Raspberry Pi - Opbygning og muligheder

Opsætning - Installation og styresystemer

Hvilke styresystemer er der mulighed for?

Raspberry Pi kører med Linux som styresystem. Helt specifikt kører den, grundet CPU-typen i Raspberry Pi, kun med ARM-kernel baserede Linux-distributioner. Det giver en del begrænsninger da der ikke er ret mange af denne type Linux-distributioner tilgængelige i dag. Det udelukker bl.a. en af de rigtig populære distributioner, Ubuntu, da denne kun findes i en x86/x64 baseret version.

En liste over de Linux distributioner der er mulighed for at benytte kan findes på Raspberry Pi Foundations officielle forum, men jeg har valgt at liste de mest benyttede og dem der nok ville være at anbefale at kigge på, hvis man skal i gang med at rode med sin Raspberry Pi for første gang og ikke har den store erfaring med Linux.

• Debian 6.0 “Squeeze”
• Raspbian (bygget på Debian 7.0 ”Wheezy”)
• Raspbmc RC3

De to første, Debian og Raspbian er reelle Linux operativsystemer som kan bruges enten som desktop computer, eller til at sætte services som Mumble, ZNC (IRC bouncer), webserver eller sidde og programmere programmer via.
Den sidste er ment som mediecenterløsning, og bruger XBMC-mediecenter softwaren som brugerflade oven på en minimalistisk Debian 6.0 installation.

Installation af styresystem

Det har hele tiden været Raspberry Pi Foundations ønske at det var let at komme i gang med at bruge Raspberry Pi. Installationen af styresystemet er derfor lavet sådan at man henter en image-fil fra deres side. Man sætter derefter SD kortet man vil installere styresystemet på, i en kortlæser som er tilsluttet computeren.
Under Windows bruger man programmet ’Win32DiskImager’, og under Linux/Unix bruger man programmet ’dd’ til at lægge indholdet af den imagefil over på SD kortet.
Det er ret nemt at gå til, og der findes end del udførlige guider til hvordan man gør rundt omkring på nettet, samt på Raspberry Pi Foundations egen side.
Derefter sætter man SD kortet i Raspberry Pi, og sætter strøm til den.

Et kort overblik over de nævnte styresystemer

Debian 6.0 ”Squeeze” var den distribution som Raspberry Pi Foundation havde lagt ud omkring tidspunktet for da de første enheder begyndte at blive leveret til folk. Den var en såkaldt softfloat version, hvilket vil sige at den på grund af arkitekturen og instruktionssættet ARMv6 i ARM11 CPU’en ikke kunne udnytte floating point enheden ordenligt.
Debian har officielt to ARM arkitekturer i deres Linux styresystemer, armel og armhf. Arkitekturen armel understøtter low-end hardware og understøtter ARMv4 instruktionssættet, og kan bruge floting point hardwaren via en kompatibilitetsmode som sætter ydelsen ned, men understøtter muligheden for at den samme software kan køre på hardware uden floating point enhed.
Arkitekturen armhf understøtter ARMv7 og dermed highend hardware og har floating point hardwaren direkte. Det betyder reelt set at ARM11 CPU’en rammer lige i mellem de to arkitekturer som Debian officielt understøtter, og derfor ikke har fuld hastighed pga. det.
Debian udgivelsen fra Raspberry Pi Foundation kom med en del programmer preinstalleret, så det bare var at lægge den over på et SD kort, starte Raspberry Pi, op og man var i gang. Der var forudinstalleret en browser, samt indtil flere programmeringsværktøjer, bl.a. Scratch. Scratch er et visuelt programmeringsværktøj hvor man skal trække byggeklodser ind i et område på skærmen, og på den måde kan få f.eks. en figur til at bevæge sig på skærmen. Det var rettet mod børn som vil sætte sig ind i hvordan programmering virker. Der var også installeret Python som er et af de programmeringssprog som Raspberry Pi Foundation er interesseret i at folk begynder at lære.
Debian 6.0 ”Squeeze” er dog blevet erstattet af Raspbian inden for de sidste par uger mens denne artikel har været under udarbejdelse.

