Tìm hiểu kiến trúc nhúng raspberry pi

Mục lục

LỜI MỞ ĐẦU....................................................................................................................2
PHẦN I: TỔNG QUÁT VỀ RASPBERRY PI................................................................3
1. Raspberry Pi là gì ? Ứng dụng của Raspberry Pi...................................................3
2. Cấu tạo phần cứng Raspberry Pi..............................................................................5
2.1

Raspberry Pi model A và Raspberry Pi model A+...............................................6

2.2

Raspberry Pi model B và Raspberry Pi model B+...............................................8

2.3

Raspberry Pi 2......................................................................................................9

2.4

Raspberry Pi 3....................................................................................................10

3. Các hệ điều hành chạy trên Raspberry Pi..............................................................11
PHẦN 2: CẤU TRÚC RASPBERRY PI 3 MODEL B.................................................24
1. Ưu điểm củaRaspberry pi 3 model B.......................................................................24
2. Cấu trúc phần cứng..................................................................................................25

2

LỜI MỞ ĐẦU
Các chuyên gia luôn nỗ lực phát triển các thiết bị điện tử mới đáp ứng nhu cầu và
yêu cầu của khách hang. Công nghệ đã và đang được phát triển không ngừng, làm cho
các thiết bị ngày càng trở nên gọn gàng và thực hiện được nhiều chức năng hơn. Sử dụng
các cách thông thường cũ để phát triển các thiết bị điện tử đang dần trở nên lỗi thời vì
trọng lượng lớn và chiếm nhiều không gian nhưng lại đắt tiền và có khả năng thực hiện
một số lượng hoạt động ít hơn. Bài tiểu luận này chúng em xin thảo luận chi tiết về một
thiết bị được nhiều người quan tâm hiện nay đó chính là Raspberry Pi .

3


PHẦN I: TỔNG QUÁT VỀ RASPBERRY PI
1. Raspberry Pi là gì ? Ứng dụng của Raspberry Pi
Raspberry Pi sản xuất bởi 3 OEM: Sony, Qsida, Egorman. Và được phân phối
chính bởi Element14, RS Components và Egoman. Glyn Moody đã miêu tả về dự án
Raspberry Pi tháng 5 năm 2011 như một “Potential BBC Micro 2.0”, nghĩa là nó không
thay thế máy tính nhưng nó bổ sung cho nó.
Raspberry Pi như một máy tính có kích thước nhỏ ( chỉ bằng một chiếc thẻ credit- card),
có giá thành thấp. Raspberry Pi có thể kết nối với màn hình máy tính, hoặc tivi, có thể
kết nối với các thiết bị đầu vào như camera, bàn phím, chuột như một chiếc máy vi tính
thông thường. Respberry Pi thích hợp cho mọi người ở mọi lứa tuổi để khám phá, tìm
hiểu hoạt động của một máy tính để học và làm thế nào tạo nên một chương trình bằng
các ngôn ngữ như Python, Scratch. Với Raspberry Pi, chúng ta có thể làm được mọi việc
mà chúng ta mong muốn ở một chiếc máy tính để bàn thực hiện, từ lướt web, nghe nhạc,
xem phim với chất lượng cao, tạo bảng tính, làm file word cũng như chơi game…
Ngoài ra, Raspberry Pi còn có khả năng tương tác với các thiết bị ngoại vi khác và đã
được sử dụng trong các dự án phần cứng như máy nghe nhạc, thiết bị dư báo thời tiết,
thiết bị dò tìm cha mẹ, các dự án smarthouse với cảm biến hồng ngoại. Hiện tại
Raspberry Pi đang được sự dụng khá phổ biến trên thế giới với các đối tượng chủ yếu là

các học sinh, sinh viên tìm hiểu về lập trình cũng như cách thức làm việc của máy tính.
Sau đây là một vài ứng dụng của Raspberry Pi trong cuộc sống:
- Raspberry Pi được dùng để chế tạo thiết bị hỗ trợ chụp time-lapse RasPiLapse. Đây là
một bộ thiết bị do Rick Adam chế tạo dựa trên nền tảng thiết bị của Raspberry Pi. Một
thiết bị hỗ trợ chụp ảnh time-lapse chuyên nghiệp có thể lấy đi của bạn đến 650
USD( khoảng 14,9 triệu đồng), thế nhưng với sản phẩm được điều khiển bỏi Pi của nhà
phát triển Rick Adam cái giá này giảm xuống chỉ còn vài chục USD.

