מחשב לוח יחיד של ResearchGate Raspberry Pi

מידע על המוצר

מפרטים

• יצרן: Raspberry Pi בע"מ
• תאריך בנייה: 01/10/2025
• גרסת בנייה: 99a8b0292e31
• מוצרי Raspberry Pi נתמכים: Pi Zero, Pi Zero 2 W, Pi 1 AB, Pi 2, Pi 3, Pi 4, Pi 5, מודולי חישוב CM1, CM3, CM4, CM5

קולופון
© 2022-2025 Raspberry Pi Ltd

תיעוד זה מורשה תחת ייחוס Creative Commons-NoDerivatives 4.0 בינלאומי (CC BY-ND).

לְשַׁחְרֵר	1
תאריך בניה	01/10/2025
גרסת בנייה	99a8b0292e31

הודעת כתב ויתור משפטי
נתונים טכניים ואמינות עבור מוצרי RASPBERRY PI (כולל גיליונות נתונים) כפי שמשתנים מעת לעת ("משאבים") מסופקים על ידי RASPBERRY PI LTD ("RPL") "כפי שהם" וכל אחריות מפורשת או משתמעת, לרבות, אך לא רק, אחריות משתמעת לסחירות והתאמה למטרה מסוימת, אינה נלקחת בחשבון. במידה המרבית המותרת על פי החוק החל, RPL לא תהיה אחראית בשום מקרה לכל נזק ישיר, עקיף, מקרי, מיוחד, לדוגמה או תוצאתי (לרבות, אך לא רק, רכישת סחורות או שירותים חלופיים; אובדן שימוש, נתונים או רווחים; או הפרעה עסקית) ללא קשר לסיבה ולכל תיאוריה של אחריות, בין אם בחוזה, אחריות קפדנית או נזיקין (לרבות רשלנות או אחרת) הנובעים בכל דרך שהיא משימוש במשאבים, גם אם עודכנה האפשרות של נזק כזה.

RPL שומרת לעצמה את הזכות לבצע כל שיפורים, שיפורים, תיקונים או כל שינוי אחר במשאבים או בכל מוצר המתואר בהם בכל עת וללא הודעה נוספת.
המשאבים מיועדים למשתמשים מיומנים עם רמות מתאימות של ידע עיצובי. המשתמשים הם האחראים הבלעדיים לבחירתם ולשימוש במשאבים ולכל יישום של המוצרים המתוארים בהם. המשתמש מסכים לשפות ולחזק את RPL מפני כל התחייבויות, עלויות, נזקים או הפסדים אחרים הנובעים מהשימוש שלהם במשאבים.
RPL מעניק למשתמשים הרשאה להשתמש במשאבים אך ורק בשילוב עם מוצרי Raspberry Pi. כל שימוש אחר במשאבים אסור. לא ניתן רישיון לכל RPL אחר או זכות קניין רוחני אחרת של צד שלישי.

פעילויות בסיכון גבוה. מוצרי Raspberry Pi אינם מתוכננים, מיוצרים או מיועדים לשימוש בסביבות מסוכנות הדורשות ביצועים בטיחותיים בכשל, כגון בהפעלת מתקנים גרעיניים, מערכות ניווט או תקשורת של מטוסים, בקרת תעבורה אווירית, מערכות נשק או יישומים קריטיים לבטיחות (כולל תמיכת חיים) מערכות ומכשירים רפואיים אחרים), שבהם כשל במוצרים עלול להוביל ישירות למוות, לפציעה אישית או לנזק פיזי או סביבתי חמור ("פעילויות בסיכון גבוה"). RPL מסירה במפורש כל אחריות מפורשת או משתמעת להתאמה לפעילויות בסיכון גבוה ואינה מקבלת כל אחריות לשימוש או הכללה של מוצרי Raspberry Pi בפעילויות בסיכון גבוה.
מוצרי Raspberry Pi מסופקים בכפוף לתנאים הסטנדרטיים של RPL. אספקת המשאבים של RPL אינה מרחיבה או משנה אחרת את התנאים הסטנדרטיים של RPL, לרבות אך לא מוגבלת לכתבי הוויתור והאחריות המובעים בהם.

