廉价迷你Linux机器Raspberry Pi详解

ulovko

在今年早些时候Raspberry Pi刚刚发布，这个信用卡大小的迷你Linux机器瞬间走红。
在它开始发售的那个晚上，Pi计划的官方分发商Premier Farnell/element 14与RS Components的网站被刷得几乎没办法打开。
时间来到今天，你终于可以在三周之内拿到一个Raspberry Pi了。
它说得上是今年的Linux设备之最，如果你已经准备入手一个，那么下面的文章将会告诉你该如何为它进行设置。




Raspberry Pi是什么？

最初，Raspberry Pi只是作为开发样板而推出，目的是吸引更多的开发者到社区中来。然而，在发售当晚，所有的经销商网站都收到了无数对这款产品的需求。如果你是拿到第一批 拿到这个小板的幸运儿之一，那么在你收到它以后你或许会对它非常惊讶，也或许会对它完全失望。

如果你觉得Pi的性能非常差劲，那么你可能在买的时候就把它当成另外一个东西了。首先，我们要认清Raspberry Pi是一款怎么样的设备：它主要用于教育用途，专为业余兴趣者和想学习编程的年轻人们而设计的。它的本意并不是用来代替家中高性能Linux桌面电脑的。

配备当今看来非常少的256MB内存和一个比你手中手机处理器还慢的700MHz ARM-11处理器，就明白Pi的定价为何如此低了。请记住，Pi的主要作用是为教育方面有需要人士，提供一个具有最基本功能的、廉价的硬件平台。 Model B还提供两个USB接口，HDMI输出和10/100自适应以太网端口。若需要音频输出，那么你可以通过板载的3.5毫米插孔或者那个支持音频输出的 HDMI接口来完成。Raspberry Pi声称它的GPU运算能力达到1Gpixel每秒，1.5Gtexel每秒或24 GFLOPs的普通运算，并且符合OpenGL 2.0标准。换而言之，它的图形能力跟初代Xbox的图形能力相约。

在本文我们将带你一步一步看Raspberry Pi Model B的设置，以及运行Raspbian，一个基于Debian的Linux系统。

购买一个Raspberry Pi



为了支持Raspberry Pi基金的目标，我们建议你花35美元从这两家分销商的其中一家购入Model B Raspberry Pi：Premier Farnell / element14 或者 RS Components。

你还需要以下这些东西：

▪ 一张SD记忆卡

▪ 一个SD读卡器，用于将系统映像写入到SD卡中

▪ 供电来源。我们用的是一个旧的安卓手机充电器，你需要一个5V的micro USB接口充电器为它供电

▪ 如果你是用的普通显示器而不是高清电视，你需要一条HDMI连接线与HDMI-DVI转换器。如果你的显示器支持HDMI或者你打算使用电视机进行连接，那么你就可以省去转换器了 (>_<)

▪ USB接口的键盘和鼠标

▪ 一条以太网线

可选设备：

• 用于保护Raspberry Pi的盒子

• 除了键盘和鼠标之外，如果你打算要连接更多的USB设备，那么你需要一个USB Hub集线器。

我们在本文中使用的东西：

▪ 一个Model B Raspberry Pi

▪ 一张16GB Class 10 SanDisk Ultra SDHC记忆卡（传输率标为300MB/s）

▪ 一个原本用于HTC Inspire的旧充电器

▪ 罗技K260无线键鼠套装（两件只用一个接收器，因此只占用一个USB口）

▪ 一条RJ-45网线

设置

当你把上面的一切都准备好以后，我们就可以开始设置Raspberry Pi了。

将Raspbian映像安装到SD卡中

Raspberry Pi出来已经有一段时间了，也正因如此，无论你是在用Windows、Mac OS X还是Linux，都有好几种方法将Raspbian的映像写到你的SD卡中。然而为了让这篇文章不变成介绍各种映像写入软件的文章，我们将会把最常用的 方法展示给大家看：在OS X与Linux中我们将会用系统自带的dd工具写入，而在Windows中我们将会使用一个叫Win32DiskImager的工具进行。

如果你使用的是Mac：

为了让过程便得简单，我们建议你在开始操作前，先把下载文件夹清空。然后，从这里下载Raspbian.zip。在里面，选择最新的Raspbian来下载。当然你也可以选择使用BT来下载，为了能让其他人继续用BT下载，我们建议你在下载完成后继续上传。(O_o)

把压缩文件解压以后，你将得到Raspbian的映像文件，这个时候打开终端窗口。如果你使用的是OS X 10.7或更高版本，你可以从应用程序中的工具(10.7)或者其他(10.8)中找到终端窗口。打开后，使用”cd ~/Downloads”来进入下载文件夹。