4


Hình 1. 1 Bộ RasPiLapse của Rick Adam

- Raspberry được dung làm hệ thống máy tính cho ô tô, được đi kèm với một màn hình
cảm ứng dễ dàng tích hợp vô ô tô thế hệ cũ để đảm nhiệm các chức năng thông minh.
Trên Suzuki Swift cũng đã được trang bị hệ thống máy tính này
- Raspberry Pi thường được dung để chế tạo robot, ứng dụng trong các thiết bị thông
minh. Ngoài những ứng dụng như trên thì còn có các ứng dụng khác như mày đo nhiệt độ
độ ẩm, ổ cắm điện điều khiển quá web, camera giám sát thông minh,…
- Ngoài ra thì Raspberry Pi còn đóng vai trò là một máy tính thu nhỏ, dung để cài đặt
phần mềm Scratch cho trẻ em học lập trình.

Hình 1. 2: Bé Robin(8 tuổi) lập trình bằng công cụ Scratch trên Raspberry Pi

5


2. Cấu tạo phần cứng Raspberry Pi

Hình 2 1: Mô hình kiến trúc phần cứng Raspberry Pi

Mô hình trên là mô hình kiến trúc phần cứng của Raspberry Pi. Bao gồm vi xử lý, bộ nhớ
trong RAM, cổng kết nối với các thiết bị nhập xuất, cổng kết nối USB và đầu vào
Ethernet. Tuy nhiên, ứng với mỗi model khác nhau của Raspberry Pi sẽ có một kiến trúc
khác nha, them hoặc bớt link kiện phần cứng.
Phiên bản Raspberry Pi đầu tiên là Raspberry Pi model A được phát hành vào
tháng 2 năm 2013. Tiếp theo đó là các model Raspberry Pi model A+, Raspberry Pi
model B, Raspberry Pi model B+. Và phiên bản mới nhất là Raspberry Pi 3 model B+
vừa được phát hành vào tháng 3 năm 2019.
- Vi xử lí: Bộ vi xử lí được sử dụng trong Raspberry Pi thế hệ đầu tiên tương đương với
bộ vi xử lý được dung trong các smartphone cũ như (iPhone 3G,
iPhone 3GS). Raspberry Pi chạy dựa trên hệ thống Broad BCM2835. Bao gồm vi xử lý
700 MHz ARM1176JZF-S, bộ xử lí độ họa VideoCore Iv GPU và RAM. Nó có bộ nhớ
đệm Level 1 là 16Kb, Level 2 là 128Kb. Bộ nhớ đêm Level 2 được sử dụng chủ yếu bởi
GPU. RAM của Raspberry Pi nằm ở dưới chân của CPU.
- RAM: Với phiên bản ban đầu của Raspberry Pi, RAM của nó là 256MB với 128MB
được chia cho GPU và 128MB dành cho CPU. Với dung lượng bộ nhớ trong này,
Raspberry Pi có thể xử lý được video 1080p và 3D đơn giản. Tuy nhiên do nhu cầu tang
cao, nên trong các model tiếp theo, dung lượng bộ nhớ trong đã được nhà cung cấp tang
lên thành 512MB (Model B, B+) và 1GB(Raspberry Pi 2, 3).
- Network: Trong phiên bản Raspberry Pi thế hệ đầu tiên(A,A+) nhà cung cấp chưa tích
hợp cổng Ethernet. Vì vậy nếu muốn kết nối internet người dung phải thông qua USB
wifi adapter. Chỉ từ model B trở đi, nhà cung cấp Raspberry Pi mới tích hợp cổng
Ethernet 10/100 Mbit/s Ethernet(8P8C) vào trong thiết bị của mình. Qua đó người dung
có thể kết nối internet có dây và không dây
6


