Raspberry Pi快速上手指南

　　所謂的Raspberry Pi或Pi是款相當成熟的桌上型電腦，只需花費約35塊美金的價格，就可以擁有上網、播放高解析度影像的功能。此外，由於作業系統採用Linux，因此您不需額外支付作業系統的費用。以上這幾點，可能會讓Pi成為電腦歷史上第一臺拋棄式電腦。

　　 Raspberry Pi這類的電腦將會在不久的未來產生大幅的影響力，這種小又便宜的裝置將引領我們進入一個微電腦普及的新大陸，而您可能就是其中的一份子！《Raspberry Pi快速上手指南》循序漸進地教您如何從選擇與連接適合的硬體，到自己動手安裝Debian作業系統與撰寫韌體來升級週邊的硬體功能。此外，您也會從《Raspberry Pi快速上手指南》中學到Pi能執行哪些有趣的專題，並了解如何透過Pi來控制家中的電腦。《Raspberry Pi快速上手指南》將帶領您一步步進入這個新世界！

本書特色

　　本書循序漸進地介紹Pi從如何建置到執行有趣的專題，可由此了解到如何選擇並連接適合的硬體，並自己動手安裝Debian作業系統與撰寫韌體來升級週邊的硬體功能。

　　接著是有趣的部分，您可透過Pi連接家中網路並上網聊天。並可了解如何使用Pi上的Midori瀏覽器，再者可利用Pi來當作公共資訊機（kiosk system），可用來顯示Twitter的資訊。您也可從此書中了解如何透過Pi來控制家中的電腦。

作者簡介

梅克．施密特Maik Schmidt

　　擔任軟體開發人員超過15年以上，為中型企業建立過許多複雜的解決方案。除了日常工作之外，還替電腦科學雜誌撰寫書評及文章，並為開源軟體編寫程式碼。在業餘時間，喜愛閱讀、寫部落格以及潛水。曾著有《Enterprise Recipes with Ruby and Rails》、《Enterprise Integration with Ruby》與《Arduino快速上手指南》等書。

譯者簡介

周均健

　　國立中山大學機械系，義守大學管研所畢。目前於馥林文化擔任《Make》與《ROBOCON》國際中文版主編，泰電電業股份有限公司媒體與投資事業部經理。著有《十分鐘理財》。

謝瑩霖

　　國立臺灣師範大學應用電子系畢，目前於馥林文化擔任《Make》與《ROBOCON》國際中文版編輯。

認識Raspberry Pi
在您第一次使用Raspberry Pi之前，最好先熟悉它的連接插頭以及它能做些什麼。這麼做將有助於您未來找尋專題方向，以及選擇週邊硬體。舉例來說，您需要電源供應器、鍵盤、滑鼠與螢幕。在此章節中您也能了解哪一個裝置最適合您自己的Pi。

1.1 了解硬體
替Pi開箱是一件非常令人興奮的事。通常的情況下，Pi都和一兩頁的電子設備安全指引與快速上手指南放在一個硬紙板製的普通紙盒裡，所以它還是比不上替Apple產品開箱來得過癮。

第一版的Pi是一塊信用卡大小的單板電腦（single-board computer），而且沒有外殼，感覺只能吸引徹頭徹尾的極客（geek）而已。從某種角度來看，它類似您小時候可能打開過的許多電子設備的內部結構。而最新版的Pi或許會有外殼，但到那時候我們應把焦點擺在板子的內部功能，這才是最重要的，不是嗎？

Pi裡有甚麼
Pi大致上可分為A、B兩種模組，其中模組A比較便宜，但相對模組B而言，連接插頭較少。接下來的內容裡我將會詳細描述這兩者的不同點在哪兒，但在我撰寫此書時，模組A仍然還是無法購買（譯註：2013年2月4日已可購買，但銷售區域只限於歐洲）。所以在本書中我會將重點放在模組B。下圖為模組B的俯視圖。

所有Pi的模組都採用相同的運算核心：一塊名叫BCM2835的系統單晶片（SoC），常用於智慧型手機中。它的特徵是便宜、高效率，而且不耗電，也因此Raspberry團隊認為這塊晶片最適合Pi來使用。

相對於一般的電腦架構，系統單晶片整合了中央處理器（CPU）、圖像處理器（GPU）與記憶體到一塊小小的板子上。這塊BCM2835採用了700Hz的ARM1176JZ-F中央處理器、512MB的隨機存取記憶體（RAM）以及名為VideoCore IV的圖像處理器。第一批生產的Pi只有256MB的隨機存取記憶體，當您要購買Pi時，須注意記憶體容量是否為512MB。