Raspbian er den nye distribution som nu er den anbefalede distribution fra Raspberry Pi Foundation. Raspbian er baseret på den nyeste Debian 7.0 ”Wheezy” udgivelse som ikke er 100 % færdig endnu. Raspbian er en "hardfp distribution", hvilket vil sige at den rent faktisk udnytter floating point enheden i Raspberry Pi. Samtidig er den compilet og optimeret til Raspberry Pi specifikt hvilket også giver lidt ydelsesforbedringer.
Der er forudinstalleret de samme stykker software som i den gamle Debian ”Squeeze”-distribution.
Hvis man har prøvet at sidde med både Debian ”Squeeze” og med Raspbian kan man tydeligt mærke at optimering i forhold til at bruge floating point enheden har haft ret betydelig positiv effekt på selve den grafiske brugerflade.
Under første opstart er der blevet oprettet en menu som guider dig igennem den første opsætning af Raspbian. Det gælder bl.a. opsætning af tastatur, tidzone, skifte adgangskode og lignende.

Raspbmc er en af de Linux distributioner der er lavet så man kan bruge Raspberry Pi som mediecenter. På nuværende tidspunkt er den bygget op på en minimalistisk Debian ”Squeeze” version med alle de unødvendige dele fjernet, og der er derefter lagt XBMC mediecenter applikationen oven på som brugerflade.
Sam Nazarko der er hovedudvikler og idémand til denne distribution har lavet hans eget installationsværktøj der gør det utroligt nemt at installere Raspbmc. Distributionen er lavet sådan at man reelt set installerer et lille standard image på SD kortet.
Første gang man tænder for sin Raspberry Pi, skal den være forbundet til Internettet. Hele installationen og den første opsætning kører af sig selv. Sæt SD kortet med Raspbmc i din Raspberry Pi og lade den stå og arbejde i 15-40 minutter, alt efter størrelsen på SD kortet, hvorefter den er klar.
Installationen starter med at formatere den resterende plads på SD kortet. Derefter henter den de nyeste pakker inden den starter op. Man vil derfor altid have den nyeste opdatering når man installerer Raspbmc.

Den nuværende RC3 (Release Candidate 3) version af Raspbmc har lidt ydelsesproblemer i menuerne, da der på nuværende tidspunkt ikke er nogen grafikkortdriver til Raspberry Pi. Da der i den Debian distribution som Raspbmc kører på lige nu, ikke er understøttelse af floating point enheden, kører menuerne via CPU’en i softwarerenderet tilstand. Det giver en del hakkeri og pauser i menuerne.
Film og serier i MPEG4-AVC eller H.264 codecs er dog noget helt andet da disse kører via GPU’en. Videoer kører gnidningsfrit i op til 1080p, dog med færrest problemer fra USB harddisk. Der kan opstå problemer via f.eks. SMB shares på et netværk, grundet at det kræver en del CPU kraft at styre pakkeflowet over netværket. Hvis man derimod kører med NFS shares skulle flaskehalsen i forhold til netværksoverførsler blive minimeret, men kan stadig opstå.
En anden ting man skal være opmærksom på med hensyn til filmafspilning på Raspberry Pi er lydformaterne. XBMC understøtter AC3 og DTS passthrough. For at det virker, skal man dog have et tv eller en forstærker der understøtter disse formater (AC3 og DTS). Hvis ikke skal CPU’en afkode lydsporet, og så kommer man i store problemer. 700MHz ARM CPU’en har simpelthen ikke nok regnekraft til at afkode især DTS formatet og det vil resultere i pauser i filmen da Raspberry Pi bliver nødt til at holde pause i billedsiden for at kunne nå at få lyden til at følge med.

I skrivende stund arbejdes der på en RC4 af Raspbmc som er bygget på Raspbian og derfor understøtter floating point enheden. Hvis det giver de samme fordele i Raspbmc’s menu som det gjorde i LXDE brugerfladen til Rasbian, så er det meget positivt i forhold til at få en noget mere flydende menu. Det vil samtidig give lidt mere luft til at CPU’en kan bruge lidt flere kræfter på at afkode lydsporene. Om det er nok, det må tiden vise.