היסטוריית גרסאות מסמך

לְשַׁחְרֵר	תַאֲרִיך	תֵאוּר
1	1 באוקטובר 2025	שחרור ראשוני

היקף המסמך
מסמך זה חל על מוצרי Raspberry Pi הבאים:

מחשבי לוח יחיד / SBC

פאי אפס	פאי זירו 2	פי 1	פי 2	פי 3	פי 4	פי 5
✓	✓	✓	✓	✓	✓	–

מודולי חישוב

CM1	CM3	CM4	CM5
✓	✓	✓	✓

מָבוֹא

USB On-The-Go (OTG) הוא מפרט המאפשר למכשיר לתפקד כמארח USB (כמו מחשב) או כהתקן/התקן היקפי USB (כמו מקלדת, מתאם Ethernet או התקן אחסון בנפח גדול). דף הוויקיפדיה 'USB On-The-Go' מספק פרטים רבים על מפרט ה-OTG: https://en.wikipedia.org/wiki/USB_On-The-Go.
בדרך כלל, חיבור USB כולל מארח קבוע (למשל מחשב) והתקן היקפי (למשל עכבר). USB OTG מאפשר למכשיר לעבור בין השניים. לדוגמהample, Raspberry Pi יכול לשמש כמארח בעת קריאה fileמדיסק און קי, או לתפקד ככונן הבזק בעצמו כאשר הוא מחובר למחשב.

משפחת Raspberry Pi כוללת מספר לוחות שיכולים לתפקד במצב OTG/היקפי, אך התמיכה משתנה בהתאם לדגם ולמערכת על השבב (SoC). כאשר המכשיר פועל במצב היקפי זה, הוא מכונה לעתים קרובות "גאדג'ט".
סקירה טכנית זו סוקרת את סדרת ה-SBC של Raspberry Pi, מסבירה את יכולות ה-OTG שלה ומספקת דוגמאות לתצורה/קוד.ampזה מכסה שני מנגנוני OTG שונים: שיטת ה-Legacy, שעדיין פופולרית מאוד ומתוארת ראשונה, ואחריה הסכימה המומלצת כיום, ConfigFS.

OTG מדור קודם

פטל פאי זירו / זירו W / זירו 2 W
לוחות אלו הם הידידותיים ביותר ל-OTG במשפחת ה-Raspberry Pi. הם חושפים את בקר ה-USB של ה-SoC ישירות על יציאת הנתונים USB (זו שכותרתה USB, לא PWR IN), וניתן להגדיר את התוכנה המובנה כך שתפעל כמכשיר OTG של ה-Raspberry Pi.

הפעלת מצב OTG

עֵצָה: מכיוון שאתה משתמש ביציאת ה-USB היחידה ב-Raspberry Pi Zero למטרות OTG, לא תוכל לחבר מקלדת או עכבר. במקום זאת תוכל להשתמש בחיבור Wi-Fi ו-SSH כדי לתקשר עם Raspberry Pi Zero...

dtoverlay=dwc2

כעת עלינו להגדיר את התוכנה לחיבור מנהל ההתקן OTG המבוקש למערכת ה-USB...

console=serial0,115200 console=tty1 root=PARTUUID=xxxxxxxx-02 rootfstype=ext4 fsck.repair=yes rootwait modules-load=dwc2,g_ether

מודולים אחרים של גאדג'טים
בִּמקוֹם g_ether, אתה יכול לנסות:

• g_serialמופיע כהתקן טורי USB
• g_mass_storage: חושף תמונה file ככונן הבזק
• g_compositeמדמה התקן מורכב

עֵצָה
התקן USB מורכב הוא התקן פיזי יחיד המתפקד כמספר התקנים עצמאיים למחשב, ומופיע כמספר ממשקים או מחלקות התקנים נפרדים. הוא משלב פונקציות שונות, כגון מקלדת ועכבר, או כונן אחסון ו... webמצלמת רשת, להתקן USB יחיד ומחבר. לאחר החיבור, מערכת ההפעלה מזהה ומשתמשת במנהלי התקנים נפרדים עבור כל אחת מהפונקציות הייחודיות של ההתקן, מה שמאפשר להם לפעול באופן עצמאי.