對純使用者來說，圖像處理器是比較麻煩的區塊，由於它的設計及韌體部分有專利，所以原始碼並不開放。對於某些Pi的使用者來說這個問題並不要緊，但對於極度支持自由軟體的使用者來說心裡會有疙瘩。但至少製造商博通（Broadcom）在柏克萊軟體散布授權條款（BSD，Berkeley Software Distribution）下釋放了圖像驅動器的原始碼。

Pi上大多數的連接插頭您應該都很熟悉。舉例來說，在Pi模組B的這塊板子上，您可找到兩個一般大小的USB插頭，您可用它來連接鍵盤與滑鼠。您也可找到一個micro-USB插頭，但它只能用來供電，所以您無法用它來連接更多裝置。假若您需要連接更多的裝置，那麼您必須將它們連接到一個USB分接器。相對來說，模組A只有一個USB插頭，所以您可能總會需要一個額外的USB分接器。

您可直接透過模組B上的乙太（LAN）插頭直接將Pi與網路相連，而模組A並沒有乙太插頭，但您可以透過附加一個USB-to-Ethernet轉換器來連上網。有趣的是，而模組B也是使用它內部的USB硬體來連上網，所以，模組B與有著USB-to-Ethernet轉換器的模組A彼此之間的聯網效能其實並無差別。

由於Pi上配有複合端子（Composite video connector，又稱AV端子）插頭與高清晰度多媒體介面（HDMI，High Definition Multimedia Interface）插頭，您可選擇其中之一將Pi連接到顯示器或電視螢幕上。數位HDMI標準的效能還是比傳統的AV端子標準強得多。使用HDMI，您可以顯示高清畫質的影像，而AV端子卻只能限制在顯示傳統的影像——較年長的極客記憶中兒時的電視影像。您若使用AV端子，高清畫質的影像就無法顯示，而且輸出的畫面會有點閃爍。雖然大多數的電視目前都還附有AV端子接頭，但它這最大的優勢很快地就會全面地被HDMI取代掉。順帶一提，板上並沒有VGA埠，因為Raspberry團隊認為VGA未來也會被HDMI所取代。當然地，您也可以使用轉接頭來將Pi的HDMI影像輸出到一個數位視訊介面（DVI）或視訊圖形陣列（VGA，Video Graphics Array）顯示器。

您可以利用HDMI同時發送聲音與影像，但換作是AV端子的話，您需要另外使用一個音效連接器。這就是AV端子插頭旁邊有個音效插座的原因——您可以將使用標準3.5mm接頭的耳機、揚聲器或是您的音效接收器插上這個插座。

在AV端子埠的左側您會看到包含兩排針腳的擴充接頭，這些針腳大多數是一般用途輸出入針腳（GPIOs，general-purpose input/output pins），您可以用它來將其他電子裝置連接到Pi上。或許您已經從這些針腳的名稱上猜到，它們除了輸出入訊號外並沒有其他的特殊用途，所以您可利用它們來做一些不同的事情。舉例來說，您可以利用擴充接頭將老式的Atari VCS 2600遊戲控制器連到Pi上，這樣就可以使用模擬器來玩您自己最喜歡的8位元遊戲。在第91頁第九章中，您將會學到如何使用擴充接頭，以及親手打造一個小型的硬體專題。

另外您也可在板子上找到其他的連接插頭。CSI連接插頭是用來將攝影機連接到Pi上。DSI連接插頭是將顯示器連接到Pi上。另外還有可用來除錯的JTAG接頭。

Pi的板子上還有五顆表示板子狀態的LED，它們所代表的意義如下：
OK LED用來表示SD卡的存取狀態：當板子在存取SD卡時，該LED會閃爍。這顆LED可以用軟體來控制，所以它所表示的意義並不全然正確。

當Pi接上電源後，PWR LED便會亮起。
FDX LED亮起時，這表示網路連線全雙通。
當網路連線啟動後，LNK LED便開始閃爍。
另外使用10M LED來表示乙太連線的傳輸速率是10Mbit/s或是100bit/s。若該LED恆亮，表示板子的乙太連線傳輸速率達到100Mbit/s。

在以下的圖中您可以看到Pi的背面，而且您也可以看到在板子的右側為SD卡的插槽。