如果你在开始前清空了你的下载文件夹，那么现在里面应该有两个文件，输入”ls”来确认是否分别有一个img后缀与一个zip后缀的文件，如下图：



接下来就要开始将解压出来的映像文件写到SD卡中了，很可惜这个操作并不是直接把文件拷到卡中那么简单。首先，我们在把SD卡插到你的Mac之前，要把你电脑分区状态先搞清楚。如果你已经迫不及待把卡插了进去，那么先把它安全移除吧。

在终端窗口中输入”df –h”，你应该会看到类似这样的结果：



现在，插入你的SD卡，再运行一次刚才的命令，你会发现多了一个”/dev/disk1s1”的设备。把它先记下来，等一会儿把它转换成原始设备名称时会用到的。



接下来，你需要先从系统中把卡卸载掉，以便”dd”这个工具可以将映像写入到SD卡中。在终端窗口输入”sudo diskutil unmount /dev/disk1s1”，然后输入你的系统密码。



如果操作成功的话，你会看到最后那一行字：”Volume XXX unmounted”中的XXX是你SD卡的名称。现在我们就可以往卡上写入映像了。

记得刚才让你记下来的设备名么？现在就是用到它的时候了。将你的设备名（例如/dev/disk1s1）最后的s1去掉，然后在disk前面加上r，变成”/dev/rdisk1”，这样你就得到SD卡的原始设备名称了。

也就是说，”/dev/disk1s1” = “/dev/rdisk1”。懂了吗？

然后在终端中输入以下命令：”sudo ddb s=1m if=2012-06-15-wheezy-raspbian.img of=/dev/YOURDISKNAME”。将YOURDISKNAME改成你的原始设备名称，通常这个都是/dev/rdisk1。



写入的过程需要一点时间。当”dd”完成了它的工作以后，将桌面的SD卡图标拖进回收站中以将SD卡安全移除。

准备工作就完成了！直接到“初次启动你的Pi”部分吧。

Our prep work is finished! Skip ahead to "Booting your Pi for the first time."

如果你使用的是Linux

无论你使用的是哪一个发行版的Linux，”dd”这个工具通常都是默认安装的。对于接下来的操作，我们假设：

1) 你的sudo程序已经设置妥当，而且你知道如何使用它

2) 你的Linux中已安装fdisk工具（大多数发行版都默认安装）

在这里我们使用的是最为流行的Linux发行版Ubuntu，其中”dd”, “fdisk”已默认安装，并且”sudo”也已预先为用户配置好了。

首先，从这里下载Raspbian的最新版本压缩包。同样，你也可以选择使用BT下载。在你下载完成以后，第一个操作自然就是解压。

打开一个终端窗口，然后使用”cd ~”命令将工作目录变更到你的主目录中。输入”unzip imagename.zip”，将imagename替换为刚才你下载文件的名字。

如果你找不到刚才下载的压缩包，你可以尝试使用”cd ~/Downloads/”进入下载目录寻找。



接下来，我们要确定你的SD卡在系统中的设备名称。插入你的SD卡，然后在终端中输入”sudo fdisk –l”。



注意看列出来的设备：你运行命令后得出的结果跟上面显示的应该很相似

这 里看到，/dev/sda是一个大小250.1GB的设备，而/dev/sdb是一个15.9GB的设备。很明显，/dev/sdb就是我们的SD卡。留 意一下/dev/sdb下面显示的分区：/dev/sdb1与/dev/sdb2，我们要在写入映像之前将这两个分区先从系统中卸载掉：

sudo umount /dev/sdb1

sudo umount /dev/sdb2



接下来，我们使用”dd”将映像文件写入到SD卡中：”sudo dd bs=1M if=2012-08-16-wheezy-raspbian.img of=/dev/sdb”。跟在Mac中操作相同，这个过程需要一些时间来完成。



如果你看到终端显示跟上面类似的文字，那么写入已经完成了。现在，你可以跳到“初次启动你的Pi”部分继续阅读。

如果你正在使用Windows

如果你正在使用的是Windows系统，有一个叫做Win32DiskImager的小工具可以帮你完成这项工作。把它下载下来以后，再把Raspbian的映像从这里下载下来。记得选择最新版本的Raspbian。