כדי ליצור גאדג'ט טורי USB, נוכל לטעון את המודול המתאים משורת הפקודה:

• קוד
• sudo modprobe g_serial

כאשר הוא מחובר למחשב Windows, ה-Raspberry Pi יופיע כיציאת COM במנהל ההתקנים; כאשר הוא מחובר להתקן לינוקס (למשל Raspberry Pi SBC), הוא יופיע כהתקן טורי כמו ‎/dev/ttyACM0.

Raspberry Pi 4 ו-5 (OTG ביציאת החשמל USB-C)
יציאת ה-USB-C/OTG של ה-Raspberry Pi 4 תומכת במצב ציוד היקפי כאשר היא אינה בשימוש להפעלת הלוח.
Raspberry Pi 5 מציג בקר USB המחובר ל-PCIe, שאינו תומך ב-OTG. עם זאת, כמו ב-Raspberry Pi 4, פונקציית הציוד ההיקפי OTG המקורית ב-SoC נחשפת דרך מחבר החשמל.

צעדים
הפעילו את ה-Raspberry Pi שלכם דרך ראש ה-GPIO (5V ו-GND), כך שחיבור ה-USB-C יהיה פנוי.
חבר את יציאת ה-USB-C למחשב המארח שלך.

הפעל OTG בקובץ /boot/firmware/config.txt 

קוד
dtoverlay=dwc2,dr_mode=ציוד היקפי

פֶּתֶק
אתם צריכים את האפשרות dr_mode=peripheral בשכבת העל כדי לאלץ את הבקר למצב OTG היקפי (ולא מצב מארח), מכיוון ששורת ה-OTG_ID שבדרך כלל מבצעת את הבחירה אינה קיימת ב-Raspberry Pi 4 או 5.)

טען מודול גאדג'ט (Ethernet):
קוד
sudo modprobe g_ether
ה-Raspberry Pi שלך ימונה כעת כהתקן USB למארח.

עֵצָה
לא כל מערכות המארח מטפלות במצב OTG של Raspberry Pi 4 בצורה אמינה. חיבור Ethernet וחיבור טורי פועלים בצורה הטובה ביותר.

סדרת מודולי חישוב של Raspberry Pi
מודולי החישוב 1, 3, 3+ ו-4 של Raspberry Pi חושפים את בקר ה-USB OTG של ה-SoC ישירות ללוח הסוללה, מה שהופך אותם לגמישים ביותר.
CM1/CM3/CM3+ ממשק USB OTG זמין בפינים ייעודיים; לכרטיסי מטען יש יציאת micro-USB לרוב. CM4 מציע ממשק USB 2.0 תואם OTG (USB_OTG). ממשק זה מנותב למחבר micro-USB של לוח IO מודול המחשוב 4.

CM4 OTG לשעברample (גאדג'ט אתרנט)
חבר כבל micro-USB ליציאת ה-USB בלוח ה-IO.

בקובץ /boot/firmware/config.txt, הוסף:

קוד
dtoverlay=dwc2,dr_mode=ציוד היקפי

ב-/boot/cmdline.txt, הוסף:

• קוד
• מודולים-טעינה=dwc2,g_ether

אתחול מחדש. מודול המחשוב 4 יופיע כעת כמתאם USB Ethernet.

פטל פאי A, B, B+, 2B, 3B, 3B+
יציאות ה-USB בדגמים אלה מחוברות דרך שבב רכזת (LAN9512/LAN9514 או VIA Labs), אשר מסיר את יכולות ה-OTG. הן יכולות לפעול רק כמארחות USB, ולכן אין תמיכה ב-OTG.

שימוש בסוגי המכשירים השונים
סעיף זה מתאר כיצד להגדיר את מצבי הגאדג'ט הנפוצים ביותר.

התקני אחסון המוני
כדי להשתמש ב-Raspberry Pi כמכשיר אחסון בנפח גדול (כמו דיסק און קי), תצטרכו ליצור גיבוי. file כדי לשמור את הנתונים המאוחסנים:

• קוד
  • # דוגמהample: צור 256 מגה-בייט file לשמש כ"כונן USB"
  • sudo dd if=/dev/zero of=drive.bin bs=1M count=256
  • # צור VFAT file מערכת על מאגר הגיבוי
  • sudo mkfs.vfat drive.bin
• ערוך את /etc/modprobe.d/g_mass_storage.conf כדי להורות למערכת להשתמש במאגר הגיבוי:
  • קוד
  • אפשרויות g_mass_storage file=/drive.bin stall=0 נשלף=1
  • ניתן לבדוק את תוכן מאגר הגיבוי על ידי הרכבתו על ה-Raspberry Pi שלכם. כאן אנו מרכיבים אותו בתיקייה בשם mountpoint:
• קוד
  • נקודת הרכבה של sudo mkdir
  • sudo mount -o loop drive.bin נקודת הרכבה

תצטרך להתאים את הנתיבים בהתאם לצורך.