- Thiết bị ngoại vi: Đối với Raspberry Pi, người dung có thể kết nối keyboard, mouse
như đối với một máy vi tính bình thường. Ngoài ra, Raspberry Pi còn cho phép chúng ta
kết nối với các thiết bị ngoại vi khác như camera, cảm biến hồng ngoại cũng như các link

kiện phần cứng khác.
- Video: Bộ xử lí video của Raspberry Pi cho phép xử lý video độ phân giải cao, chạy
được trên các tivi hiện đại ngày nay. Như HD, full HD, các màn hình có độ phân giải cao
hơn hoặc thấp hơn và các dòng tivi có độ phân giải cũ. Danh sách các độ phân giải như :
640×350 EGA, 640×480 VGA, 800×600 SVGA, 1024×768 XGA, 1280×720 720p
HDTV,1280×768 WXGA variant, 1280×800 WXGA, 1280×1024 SXGA, 1366×768
WXGA, 1400×1050 SXGA+, 1600×1200 WUXGA. Nó có thể phân giải mã tín hiệu
video PAL-BGHID, PAL-M, PAL-N, NTSC và NTSC-J.
- Đồng bộ thực: Raspberry Pi không có đồng bộ thực như trên máy vi tính thông thường.
Vì vậy nó không thể lưu giữ thời gian thực tế khi không hoạt động. Đồng hộ thường được
lấy dựa vào đồng hộ internet khi Raspberry Pi được kết nối mạng.
2.1 Raspberry Pi model A và Raspberry Pi model A+

Hình 2.1 1 Raspberry Pi model A

Hình 2.1 2 Raspberry Pi model A+

7


Raspberry Pi model A
Raspberry Pi model A+
25$
20$
Broadcom BCM2835
700 MHz single-core ARM1176JZF-S
Broad VideoCore IV @ 250 Mhz[35][36] OpenGL ES 2.0

Giá
Chip

CPU
GPU

(24 GFLOPS) MPEG-2 and VC-1 (with license), [37]
1080p30 H.264/MPEG-4 AVC high- profile decoder and
RAM
Cổng USB 2.0
Ngõ ra video

encoder
256 MB (share with GPU)
1 cổng
HDMI( rev 1.3 & 1.4), 14 HDMI độ phân giải từ 640×350

Ngõ ra audio
Bộ nhớ trong

tới 1920×1200
Qua 2 cổng analog 3.5mm và HDMI
Hỗ trợ các thẻ SD/ microSD slot

Cổng

MMC/SDIO
network Không có

ethernet
Bảng 2.1 1 Bảng so sánh các thông sỗ kĩ thuật giữa Raspberry Pi model A và Respberry
Pi model A+

8


2.2

Raspberry Pi model B và Raspberry Pi model B+

Hình 2.2 1 Raspberry Pi model B và Respberry Pi model B+
Giá
Chip
CPU
GPU

Raspberry Pi model B
Raspberry Pi model B+
35$
30$
Broadcom BCM2835
700 MHz single-core ARM1176JZF-S
Broadcom VideoCore IV @250 MHz[35][36] OpenGLES
2.0( 24 GFLOPS) MPEG-2 and VC-1( with license), [37]
1080p30 H.264/MPEG-4 AVC high-profile decoder and

RAM
Cổng USB 2.0
Ngõ ra video

encoder
512MB
2 cổng

HDMI (rev 1.3& 1.4), 14 HDMI độ phân giải từ

640× 350 tới 1920×1200
Ngõ ra audio
Qua 2 cổng analog 3.5mm và HDMI
Bộ nhớ trong
Hỗ trợ SD/MMC/SDIO
MicroSD slot
Cổng
network 10/100 Mbit/s Ethernet (8P8C)
ethernet
Bảng 2.2 1 Bảng so sánh các thông số kĩ thuật giữa Raspberry Pi model B và Respberry Pi model B+

9


2.3

Raspberry Pi 2

Hình 2.3. 1 Raspberry Pi 2
Raspberry Pi 2
Giá
Chip
CPU
GPU

35$
Broadcom BCM2836
900 MHz quad- coreARM Cortex-A7

Broad VideoCore IV @250 MHz[35][36] OpenGL
ES2.0 (24 GFLOPS) MPEG-2and VC-1 (with license),
[37] 1080p30 H.264/MPEG-4 AVC high-profile

RAM
Cổng USB 2.0
Ngõ ra video
Ngõ ra audio
Bộ nhớ trong
Cổng network ethernet

decoder and encoder.
1GB
4 cổng
HDMI (rev 1.3&1.4),14 HDMI độ phân giải từ
640×350 tới 1920×1200
Qua 2 cổng analog 3.5mm và HDMI
MicroSD slot
10/100 Mbit/s Ethernet(8P8C)