当你把Win32DiskImager和Raspbian映像文件都下载下来以后，把他们都解压出来。你可以把所有文件都解压到桌面的一个文件夹中，方便接下来的操作。

将你的SD卡插入到你的读卡器中，留意一下读卡器在电脑中的盘符。将读卡器接到电脑以后，打开刚解压出来的Win32DiskImager程序：



在启动时，Win32DiskImager可能会提示以下错误：（至少在Windows 7中是这样的）



这个错误可以忽略掉，点OK继续。



点击右边的蓝色文件夹图标，然后选中刚才解压出来的Raspbian映像文件。确保最右边Device中的盘符为你读卡器的盘符。

打开映像文件以后，点Write，然后点一下Yes确定操作。整个写入过程需要一些时间来完成。



写入完毕以后，你会看到下面的信息，这时你就可以把你的SD卡安全移除了。



初次启动你的Pi

初次启动Raspberry Pi时，你会看到一个叫做raspi-config的配置工具。如果在日后使用过程中你需要更改这些设置，你可以通过在Pi的命令行中运行raspi-config来使用这个工具。在这里，你需要进行一些最基本的设置来继续使用你的Pi。



首 先，我们要选择expand_rootfs。它的作用是将刚才写入到SD卡中的映像文件大小扩展到整张SD卡中。如果你使用的是一张较大的SD卡（例如 16GB），那么你肯定希望充分利用上面的空间。因为原本的映像只有大约2GB的大小，进行该操作就能将它扩展到与你的SD卡同样的大小。

选中expand_rootfs选项，然后按下回车。你会看到如下提示，只需要再按一下回车就可以回到raspi-config的主菜单中。



接 下来就是overscan选项。你会发现，屏幕显示的图像并没有完全占用你的显示器空间；所以，最后就是将overscan禁用掉，来让系统充分利用整个 屏幕。但如果你的屏幕显示没有问题，那么你就可以跳过这个步骤。假设你需要禁用overscan，那么将overscan选项选中后按下回车。

接下来的画面能够让你选择禁用(Disable)或者是启用(Enable) overscan。如果你在往后使用的过程中更换显示器或者电视机，你或许需要重新启用overscan。



接下来，我们要确保我们的键盘正常工作。Raspbian默认的是英国键盘布局，而我们在中国使用的键盘布局与美国的相同，因此我们要对它进行更改才能正常使用。

选中configure_keyboard，然后按下回车。下面显示的画面中你会看到一个很长的列表，里面都是不同的键盘类型。你可以根据你的需要来选择，或者直接选择Generic 105-key (Intl) PC键盘。



在选择键盘类型以后，你需要为它选择一个键盘布局。刚开始显示的列表中，都只有英国的键盘布局，但是我们现在要选择美国的键盘布局，因此我们选中其他(Other)，然后再里面的列表选择English (US)。





然后你会被问到关于辅助键的问题，选择默认的选项，并且在下一个画面中选择No compose key选项。同样，如果你需要更改这个设置，可以使用raspi-config来更改。

最后一个选项为是否打开CTRL+ALT+BACKSPACE的组合键。它可以在你的图形界面崩溃时，不需重启而将图形界面进程结束掉。

回到主菜单，下一步我们要设置一个用户密码。



选中change_pass然后按下回车。一个确认窗口弹出以后，在屏幕的底下会提示你输入一个新的UNIX用户密码。



到这里就差不多完成了。接下来设置你的“区域”，这个主要会决定系统使用的字符集和语言。同样，如果你不想使用英国英语，那么你可以在这里更改这些设置。在演示中我们选择的是美国英语，因此我们选择en_US.UTF-8，并下翻列表将en_GB选项剔除。



再下一个对话框中会让你选择默认的区域，选择你刚才选的区域然后按回车继续。

回到raspi-config的主菜单，设置适当的时区。选中change_timezone选项然后按下回车。你会先看到一个地区列表。



选择一个地区，然后下一个菜单中会显示该区域的具体位置。



再次回到主菜单，剩下还没选过的选项我们可以忽略，直接点击完成(Finish)。系统会提示你，一些变更需要重启才能生效。重启以后，你会看到一个登录界面，如下：



在这里，用户名为”pi”，密码就是你刚才设置的UNIX用户密码。

使用你的Raspberry Pi

现在，你已经登录到了你之前设置的Raspberry Pi中了。你要做的第一件事，就是在命令行中输入”startx”来进入图形界面，以下我们会把这个界面称之为“窗口管理器”。



这Debian 居然是最新版本 ^_^

屏幕快速闪烁几次后，你应该会看到如下画面：（除了那个终端窗口以外）



欢迎使用LXDE窗口管理器。LXDE是一个非常轻量级，并且功能齐全的图形界面，它能够很好地运行在Raspberry Pi中。如果你从来未使用过LXDE，别担心，它用起来跟Windows非常相似。点击最左下角的图标，你会看到一个应用程序列表。