התקני אתרנט
כאשר התקן ה-g_ether מחובר למארח לינוקס, הוא בדרך כלל יופיע כממשק רשת בשם usb0 (בעת שימוש ב- ifconfig).
ניתן (בדרך כלל) להתחבר למכשיר באמצעות SSH, באופן הבא:

• קוד
• ssh pi@raspberrypi.local

מכשירים סדרתיים

כאשר Raspberry Pi מוגדר כהתקן g_serial, יופיע התקן טורי חדש (בעת שימוש ב-Raspberry Pi OS Bookworm עם ליבה 6.12.34, זה היה /dev/ttyGS0). כאשר התקן Raspberry Pi מחובר לחיבור (לדוגמהample, Linux), המכשיר יזוהה כמכשיר תואם CDC ACM ויופיע כיציאה טורית נוספת. לדוגמהample, על Raspberry Pi 500 שבו מריץ Bookworm, זה מופיע כ- /dev/ttyACM0.
תחת לינוקס, ניתן לבדוק את הקישור הטורי באמצעות מסך בכל מכשיר. אם משתמשים ב-Windows על המחשב המארח, משהו כמו Putty אמור לעבוד היטב.

על ה-Raspberry Pi שלך:

• קוד
• מסך /dev/ttyGS0

על מארח לינוקס:

• קוד
• מסך /dev/ttyACM0

לאחר מכן הקלד משהו בכל חלון - הפלט אמור להופיע במסך השני במקום זאת.

פֶּתֶק
אם המסך אינו מותקן, השתמש בפונקציה sudo apt install screen בחלון טרמינל.
קל לראות כיצד ניתן להשתמש בפונקציונליות זו כדי לספק ממשק טורי למכשיר Raspberry Pi המנטר מספר חיישנים (למשל דרך I2C או SPI) ומעביר את המידע שנאסף בחזרה, דרך היציאה הטורית, למחשב המארח.

ConfigFS/usb_gadget: עולם חדש ואמיץ

למרות שהן ללא ספק הדרך הנפוצה ביותר להגדיר OTG במכשירי Raspberry Pi, המנגנונים שתוארו לעיל הוחלפו למעשה על ידי משהו שנקרא usb_gadget, שהוא חלק מ-ConfigFS.
ConfigFS הוא ממשק ליבה של לינוקס (ממשק וירטואלי file מערכת המותקנת ב-/sys/kernel/config) המשמשת להגדרת אובייקטי ליבה - כולל מנהלי התקנים של גאדג'טים מסוג USB - בצורה מודולרית. השימוש ב-ConfigFS / usb_gadget גמיש יותר משיטת g_mass_storage /g_ether הישנה, ​​מכיוון שניתן לחבר מספר פונקציות USB (למשל Ethernet + serial + אחסון בנפח גדול) בו זמנית.
עם זאת, פונקציונליות נוספת זו מגיעה עם עלות התקנה גבוהה יותר.
הרעיון הבסיסי הוא שקבוצה של תיקיות וירטואליות ו files נוצר תחת התיקייה /sys/kernel/config, אשר מגדירה את הגאדג'ט הנדרש.
תיעוד חלקי של הליבה על usb_gadgets זמין כאן: https://docs.kernel.org/driver-api/usb/gadget.html ו https://www.kernel.org/doc/Documentation/ABI/testing/configfs-usb-gadget.

