegewyde penne; draerborde stel dit dikwels bloot via 'n mikro-USB-poort. CM4 Bied 'n OTG-bekwame USB 2.0-koppelvlak (USB_OTG). Dit word na die Compute Module 4 IO-bord se mikro-USB-aansluiting gelei.
CM4 OTG-eksample (Ethernet-toestel)
Steek 'n mikro-USB-kabel in die USB-poort op die IO-bord.
In /boot/firmware/config.txt, voeg by:
Kode
dtoverlay=dwc2,dr_mode=randtoestel
In /boot/cmdline.txt, voeg by:
- Kode
- modules-laai=dwc2,g_ether
Herbegin. Berekenmodule 4 sal nou as 'n USB Ethernet-adapter verskyn.
Raspberry Pi A, B, B+, 2B, 3B, 3B+
Die USB-poorte op hierdie modelle word gekoppel deur 'n hub-skyfie (LAN9512/LAN9514 of VIA Labs), wat OTG-vermoëns wegneem. Hulle kan slegs as USB-gashere funksioneer, dus is geen OTG-ondersteuning beskikbaar nie.
Gebruik van die verskillende toesteltipes
Hierdie afdeling beskryf hoe om die mees algemene toestelmodusse op te stel.
Massabergingstoestelle
Om 'n Raspberry Pi as 'n massabergingstoestel (soos 'n USB-stokkie) te gebruik, moet jy 'n agtergrond skep. file om die gestoorde data te stoor:
- Kode
- # Bvample: Maak 'n 256 MB file om as "USB-stokkie" op te tree
- sudo dd if=/dev/zero of=drive.bin bs=1M telling=256
- # Skep 'n VFAT file stelsel op die rugsteunwinkel
- sudo mkfs.vfat skyf.bin
- Wysig /etc/modprobe.d/g_mass_storage.conf om die stelsel te vertel om die rugsteunstoor te gebruik:
- Kode
- opsies g_massa_berging file=/drive.bin stall=0 verwyderbaar=1
- Jy kan die inhoud van die rugsteunstoor ondersoek deur dit op jou Raspberry Pi te monteer. Hier monteer ons dit in 'n lêergids genaamd mountpoint:
- Kode
- sudo mkdir-monteerpunt
- sudo mount -o loop drive.bin monteerpunt
Jy sal die paaie soos toepaslik moet aanpas.
Ethernet-toestelle
Wanneer die g_ether-toestel aan 'n Linux-gasheer gekoppel is, sal dit gewoonlik as 'n netwerkkoppelvlak met die naam usb0 verskyn (wanneer ifconfig gebruik word).
Jy kan (gewoonlik) met die toestel koppel deur SSH te gebruik, soos volg:
- Kode
- ssh pi@raspberrypi.local
Serial toestelle
Wanneer 'n Raspberry Pi as 'n g_serial-toestel opgestel word, sal 'n nuwe seriële toestel verskyn (wanneer Raspberry Pi OS Bookworm met 'n 6.12.34-kern gebruik word, was dit /dev/ttyGS0). Wanneer daardie Raspberry Pi-toestel dan in 'n (bv.ample, Linux) gasheer, sal die toestel herken word as 'n CDC ACM-versoenbare toestel en sal as 'n ander seriële poort verskyn. Byvoorbeeldample, op 'n Raspberry Pi 500 wat Bookworm laat loop, verskyn dit as /dev/ttyACM0.
Onder Linux kan jy die seriële skakel toets deur die skerm op elke toestel te gebruik. As jy Windows op die gasheer gebruik, behoort iets soos Putty goed te werk.
Op jou Raspberry Pi:
- Kode
- skerm /dev/ttyGS0
Op 'n Linux-gasheer:
- Kode
- skerm /dev/ttyACM0
Tik dan iets in elke venster — die uitvoer behoort eerder op die ander skerm te verskyn.
Let wel
Indien die skerm nie geïnstalleer is nie, gebruik sudo apt install screen in 'n terminaalvenster.
Dit is maklik om te sien hoe hierdie funksionaliteit gebruik kan word om 'n seriële koppelvlak aan 'n Raspberry Pi-toestel te verskaf wat 'n aantal sensors monitor (bv. via I2C of SPI) en die versamelde inligting via die seriële poort terugstuur na die gasheerrekenaar.
ConfigFS/usb_gadget: 'n dapper nuwe wêreld
Alhoewel hulle verreweg die mees algemene manier is om OTG op Raspberry Pi-toestelle op te stel, is die meganismes wat hierbo beskryf word, eintlik vervang deur iets genaamd usb_gadget, wat deel is van ConfigFS.
