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라즈베리파이란 무엇인가?(What is the Raspberry Pi?)

라즈베리 파이(영어: Raspberry Pi)는 영국 잉글랜드의 라즈베리 파이 재단이 학교와 개발도상국에서 기초 컴퓨터 과학의 교육을 증진시키기 위해 개발한 신용카드 크기의 싱글 보드 컴퓨터이며 일반 컴퓨터에서 할 수 있는 문서작업(워드, 엑셀 등) 인터넷서핑,유튜브 시청,간단한 게임, 회로 개발 등을 할 수 있으며 현재는 많은 산업체에서 기존 컴퓨터를 대체하는 용도(임베디드시스템)로 사용중입니다. 

1.라즈베리파이 명칭 사용이유

라즈베리 파이(Raspberry Pi)는 컴퓨터 관련회사들이 많이 사용하는 과일 이름을 이용하여 많들어 졌읍니다. 예를 들면 아이폰으로 유명한 Apple, 지금은 인기가 미미지만 예전에 유행하였던 영국의 Blackberry 등의 회사 들이 있읍니다. 두번째 명칭인 Pi는 일반적으로는 음식을 떠올릴 수 있는데 이 의미는 리눅스 프로그램인 Python을 의미합니다. 가장 배우기 쉬운 프로그램이 파이썬이기 때문입니다.

Apple logo

Raspberry Pi logo

Python logo

2.라즈베리파이의 역사

소프트웨어 개발자 Eben Upton과 소프트웨어 엔지니어인 Pete Lomas와 David Braden은 2006년에 Raspberry Pi 재단을 설립했습니다. 재단의 목표는 컴퓨터를 접근하기 어려운 저개발 국가를 위한 초 저비용 컴퓨터를 개방하여 공급하는 것 이었읍니다. 2012년2월 최초 Model B를 10000대 정도 생산 판매로시작 하였으며, 교육용으로 개발된 라즈베리파이는 저렴한 가격과 다양한 기능으로 산업체에서 주목하기 시작하여 현재는 산업체에서 더많이 사용하고 있읍니다.2022년 기준으로 전세계적으로 5000만대 이상 판매 되었읍니다. 

  • 라즈베리 파이의 역사는 혁신, 교육, 그리고 커뮤니티 주도 개발의 영감을 주는 여정이었읍니다. 다음은 라즈베리파이의 역사입니다.
  • 기초와 영감 (2006-2008)
  • 라즈베리 파이 프로젝트는 케임브리지 대학교 컴퓨터 연구소의 에벤 업튼과 그의 동료들에 의해 시작되었습니다. 그들은 컴퓨터 과학 신입생들의 기술 저하에 대해 걱정하며 프로그래밍을 영감하고 가르치기 위한 저렴한 장치를 만들고자 했습니다.
  • 개발 및 프로토타이핑 (2008-2011)
  • 에벤 업튼, 롭 멀린스, 잭 랭, 앨런 마이크로프트, 피트 로마스, 데이비드 브레이번 등으로 구성된 팀은 프로토타입을 개발하기 시작했습니다. 초기 버전은 비용을 낮추기 위해 모바일 전화의 부품을 사용했습니다.
  • 라즈베리 파이 재단 설립 (2009)
  • 컴퓨터 과학 교육을 촉진하고 라즈베리 파이의 개발 및 배포를 감독하기 위해 영국 기반의 자선 단체인 라즈베리 파이 재단이 설립되었습니다.
  • 라즈베리 파이 모델 B 출시 (2012)
  • 2012년 2월 29일, 첫 번째 라즈베리 파이 모델 B가 출시되었습니다. 이 모델은 700 MHz ARM11 프로세서, 256MB RAM을 탑재했으며, 가격은 35달러였습니다. 수요가 엄청나게 많아 초기 유통업체들의 웹사이트가 다운될 정도였습니다.
  • 급속한 개발과 새로운 모델 (2012-2014)
  • 모델 B의 성공 이후, 재단은 더 적은 RAM과 포트를 가진 저가형 버전인 모델 A를 출시했습니다. 2014년에는 더 많은 USB 포트, 개선된 전력 관리, 더 나은 성능을 제공하는 모델 B+가 출시되었으며, 가격은 여전히 35달러였습니다.
  • 라즈베리 파이 2와 그 이후 (2015-현재)
  • 2015년에는 쿼드 코어 ARM Cortex-A7 CPU와 1GB RAM을 갖춘 라즈베리 파이 2가 도입되어 성능이 크게 향상되었습니다. / 2016년에는 64비트 프로세서와 내장 Wi-Fi 및 블루투스를 포함한 라즈베리 파이 3가 출시되었습니다. / 2019년 출시된 라즈베리 파이 4는 최대 4GB RAM(나중에 8GB로 증가), USB 3.0 포트, 듀얼 4K 디스플레이 지원 등으로 대폭 업그레이드되었습니다./ 2020년에는 키보드에 내장된 완전한 개인용 컴퓨터인 라즈베리 파이 400이 출시되어 사용 편의성과 접근성을 강조했습니다. / 2017년에는 산업체의 강력한 요구에 의하여 드디어 산업체를 겨냥하여 만든 CM3(Raspberry Pi Compute Module 3)가 출시됩니다. 이제품은 많은 산업체에서 임베디드 시스템으로 사용되고있읍니다. /2018년에는 라즈베리파이 3가 출시도며 이어서 2019년에는 라즈베리파이 4가 출시되어 공전의 히트를 기록합니다 /2023년 하반기에 드디어 최신 모델인 라즈베리파이 5 가 출시 되었읍니다.
  • 교육 및 상업적 영향
  • 라즈베리 파이는 프로그래밍과 전자공학을 가르치기 위해 교육 현장에서 널리 채택되었습니다. 저렴하고 다용도인 특성 덕분에 수많은 DIY 프로젝트, 산업 응용, 상업 제품(임베디드 시스템)에서 사용되고 있습니다.
  • 커뮤니티 및 생태계 성장
  • 라즈베리 파이를 중심으로 방대한 커뮤니티가 형성되었고, 이는 광범위한 튜토리얼, 프로젝트, 서드파티 액세서리 라이브러리로 기여하여 기능과 인기를 더욱 높였습니다
3.라즈베리파이 하드웨어 설명