הגדרה
הגדרת התקן היקפי USB של DWC זהה למצב Legacy. ערוך את config.txt כ- sudo והוסף:

נוכל לבדוק שהוא נטען כראוי על ידי התבוננות בתוכן של ‎/sys/kernel/config, אשר כעת אמור להכיל תיקייה בשם usb_gadget.
יצירת גאדג'ט ה-USB עצמו היא הבאה, הכוללת יצירת תיקייה עם שם הגאדג'ט ולאחר מכן יצירת קבוצת ערכים בתוך תיקייה זו כדי להגדיר את מאפייני הגאדג'ט. קטע סקריפט bash זה מבצע את רוב ההתקנה הנדרשת:

כעת, לאחר הגדרת נתוני המכשיר הבסיסיים, עלינו לציין בדיוק מהו המכשיר. יצירת כל התקן היא פשוטה כמו יצירת תיקייה בתיקיית הפונקציות של גאדג'ט ConfigFS ולאחר מכן קישור תיקייה זו לערך התצורה באותו גאדג'ט.

סידורי (CDC ACM):

אתרנט (RNDIS ו-ECM):

אחסון בנפח גדול:
כמו בהגדרות הדור הבא, אנו זקוקים לאחסון גיבוי עבור גאדג'ט אחסון ההמונים שלנו:

וכדי להשתמש בזה:

עֵצָה
/sys/class/udc היא ספרייה בתוך sysfs file מערכת המייצגת את בקרי התקני ה-USB (UDCs) הזמינים. היא מאפשרת לתת-מערכת גאדג'ט ה-USB של הליבה לזהות ולקיים אינטראקציה עם UDCs חומרתיים בהתקן, מה שמאפשר למערכת לתפקד כהתקן היקפי של USB. ניתן לרשום את תוכנו באמצעות ls /sys/class/udc/ כדי למצוא את שם ה-UDC, כגון 3f980000.usb, ולאחר מכן לכתוב שם זה לתצורת הגאדג'ט כדי לקשור את הגאדג'ט ל-UDC.

לאחר השלמת ההתקנה, מבנה התיקיות והתוכן אמורים להיות דומים לאלה של הקודםampלהלן, אשר מגדיר גם גאדג'ט טורי וגם גאדג'ט Ethernet באותו התקן:

כעת אתחל מחדש, לאחר מכן חבר את התקן Raspberry Pi להתקן מארח (למשל Raspberry Pi אחר, מחשב Windows או מחשב Linux). למארח צריכים להיות מחוברים התקן Ethernet USB והתקן טורי.

לגרום להכל לעבוד
יש להריץ את כל הפקודות המתוארות לעיל בכל פעם שמכשיר Raspberry Pi מופעל. מכיוון שמערכת ההפעלה Raspberry Pi משתמשת ב-systemd, זוהי הדרך המתאימה להריץ את סקריפט האתחול שמבצע את כל ההגדרות. הנה דוגמהampסקריפט שמאגד את כל ההוראות מלמעלה:

עכשיו אנחנו צריכים להגיד ל-systemd להריץ את הסקריפט שלנו בעת ההפעלה.
צור א file ב-/lib/systemd/system — בחירת השם היא בידיים שלך (כל עוד הסיומת היא .service), אבל לדוגמה זוampנשתמש ב- mass-storage-device.service. הזן את הפרטים הבאים לתוך file (שימו לב שישנן אפשרויות רבות ושונות עבור שירות זה fileש; פשוט השתמשנו באלה שאנחנו צריכים):

תצטרכו לשנות את שורת ExecStart כך שתצביע על המקום שבו שמרתם את סקריפט ההתקנה. לאחר מכן תצטרכו להורות ל-systemd להפעיל את השירות בעת ההפעלה:

כעת, כאשר תחברו את ה-Raspberry Pi שלכם למארח, הוא אמור להופיע כמכשיר אחסון בנפח גדול. ניתן להשבית את שירות systemd באופן הבא:

חיבור קונסולת התחברות ליציאה טורית

אם הגדרתם את ה-Raspberry Pi שלכם כגאדג'ט טורי, ייתכן שתרצו להשתמש בגאדג'ט טורי זה כדי להתחבר למכשיר, במקום להשתמש בו רק לתקשורת טורית נקודה לנקודה. בגרסה העדכנית ביותר של מערכת ההפעלה Raspberry Pi שבה פועל systemd, זה קל. עליכם להורות למערכת ליצור getty ביציאה הטורית, ולאחר מכן להורות ל-systemd להפעיל אותה. הפעולות הבאות מגדירות את getty ב-ttyGS0 (ה-tty שנוצר בעת שימוש ב-ConfigFS להגדרת התקן טורי); ייתכן שתצטרכו להתאים זאת כך שיתאים ל-tty שאליו מוקצה ההתקן הטורי.