ConfigFS is 'n Linux-kernkoppelvlak (’n virtuele file stelsel gemonteer by /sys/kernel/config) wat gebruik word om kernobjekte —insluitend USB-toesteldrywers — op 'n modulêre manier te konfigureer. Die gebruik van ConfigFS / usb_gadget is meer buigsaam as die ou g_mass_storage /g_ether-metode, want jy kan verskeie USB-funksies (bv. Ethernet + serieel + massaberging) gelyktydig saamstel.
Hierdie ekstra funksionaliteit kom egter met 'n hoër opstellingskoste.
Die basiese idee is dat 'n stel virtuele lêers en files word geskep onder die /sys/kernel/config-lêergids, wat die benodigde toestel definieer.
Sommige kerndokumentasie oor usb_gadgets is hier beskikbaar: https://docs.kernel.org/driver-api/usb/gadget.html en https://www.kernel.org/doc/Documentation/ABI/testing/configfs-usb-gadget.
Opstelling
Die opstelling van die DWC USB-randapparatuur is dieselfde as in die ou modus. Wysig config.txt as sudo en voeg by:
Ons kan seker maak dat dit behoorlik gelaai het deur na die inhoud van /sys/kernel/config te kyk, wat nou 'n lêergids genaamd usb_gadget behoort te bevat.
Die skep van die werklike USB-toestel is volgende, wat behels die skep van 'n lêergids met die naam van die toestel en dan die skep van 'n stel inskrywings binne daardie lêergids om die toestel se eienskappe te definieer. Hierdie bash-skripuittreksel doen die meeste van die vereiste opstelling:
Noudat die basiese toesteldata opgestel is, moet ons die toestel presies vertel wat dit is. Om elke toestel te skep, is so eenvoudig soos om 'n vouer in die ConfigFS-toestel se funksies-vouer te skep en dan daardie vouer aan die konfigurasie-inskrywing binne dieselfde toestel te koppel.
Reeks (CDC ACM):
Ethernet (RNDIS en ECM):
Massa berging:
Soos met die ou opstelling, benodig ons 'n rugsteunstoor vir ons massabergingstoestel:
En om dit te gebruik:
Wenk
/sys/class/udc is 'n gids binne die sysfs file stelsel wat die beskikbare USB-toestelbeheerders (UDC's) verteenwoordig. Dit laat die kern se USB-toestel-substelsel toe om hardeware-UDC's op 'n toestel te identifiseer en daarmee te kommunikeer, wat die stelsel in staat stel om as 'n USB-randtoestel te funksioneer. Jy kan die inhoud daarvan lys deur ls /sys/class/udc/ te gebruik om die naam van die UDC te vind, soos 3f980000.usb, en dan daardie naam na 'n toestel se konfigurasie skryf om die toestel aan die UDC te bind.
Sodra die opstelling voltooi is, behoort die lêergidsstruktuur en -inhoud soos die vorige een te lyk.amphieronder, wat beide 'n seriële toestel en 'n Ethernet-toestel op dieselfde toestel opstel:
Herbegin nou, en koppel dan die Raspberry Pi-toestel aan 'n gasheertoestel (bv. 'n ander Raspberry Pi, 'n Windows-rekenaar of 'n Linux-rekenaar). Die gasheer moet 'n USB Ethernet-toestel en 'n seriële toestel gekoppel hê.
Maak dit alles werk
Al die bogenoemde opdragte moet elke keer uitgevoer word wanneer die Raspberry Pi-toestel begin. Aangesien Raspberry Pi OS systemd gebruik, is dit die gepaste manier om die opstartskrip wat al die opstelling doen, uit te voer. Hier is 'n voorbeeld.ampdie skrip wat al die instruksies van bo saamstel:
Ons moet nou vir systemd sê om ons skrip tydens opstart uit te voer.