Bảng 2.3. 1 Bảng thông số kĩ thuật của Raspberry Pi 2

10


2.4 Raspberry Pi 3
Raspberry Pi 3 model B được ra mắt vào ngày 29 tháng 2 năm 2016 sẽ được nhóm sử
dụng để thực hiện cho bài tiểu luận bởi vì tính mới cũng như sự ưu việt về bộ vi xử lí so
với các phiên bản cũ hơn.
Cấu hình Raspberry Pi 3 có khá nhiều thay đổi:

 CPU 64 bit quad-core bộ vi xử lý ARM Cortex A53, tốc độ 1,2 GHz gấp 10 lần
so với thế hệ đầu tiên.
 Tích hợp wireless chuẩn 802.11n
 Tích hợp Bluetooth 4.1 ( sở hữu tính năng tiết kiệm năng lượng BLE)
2.4.1 Thông số kĩ thuật
Raspberry Pi 3
Giá
Chip
CPU
GPU

35 $
Broadcom BCM2837
1.2 GHz 64/32-bit quad-core ARM Cortex-A53
Broadcom VideoCore IV at higher clock frequencies (300

RAM
Cổng USB 2.0
Ngõ ra video

MHz & 400 MHz) than previous that run at 250 MHz
1GB LPDDR2 RAM at 900 MHz
4 cổng
1 cổng full-sized HDMI, cổng MIPI DSI Display, cổng MIPI

Ngõ ra audio
Bộ nhớ trong

CSI Camera, cổng stereo output và composite video 4 chân
H.264, MPEG-4 decode (1080p30), H.264 encode (1080p30)

OpenGL ES 1.1, 2.0 graphic
MicroSD

Bảng 2.4. 1 Bảng thông số kĩ thuật của Raspberry Pi 3 model B

11


3. Các hệ điều hành chạy trên Raspberry Pi
Raspberry Pi chủ yếu sử dụng hệ điều hành Linux. Chip của Raspberry Pi được dựa trên
phiên bản 6 của ARM. Các phiên bản cũ của Raspberry Pi không chạy được hệ điều hành
Windows. Chỉ đến phiên bản Raspberry Pi 2, mới hỗ trợ chạy được Windows 10 IoT
core.
Các hệ điều hành phổ biến trên Raspberry Pi bao gồm:
- Raspbian:

Hình 3. 1 Giao diện hệ điều hành Raspbian
 Raspbian là phiên bản hệ điều hành phổ biến nhất trên Raspberry Pi. Đa số
người dùng sẽ được khuyên sử dụng phiên bản hệ điều hành này.
 Raspbian là một hệ điều hành dễ sử dụng và sự hộ trợ tốt nhất của cộng đồng
trên thế giới. Hơn thế nữa, Raspbian là phiên bản không chính thức của Debian Wheezy –
một phiên bản Linux có tiếng. Raspbian rất đơn giản và quen thuộc. Nó là nền tảng rất tốt
cho những người mới bắt đầu làm quen với Raspberry Pi nói riêng và Linux nói chung.
Giống như một chiếc máy tính Windows, Raspbian bao gồm các ứng dụng đa phương
tiện và đồ họa ( xem ảnh, xem phim, soạn thảo notepad), và nếu chúng ta cần nhiều hơn,
chúng ta có thể cài them các gói phần mềm khác như trình duyệt internet, nhắn tin, bộ
phận mềm văn phòng….


12

- Ubuntu MATE:

Hình 3. 2 Giao diện hệ điều hành Ubuntu MATE
 Ubuntu MATE có một cộng đồng rất tích cực và làm việc chăm chỉ để phát hành
một phiên bản của Ubuntu MATE cho Raspberry Pi 2, đó là Ubuntu 15.04. Đây là phiên
bản chính thức đầu tiên hỗ trợ cho Raspberry Pi 2 mới nhất. Các phiên bản Ubuntu 15.04
còn được gọi với tên mã: Vivid Vervet. Vivid Vervet cung cấp rất nhiều tính năng thú vị
và các cải tiến trong kernel để đáp ứng nhu cầu Video HD.
 Tương tự Raspbian, Ubuntu Mate có giao diện Desktop và nó biến Raspberry Pi
thành máy tính để bàn hấp dẫn có giao diện trực quan với nhiều phần mềm được khuyên
dung bởi chính Raspbian. Chúng ta sẽ có ứng dụng xem ảnh Shotwell, trình email
Mozilla Thunderbird và trình duyệt web Mozilla Firefox,

phần mềm văn phòng

LibreOffice, phần mềm tin nhắn đa năng Pidgin, trình nghe nhạc Rhythmbox, hoặc
Transmission để tải Torrent.