现在能干嘛呢？

当你把Pi配置完成，并且打开了LXDE窗口管理器以后，你就得到了一台运行完整 Debian的Linux机器了。在这个时候，你可以使用Midori来浏览网页，架设一个网页服务器，或者是进行一些平常的工作。

但首先，我们要谈的是Raspberry Pi本身最注重的方面：教育。特别是，软件开发教育。

在Raspberry Pi上撰写你的第一个程序

Raspbian中预装Python，它是Raspberry Pi的官方编程语言，还有IDLE 3，一个Python的集成开发环境(IDE)。我们将会教你如何使用IDLE在Raspberry Pi上写一个简单的程序。

在学习一门新的编程语言时，通常第一件事都是写一个”Hello World!”的小程序。接下来我们要教你的跟这个也差不多，不过要比它稍微花哨一些。这是一个会问你的名字，然后作自我介绍的Python程序。

首先，直接双击LXDE桌面上的图标来打开IDLE 3。



点击文件 > 新窗口，就会出现一个可以让你输入文字的空白窗口。

输入以下内容到你的新窗口中：

#my first Python program

username = input("Hello, I'm Raspberry Pi! What is your name? ")

print ('Nice to meet you, ' + username + ' have a nice day!')

如下图：



现在，点击文件 > 另存为，然后将你的文件保存为”hello”，点击保存。

现在就可以运行你刚才写的程序了！

点击运行 > 运行模块，或者直接按F5键。

当IDLE 3窗口中提示你”Hello, I’m Raspberry Pi! What is your name?”的时候，输入你的名字然后按下回车。你会看到Raspberry Pi对你做出回应。



总结



你 的第一个Raspberry Pi程序老实说是简单得不能再简单了。使用Python语言可以写出许多非常强大的软件。在这里我们推荐你在Python的官方网站上，参与他们的 Python教程来学习更多内容。连一个7岁的小孩子都能在Raspberry Pi上面写一个游戏，相信你也可以的。

当你学Python 学累了的时候，你或许想休闲一下，玩一些老游戏。你可以将你的Pi配置成一个MAME街机模拟器，把它连接到你的电视机中。连游戏都玩累了，你还可以在上 面安装一个XBMC。Pi支持播放1080p全高清视频，把它连接到一台高清电视中，充当一个媒体中心还是没有太大问题的。

当然，如果你只 想要一台35美元如此便宜的Linux机器，Raspberry Pi也可以成为你的选择。你会发现它会给你带来许多欢乐——它对一个黑客来说，就是无尽的可能。我们期待接下来的数月中会有更多的Pi程序出现，特别是在 Gertboard宣布以后。希望这篇文章能够给你对这件强大的小玩意儿带来一点兴趣，不妨去买一个回来玩吧！

SEE: http://bbs.chinaunix.net/thread-3769122-1-2.html
ALSO: http://bbs.chinaunix.net/thread-3769697-1-2.html
FROM:  http://www.cnbeta.com/articles/204970.htm

netsiv

树莓派，折腾过一段时间，挺好玩。

lianshi1120

有机会买个来折腾！:wink:

gvim

HermitWayne 发表于 2012-11-27 13:58
回复 34# gvim

自己弄的话，最经济实惠方便的其实就是买这些成品。硬件设计对经验的要求比软件强烈的多，你可以看见3个月培训一个合格的软件设计师，但几乎看不见3年能培养出一个合格的硬件工程师。哪怕是看似最基本的数字电路，在设计尺寸，器件选型，成本控制和散热，电源，布线等方面都会要求较高的经验。更不要说模拟，高频，天线，微波等电路的设计。
相反，软件工程师的话。。。额，弄错了大不了重新编译部署，缺少很多思考和经验积累的环节。不过软件工程师对整体业务的理解普遍比硬件工程师深刻。

弄个FPGA去玩嘛，CPU和编译器版有几个厉害的家伙可以交流的。

HermitWayne

回复 34# gvim


    好吧，深有体会啊。有时候看到有一些器件的确不错，但是无奈市场不大，所以，运费，关税，成本加起来就是天价了。有的甚至根本拿不到货。所以，对于自己玩的话，只能先看看市面上类似的器件用的比较多的是哪家，那款货源比较充足，这样的话可以降低“玩”的成本。但BGA封装的，貌似真的很难弄上去啊，而且，对于手工DIY的话，这简直是噩梦了。如果玩过火，把东西烧坏了，要换的话，感觉就成灾难了。