Skep 'n file in /lib/systemd/system — die naam wat jy kies is aan jou (solank die agtervoegsel .service is), maar vir hierdie bv.ample, ons sal massa-bergingstoestel.diens gebruik. Voer die volgende in die file (let wel dat daar baie verskillende opsies vir hierdie diens is) files; ons het sopas die gebruik wat ons nodig het):
Jy sal die ExecStart-lyn moet verander om te wys na waar jy die opstelskrip gestoor het. Jy moet dan vir systemd sê om die diens tydens opstart uit te voer:
Nou, wanneer jy jou Raspberry Pi aan 'n gasheer koppel, behoort dit as 'n massabergingstoestel te verskyn. Jy kan die systemd-diens soos volg deaktiveer:
Koppel 'n aanmeldkonsole aan 'n seriële poort
As jy jou Raspberry Pi as 'n seriële toestel opgestel het, wil jy dalk daardie seriële toestel gebruik om by die toestel aan te meld, eerder as om dit net vir punt-tot-punt seriële kommunikasie te gebruik. Op die nuutste weergawe van Raspberry Pi OS wat systemd gebruik, is dit maklik. Jy moet die stelsel aansê om 'n getty op die seriële poort te skep, en dan vir systemd aansê om dit te begin. Die volgende stel die getty op ttyGS0 op (die tty wat geskep word wanneer ConfigFS gebruik word om 'n seriële toestel op te stel); jy moet dit dalk aanpas om ooreen te stem met watter tty ook al die seriële toestel aan toegewys is.
Dit sal die getty op die seriële poort begin en verseker dat dit outomaties met elke herlaai begin.
Wenk
Wat is 'n getty? In Linux is 'n getty 'n program wat terminale (beide fisiese seriële poorte en virtuele konsoles) bestuur om verskeie gebruikers toe te laat om by 'n stelsel aan te meld, take soos die initialisering van die terminaal, die vertoon van 'n aanmeldprompt en die aanroep van die aanmeldprogram om die gebruiker te verifieer, hanteer.
Hierdie funksie kan veral nuttig wees op iets soos 'n Raspberry Pi Zero of Raspberry Pi Zero 2 W. Met net een USB-verbinding wat beide krag en seriële kommunikasie verskaf, kan jy die toestel inprop en via 'n terminaal daarby aanmeld.
Gevolgtrekking
Vir ware USB-toestelprojekte (bv. Ethernet, serieel, massaberging), is die Raspberry Pi Zero-familie en Raspberry Pi-rekenaarmodules die beste keuse.
Raspberry Pi 4 en Raspberry Pi 5 bied wel OTG-ondersteuning, maar hul kragvereistes kan 'n probleem wees.
Raspberry Pi A-, B-, 2B-, 3B- en 3B+-borde ondersteun nie OTG nie.
As jou projek baie op OTG staatmaak, is die beste opsies Raspberry Pi Zero 2 W of Raspberry Pi Compute Module 4 met die Compute Module 4 IO Board.
Daar is twee opsies aan die sagtewarekant: die ouer stelsel word steeds algemeen gebruik en is maklik om op te stel; die ConfigFS-stelsel vereis meer werk om op te stel, maar bied beter funksionaliteit.
Vinnige verwysingstabel
| Model | OTG Ondersteuning | Notas |
| Raspberry Pi Zero / Zero W / Zero 2 W | Ja | Ten volle ondersteun op USB-datapoort |
| Raspberry Pi 4 | Ja ¹ | USB-C-poort in toestelmodus |
| Raspberry Pi 5 | Ja ¹ | USB-C-poort in toestelmodus |
| Raspberry Pi A/B/2B/3B/3B+ | Nee | Slegs gasheermodus |
| Raspberry Pi Berekeningsmodule 1–3 | Ja | Blootgestel op OTG-penne |
| Raspberry Pi Compute Module 4 | Ja | mikro-USB op CM4 IO-bord |
¹ Raspberry Pi 4 en 5 sal gewoonlik krag van die gasheer via die USB-kabel trek, dus daar kan beperkings wees op beskikbare stroom as gevolg van die hoër kragvereistes van hierdie toestelle.
Kontakbesonderhede vir meer inligting
Kontak asseblief applications@raspberrypi.com as u enige navrae oor hierdie witboek het. Web: www.raspberrypi.com
Gereelde Vrae
Wat is die risiko's verbonde aan die aktivering van OTG-modus?
Om OTG-modus te aktiveer, is 'n redigeringstelsel nodig filewat 'n risiko kan inhou indien dit verkeerd gedoen word. Dit word aanbeveel om die instruksies noukeurig te volg en belangrike data te rugsteun voordat u veranderinge aanbring.
Kan ek OTG-modus op ander Raspberry Pi-modelle as Zero, Zero W en Zero 2 W gebruik?
Alhoewel die instruksies wat verskaf word spesifiek is vir die genoemde modelle, kan jy soortgelyke konfigurasies op ander Raspberry Pi SBC's verken met toepaslike aanpassings.
Dokumente / Hulpbronne
 |
ResearchGate Raspberry Pi Enkelbordrekenaar [pdf] Instruksiehandleiding Raspberry Pi Enkelbordrekenaar, Raspberry Pi, Enkelbordrekenaar, Bordrekenaar, Rekenaar |