13


- ArchlinuxARM:

Hình 3. 3: Giao diện hệ điều hành ArchlinuxARM
 Arch Linux ARM là một bản phân phối của Arch Linux được xây dựng cho các
bộ vi xử lý ARM. Hệ điều hành này có một lịch sử lâu dài và đang được sử dụng trên một
loạt các sản phẩm, bao gồm cả các Pogoplug, và trên Raspberry Pi nó chanh chóng và ổn
định.

 Arch Linux ARM mang về phía trước triết lý Arch Linux của sự đơn giản và dễ
sử dụng, nhằm mục tiêu đến người tiêu dung có kinh nghiệm bằng cách cho họ hoàn toàn
kiểm soát và chịu trách nhiệm trên toàn hệ thống. Các hướng dẫn được cung câó để hỗ
trợ trong việc cài đặt trên các nền tảng ARM khác nhau. Tuy nhiên, bản than hệ thống
cũng sẽ cung cấp các trợ giúp cơ bản cho người sử dụng.
 Ưu điểm của Archlinux:
 Nó luôn luôn phát triển, được cập nhật hang ngày. Nó có hang ngàn gói và
các AUR đằng sau nó. Nó nhanh hơn và tối ưu hóa hơn đa số các phiên bản linux còn lại.
Hệ điều hành tạo điều kiện tối đa để lập trình viên phát triển các ứng dụng dựa trên nó, dễ
dàng hơn nhiều so với việc viết các tập tin điều khiển Debian hay RPM. Ngoài ra, toàn bộ
phân phối có thể cập nhật thông qua các gói nhỏ thay vì cập nhật lớn mỗi tháng.
 Nó dựa trực tiếp trên Arch Linux và chia sẻ gần như tất cả các mã nguồn
của Arch Linux, trong đó “là trọng lượng nhrj, linh hoạt, đơn giản và nhằm mục đích
14


giống Unix. Triết lý thiết kế và thực hiện của nó làm cho nó dễ dàng mở rộng và chỉnh
sửa”. Nhiều gói chưa sửa đổi từ gì các phiên bản ban đầu được phát hành.
 Nó chạy trên bất cứ thiết bị có chip xử lí ARMv5TE hoặc cao hơn, bao
gồm máy tính cắm , Raspberry Pi, thiết bị OxNAS, thiết bị WebOS, Android, Nokia
N900, PandaBroad, BeagleBoard, và khá nhiều bất kỳ thiết bị ARM
 Chúng ta có thể chạy nhiều dịch vụ phổ biến như CUPS để in từ các máy
tính nối mạng, Apache, Lighttpd , Cherokee, Nginx,… cho các máy chủ web, máy chủ
FPT, máy chủ NSF, các máy chủ trò chơi trực tuyến, hoặc cố gắng để cài đặt một môi
trường máy tính để bàn (với một trình duyệt web, soạn thảo văn bản, và nhiều hơn nữa)
có thể truy nhập thông qua VNC (hoặc trên một màn hình hiển thị thông qua DisplayLink
hoặc HDMI), và nhiều hơn nữa.
- OSMC:

Hình 2.14 - Giao diện hệ điều hành OSMC

 OSMC (Open Source Media Center) là một trình chơi nhạc, video đa phương
tiện miễn phí và nguồn mở dựa trên Linux và được thành lập vào năm 2014, cho phép
chúng ta phát các tập tin đa phương tiện từ mạng cục bộ, các thiết bị lưu trữ hoặc
Internet. OSMC là trình chơi đa phương tiện hàng đầu về tính năng, được sự hỗ trợ rông
rãi

cộng

đồng

và được dựa trên dự án Kodi.
15


 Ưu điểm của OSMC:
 Đơn giản và dễ sử dụng: Mặc dù OSMC được dựa trên Linux, chúng ta
không cần phải có bất cứ kinh nghiệm với Linux để có được nó và chạy theo cách chúng
ta muốn. Tất cả mọi thứ có thể dễ dàng quản lý thông qua giao diện OSMC. Đối với
những người muốn sử dụng thêm các ứng dụng khác, chúng ta có kho Debian đầy đủ
(trong đó có hơn 30.000 gói) các ứng dụng theo ý muốn.
 Đó là mã nguồn mở và miễn phí. Chúng miễn phí để làm bất cứ điều gì
chúng ta muốn với phần mềm. OSMC được cấp phép theo phiên bản 2 của GPL. Bất cứ ai
cũng có thể tự do sử dụng OSMC và mã của nó, nhưng khi thực hiện các thay đổi, họ phải
đóng gói chúng lại để phù hợp với các dự án OSMC. Điều này hoàn toàn phù hợp với tiêu
chí phát triển của hệ điều hành.