    其实如果用的是TI的东西，应该可以申请工程样片的吧，如果是工厂或者学校之类的机构组织。像我们这种业余玩的估计没戏～悲剧。

gvim

回复 32# HermitWayne

自己做各种系统还是很有意思，只是在神奇的土地上很难。有时候我们买一些稍微非常规一点的器件都必须找香港代理还不能保证能拿回来。外国很多新奇好玩的东西在这片土地上是没有的，当然这片土地上各种忽悠在外国也是比较少见的。 沿海城市自己可以设计生产最多的就是各种convertor和接插件，各种核心器件我们都可以类比龙芯汉芯般的忽悠，所以我个人对神奇土地上的制造能力和创新能力是不报一点希望滴。

gvim

回复 32# HermitWayne

因为在神奇的地方能买到的cortexa8以上的片子就只有BGA一种封装。

HermitWayne

回复 31# gvim


    哦，既然要玩么就玩得彻底点啊，又何必追求那么多呢，就好象业余玩游戏一样，既然都是玩了，就纯粹的去玩咯。另外，为什么要选择BGA封装的？可以选择相对容易的QFP封装的，BGA真心的不好处理。另外，现在用钢网的好像比较少，自己做的话，用热转印或者感光干膜性价比比较高。至于你说的Verlog我好想是用过的，不过不多，用的比较多的是VHDL，但那么久没用，有点生疏了，但觉得FPGA的引脚太多太密了，感觉很让人崩溃。我的建议是，对于外部主频比较高的电路，建议买现成的，因为高频电路的设计是很让人崩溃的。对于低频电路，基本只要通就没什么问题的，这个的话有兴趣可以自娱自乐的玩玩。而且，如果有条件的话，选择直插元件也不错，这样的话，可以不用做印刷电路板，用多孔板就好了。

    当然，我并不是说现成的东西不好玩，只是觉得如果能自己动手的话，乐趣性更大一点。另外，我自己本身是学软件的，硬件方面的东西属于相对业余。感觉gvim对硬件也挺了解的，有空可以多交流～

    另外，我其实很喜欢你推荐的beagleboard，可惜国内的报价貌似比较高～不然的话，就买一块玩玩了。

gvim

HermitWayne 发表于 2012-11-27 11:17
回复 29# gvim

专业的玩？你不如买器件回来自己焊。SDRAM现在64M的好像是30RMB，TI的am35xx好像批量不到100RMB，NAND Flash好像是1G的30-40RMB，或者有那种集成SDRAM，NOR、NANDFLASH一体的集成芯片。
做个BGA的钢网，RPi外围不多的器件一般快的话半天可以手工焊完。算上PCB、接插件、电源芯片的成本会比RPi小。
你要再深入，甚至有开源的verilog代码让你自己搭处理器，自己买个FPGA多半还是QFP的，还可以手工焊上去，处理器里的各种外设基本都免费提供给你。

可是，在神奇的土地上把混饭吃的手艺当专业玩是没意义的。你可能会质疑这句话，嗯，你可以数数你所有电器里的所有核心芯片是来自哪些国家或地区就明白了。注意是所有。

HermitWayne

回复 29# gvim


    能啊，为什么不能？不过我觉得既然是玩，就要玩的够专业。不然感觉没什么成就感。其实，看过很多类似的东西吧，其实都有些言过其实了。最终，你想好好得玩，还是要把资料看一遍，自己摸索一遍，甚至有时候还会由于设计问题增加许多限制。
比如，ASURO 机器人就是一个不错的例子，从图纸上看，电源部分有一个跳线，这个跳线对于新的电池是要拔掉的，时间久了就要插上去。因为，这个电路是5V的电路，我们一般用的电池一节是1.5V，四节串联是6V，之后电路用一个二极管做0.7V的压降
让电压保持在5V左右。但电池用时间长，内阻会增加，这样的话，再降掉0.7V就会欠压了，所以插上跳线帽，让二极管两边短路，从而不用二极管压降。这个在官方手册上好像并没有说明。其次，这款控制器内部的确是集成了ADC转换电路，但是只有一个。
前端的检测脚用的是模拟的多路选择电路，所以同一时刻只能对一个采样点进行ADC转换，所以有些操作就会受到限制。而且，AVCC并没有按照控制器的官方手册那样做数模隔离，这样的话，对于一个有两个电机的电路来说，ADC转换会有一定的干扰。
最后，ASURO的控制器如果坏掉了，就只能从ASURO购买，自己按照型号买是没有用的。因为这个控制器的程序下载并不是按照官方的SPI方式下载的，而是他自己实现的一个启动时从串口获得代码自编程实现的。

不过么，对于只是想要立刻做出些好玩的东西，而并不是想深入了解的，这些现成的东西还是不错的选择。就好像有人喜欢选择gentoo从零开始，有人喜欢选择iOS，什么都一步搞定一样。