פעולה זו תפעיל את ה-getty ביציאה הטורית ותבטיח שהוא יופעל אוטומטית בכל אתחול מחדש.

עֵצָה
מה זה getty? בלינוקס, getty היא תוכנה שמנהלת טרמינלים (הן פורטים טוריים פיזיים והן קונסולות וירטואליות) כדי לאפשר למשתמשים מרובים להתחבר למערכת, תוך טיפול במשימות כמו אתחול הטרמינל, הצגת בקשת התחברות והפעלת תוכנת ההתחברות לאימות המשתמש.

תכונה זו יכולה להיות שימושית במיוחד במשהו כמו Raspberry Pi Zero או Raspberry Pi Zero 2 W. עם חיבור USB אחד בלבד המספק גם חשמל וגם תקשורת טורית, ניתן לחבר את המכשיר ולהתחבר אליו דרך מסוף.

מַסְקָנָה
עבור פרויקטים אמיתיים של גאדג'טים עם USB (למשל, Ethernet, טורי, אחסון בנפח), משפחת Raspberry Pi Zero ומודולי המחשוב של Raspberry Pi הם הבחירה הטובה ביותר.
Raspberry Pi 4 ו-Raspberry Pi 5 אכן מציעים תמיכה ב-OTG, אך דרישות החשמל שלהם עשויות להוות בעיה.
לוחות Raspberry Pi A, B, 2B, 3B ו-3B+ אינם תומכים ב-OTG.
אם הפרויקט שלכם תלוי במידה רבה ב-OTG, האפשרויות הטובות ביותר הן Raspberry Pi Zero 2 W או Raspberry Pi Compute Module 4 עם לוח IO Compute Module 4.
ישנן שתי אפשרויות בצד התוכנה: המערכת הישנה עדיין בשימוש נפוץ וקלה להתקנה; מערכת ConfigFS דורשת יותר עבודה להתקנה אך מספקת פונקציונליות טובה יותר.

טבלת עיון מהירה

דֶגֶם	תמיכת OTG	הערות
פטל פאי זירו / זירו W / זירו 2 W	כֵּן	תמיכה מלאה ביציאת נתונים USB
Raspberry Pi 4	כן ¹	יציאת USB-C במצב מכשיר
Raspberry Pi 5	כן ¹	יציאת USB-C במצב מכשיר
פטל פאי A/B/2B/3B/3B+	לֹא	מצב מארח בלבד
מודול חישוב 1-3 של Raspberry Pi	כֵּן	חשוף על פיני OTG
Raspberry Pi Compute Module 4	כֵּן	מיקרו-USB על לוח CM4 IO

¹ מכשירי Raspberry Pi 4 ו-5 בדרך כלל יקבלו חשמל מהמארח דרך כבל ה-USB, כך שייתכנו מגבלות על הזרם הזמין עקב דרישות החשמל הגבוהות יותר של מכשירים אלה.

פרטי קשר למידע נוסף
אנא צור קשר applications@raspberrypi.com אם יש לכם שאלות בנוגע למסמך הלבן הזה. Web: www.raspberrypi.com

שאלות נפוצות

מהם הסיכונים הכרוכים בהפעלת מצב OTG?

הפעלת מצב OTG דורשת מערכת עריכה fileאשר עלולים להוות סיכון אם מבוצעים בצורה שגויה. מומלץ לעקוב אחר ההוראות בקפידה ולגבות נתונים חשובים לפני ביצוע שינויים.

האם ניתן להשתמש במצב OTG בדגמי Raspberry Pi שאינם Zero, Zero W ו-Zero 2 W?

בעוד שההוראות המסופקות ספציפיות לדגמים שהוזכרו, ניתן לחקור תצורות דומות על SBCs אחרים של Raspberry Pi עם התאמות מתאימות.

מסמכים / משאבים

מחשב לוח יחיד של ResearchGate Raspberry Pi [pdfמדריך הוראות מחשב לוח יחיד של רספברי פאי, רספברי פאי, מחשב לוח יחיד, מחשב לוח, מחשב

הפניות

• מדריך למשתמש