OSMC được cài đặt chỉ trong vài phút. Cài đặt dễ dàng là điểm độc
đáo OSMC so các sản phẩm trung tâm đa phương tiện khác trên mạng.
 Dễ dàng tiếp cận các bản cập nhật và ứng dụng: Chúng ta sẽ nhận được bản
cập nhật OSMC thường xuyên mỗi tháng. Chúng ta có thể chọn khi (và nếu) chúng ta

muốn cài đặt bản cập nhật, cũng như cài đặt các ứng dụng mới thông qua kho ứng dụng
của chúng. Tất cả mọi thứ trong cửa hàng ứng dụng của chúng là miễn phí. Có thể nhận
một torrent client, trình duyệt web và TV tuner trong vài giây.
 OSMC có một cộng đồng lớn của những người đã từng sử dụng sẵn sàng
giúp đỡ những người mới. Nhà cung cấp cũng đã xây dựng một thư viện tài liệu phong
phú để giúp chúng ta có sử dụng tốt nhất OSMC.
 Phát bất cứ điều gì từ bất cứ nơi nào. OSMC có thể chơi tất cả các định dạng
media phổ biến ra ngoài và hỗ trợ một loạt các giao thức mới, do đó chúng ta sẽ được bảo
đảm để có thể truyền âm thanh, phim ảnh từ các thiết bị khác.
 Sự nhiệt tình và tận tâm của các lập trình viên đã làm cho OSMC là trung
tâm truyền thông tốt nhất hiện có. Giao diện và đồ họa được chăm sóc tỉ mỉ. OSMC là
nhiều hơn chỉ là một trung tâm đa phương tiện.
 OpenELEC:

16


Hình 2.15 - Giao diện hệ điều hành OpenELEC
 OpenELEC là một hệ điều hành nhúng xây dựng dựa trên Kodi, trung tâm truyền
thông giải trí mã nguồn mở. Home Theatre PC được biết đến là khó để cài đặt và cấu
hình, và phải mất một số lượng lớn thời gian để làm cho nó hoạt động. OpenELEC, mặt
khác, được thiết kế để gọn nhẹ về quy mô và độ phức tạp, có nghĩa là HTPC của chúng ta
trở
nên không khó để cấu hình hơn đầu phát truyền hình của chúng ta hoặc máy nghe nhạc
DVD. Với kích thước nhỏ gọn của nó, OpenELEC cũng là lý tưởng cho các hệ thống
hình thức nhỏ gọn của ngày hôm nay, vì vậy chúng ta sẽ không cần một máy tính để bàn
lớn trong phòng khách của chúng ta.
 Ưu điểm của OpenELEC:
 Chúng ta có thể cài đặt Windows hoặc bản phân phối Linux yêu thích của
chúng ta trên máy tính và sau đó cài Kodi lên - và nó sẽ làm việc - nhưng nó sẽ không

hoạt động nhanh và dễ dàng như OpenELEC. OpenELEC được xây dựng từ dưới lên để
chạy Kodi. Hệ điều hành khác được thiết kế để được đa mục đích, vì vậy chúng bao gồm
tất cả các loại phần mềm để chạy các dịch vụ và chương trình sẽ không được sử dụng.
OpenELEC chỉ bao gồm các phần mềm cần thiết để chạy Kodi. Do đó nó là rất nhỏ
17


(khoảng 150MB), nó cài đặt trong vài phút, và, nó có thể khởi động cực kỳ nhanh chóng
trong 5-20 giây, tùy thuộc vào loại phần cứng sử dụng.
 Không giống như các giải pháp khác Kodi, OpenELEC không dựa trên
Ubuntu. Trong thực tế, nó không dựa trên bất kỳ phân phối Linux; OpenELEC đã được
xây dựng từ đầu đặc biệt để hoạt động như một trung tâm đa phương tiện. Điều đó có
nghĩa là nó không bao gồm trình điều khiển cho phần cứng sẽ không được sử dụng như
card 3G và đồ họa máy tính bảng,...
 Ngoài ra, OpenELEC được thiết kế để quản lý như một thiết bị: nó có thể tự
động cập nhật và có thể được quản lý hoàn toàn từ bên trong giao diện đồ họa. Mặc dù nó
chạy trên Linux, chúng ta sẽ không bao giờ cần phải nhìn thấy một giao diện điều khiển
quản lý, thiết bị đầu cuối hoặc có kiến thức về Linux để sử dụng nó.
 RISC OS:

Hình 2.16 - Giao diện hệ điều hành RISC OS
 RISC OS là một hệ điều hành của Anh được thiết kế đặc biệt cho các bộ xử kí
ARM bởi nhóm nghiên cứu đã tạo ra những vi xử lí ARM ban đầu. Nó chạy nhanh, nhỏ
gọn và hiệu quả. Được phát triển và thử nghiệm bởi một cộng đồng trung thành của các
nhà phát triển và người dùng. RISC OS không phải là một phiên bản của Linux, và cũng
18


không liên quan đến Windows. Nó có một số tính năng và các khía cạnh độc đáo về thiết
kế.

 Ưu điểm của RISC OS:



Nhỏ gọn, và hiệu quả. RISC OS là một hệ điều hành máy tính để bàn đầy

đủ tính năng, nơi mà hệ thống cốt lõi bao gồm hệ thống theo dạng cửa sổ và một vài ứng
dụng phù hợp với dung lượng chỉ 6MB. Nó được phát triển tại một thời điểm khi các máy
tính để bàn nhanh nhất là một 8MHz ARM2 với 512KB bộ nhớ RAM. Điều đó có nghĩa
là nó là nhanh chóng và đáp ứng trên phần cứng hiện đại. Các bộ nhớ thực hiện bởi các
ứng dụng thường được tính trong Hình 2.16 - Giao diện hệ điều hành RISC OS
là 27 kilobyte.



RISC OS cũng đơn giản hơn rất nhiều so với các hệ điều hành hiện đại

như Linux. Như một hệ điều hành trước đây là mã nguồn đóng, hầu hết các giao diện
được diễn tả trong một loạt các cuốn sách được gọi là Programmers' Reference Manuals
(PRMs) được bao gồm trên các distro RISC OS Pi. Điều đó có nghĩa là chúng ta có thể
thay đổi rất nhiều thứ mà không cần phải thay đổi các mã nguồn của hệ điều hành (trong
đó có sẵn nếu chúng ta muốn nó). Vì vậy chúng ta có thể trộn và kết hợp các thành phần,
và các thông tin liên lạc giữa các mô-đun được ghi chép cẩn thận.



RISC OS không hoạt động theo cách thức thông thường. Nó là một hệ

điều hành “co-operatively multi-tasked”. Nghĩa là một ứng dụng bị lỗi có thể dừng toàn

bộ hệ thống cho đến khi chúng ta tắt nó, nó cũng có nghĩa là chúng ta dễ dàng viết các
ứng dụng mà kiểm soát toàn bộ máy - ví dụ kiểm soát phần cứng mà chúng ta cần thời
gian dự đoán được. RISC OS là một hệ điều hành chỉ có một tài khoản người dùng, có
nghĩa là vấn đề bảo mật thấp – không phù hợp cho nghiệp vụ ngân hàng.



Cũng giống như một hệ điều hành máy tính để bàn đầy đủ, nó cũng có

sẵn các chương trình vẽ và xuất bản. Các tính năng chúng ta đã mong đợi trên một máy
tính để bàn như phông chữ mở rộng và hỗ trợ in ấn. RISC OS được sử dụng rông rãi
trong giáo dục Vương quốc Anh trong những năm 1990, và có một cửa hàng lớn các phần
mềm giáo dục.
 PiNet:

19


Hình 2.17 - Giao diện hệ điều hành PiNet

 PiNet là một dự án mã nguồn mở miễn phí, giúp đỡ các trường thành lập và
quản lý một lớp học sử dụng Raspberry Pi. Nó đã được phát triển cùng với sự đóng góp ý
kiến phản hồi của giáo viên từ hơn 15 quốc gia trên toàn thế giới. Các tính năng chính
của nó bao gồm:
 Tài khoản người dùng dựa trên hệ thống mạng - * Học sinh có thể ngồi tại
bất kỳ thiết bị Raspberry Pi nào và đăng nhập.
 Hệ điều hành dựa trên hệ thống mạng - Tất cả thiết bị Raspberry Pi khởi
động dựa trên một hệ điều hành chủ Raspbian duy nhất.
 Hệ thống thư mục chung - Dễ dàng sử dụng hệ thống thư mục chia sẻ cho
giáo viên và học sinh.

 Hệ thống quản lí bài tập – hệ thống quản lí bài học, bài tập đơn giản để cho
phép học sinh có thể làm và nộp bài tập.
 Sao lưu tự động - Tự động sao lưu tất cả các bài tập của sinh viên lên một ổ
đĩa ngoài theo định kỳ.
 Nhiều tính năng khác như nhập thông tin tài khoản hàng loạt, phần mềm
quản lí lớp học tích hợp, v.v…
20




Phần mềm máy chủ được cài đặt trên một máy tính chạy Ubuntu Linux 14.04

(cũng là hoàn toàn miễn phí). Sau đó, chúng ta phải kết nối các máy chủ và Raspberry Pi
với nhau bằng cách sử dụng một mạng có dây.
- Windows 10 IoT Core: Windows 10 IoT Core là hệ điều hành mới ra của Microsoft
chạy trên các thiết bị hỗ trợ Internet of thing.
- Ngoài ra còn có các hệ điều hành khác:
 Xbian: Sử dụng bộ xử lí Kodi (tương tự như XBMC của Raspbmc).

Hình 2.18 - Giao diện hệ điều hành Xbian

21


 Slackware ARM: Version 13.37 trở về sau chạy trên Raspberry Pi mà không có
nhiều thay đổi. Bộ nhớ tối thiểu là 128-496MB (gấp 2 lần bộ nhớ tối thiểu yêu cầu
64MB) cần để chạy Slackware Linux trên hệ thống ARM hoặc i386.

Hình 2.21 - Giao diện hệ điều hành Slackware ARM

 FreeBSD:

Hình 2.22 - Giao diện hệ điều hành FreeBSD
22


 Kali Linux:

Hình 2.26 - Giao diện hệ điều hành Kali Linux

 Ark OS:

Hình 2.28 - Giao diện hệ điều hành Ark OS
23


 Minepion:

Hình 2.29 - Giao diện hệ điều hành Minepion

 IPFire:

Hình 2.33 - Giao diện hệ điều hành IPFire

24


PHẦN 2: CẤU TRÚC RASPBERRY PI 3 MODEL B
1. Ưu điểm củaRaspberry pi 3 model B
Máy tính Raspberry Pi 3 Model B là board mạch máy tính nhúng được sử dụng nhiều

nhất hiện nay, ngoài việc sử dụng để hệ điều hành Linux hoặc Windows 10 IoT, máy còn
có khả năng xuất tín hiệu ra 40 chân GPIO giúp bạn có thể giao tiếp và điều khiển vô số
các board mạch phần cứng khác để thực hiện vô số các ứng dụng khác nhau.
Máy tính Raspberry Pi 3 Model B được sản xuất UK với quy trình gia công và link kiện
chất lượng cao đảm bảo cho việc chạy bền bỉ và lâu dài, máy có kích thước gọn nhỏ, giá
thành phải chăng, cách sử dụng dễ dàng, chỉ cần cài hệ điều hành vào thẻ nhớ và cấp
nguồn là có thể sử dụng.
Máy tính Raspberry Pi 3 Model B có cộng đồng sử dụng rất lớn trên thế giới, đây chính
là ưu điểm lớn nhất của Raspberry Pi, điều này giúp các bạn có thể tìm nguồn tài liệu
cũng như hỗ trợ rất dễ dàng trên Google hoặc trang chủ Raspberry Pi.
Với CPU phiên bản mới BCM2837 từ Boardcom với tốc độ 1.2Ghz 4 nhân với kiến trúc
ARM Cortex-A53 64bit. Tốc độ của Raspberry Pi 3 sẽ vượt trội hơn 50-60% so với phiên
bản cũ là Raspberry Pi 2 (CPU đã chuyển sang kiến trúc 64-bit giống CPU trên Iphone
của Apple). Tích hợp Wifi chuẩn 802.11n và Blutôth 4.1. Tương thích ngược với thiết kế
phần cứng và phần mềm trên các phiên bản cũ là Raspberry Pi 1 và 2.

25