위의 사진은 라즈베리파이4를 기준하여 설명합니다.
1.라즈베리파이 보드 중앙에 SOC(System on Chip)있으며 이 칩에는 ARM 프로세서를 비롯하여 다양한 기능이 내장 되어있읍니다(그래픽, 인터페이스 등)
2.2개의 USB포트(한포트당 2개의 USB연결가능) 가 있으며 USB2.0, USB3.0으로 구성되며 이곳에 마우스,키보드 등을 연결 합니다.
3.RAM 메모리는 1G,2G,4G,8G에서 선택가능합니다.
4.읿란컴퓨터의 하드 드라이버에 해당되는 부분은 Micro SD Card가 대신합니다. 이곳에 라즈베리파이 전용 프로그램을 설치하여 사용 합니다.
5.인터넷 연결은 유,무선 모두 가능합니다.
6.HDMI PORT가 2개 준비되어 있어서 이곳에 모니터를 연결하며 최대 4K출력 가능합니다.
7.전원소켓(USB-C TYPE)
8.AUDIO 연결잭
9.라즈베리파이 전용 카메라를 연결하는 잭: 카메라를 연결하면 동영상촬영등의 기능을 수행합니다.
10.DSI DISPLAY CONNECTOR:15핀 리본커넥터를 이용하여 다양한 DSI DISPLAY장치를 연결합니다.
11.GPIO CONNECOTR: 이곳을 통하여 다양한 기능 수행합니다. 예를들어 LED의 연결,모터의 연결,각종 센서등을 연결하여 프로그램적으로 다양한 작업을 수행할 수 있읍니다.

라즈베리파이 제품 사양(라즈베리파이 4 기준)
  • Broadcom BCM2711, Quad core Cortex-A72 (ARM v8) 64-bit SoC @ 1.8GHz
  • 1GB, 2GB, 4GB or 8GB LPDDR4-3200 SDRAM (depending on model)
  • 2.4 GHz and 5.0 GHz IEEE 802.11ac wireless, Bluetooth 5.0, BLE
  • Gigabit Ethernet
  • 2 USB 3.0 ports; 2 USB 2.0 ports.
  • Raspberry Pi standard 40 pin GPIO header (fully backwards compatible with previous boards)
  • 2 × micro-HDMI® ports (up to 4kp60 supported)
  • 2-lane MIPI DSI display port
  • 2-lane MIPI CSI camera port
  • 4-pole stereo audio and composite video port
  • H.265 (4kp60 decode), H264 (1080p60 decode, 1080p30 encode)
  • OpenGL ES 3.1, Vulkan 1.0
  • Micro-SD card slot for loading operating system and data storage
  • 5V DC via USB-C connector (minimum 3A*)
  • 5V DC via GPIO header (minimum 3A*)
  • Power over Ethernet (PoE) enabled (requires separate PoE HAT)
  • Operating temperature: 0 – 50 degrees C ambient
4.라즈베리파이 사용을 위한 액세사리

Monitor

영상출력을 위한 모니터.

HDMI CABLE

라즈베리파이와 모니터를 연결하기 위한 케이블

Keyboard

라즈베리파이에 연결하는 입력장치

Mouse

라즈베리파이에 연결하는 입력장치

전원 어뎁터

라즈베리파이에 전원을 연결

Micro SD Card

라즈베리파이 프로그램 설치용

Case

라즈베리파이 용 전용 케이스

Card Reader

Micro SD Card에 프로그램 설치용

5.라즈베리파이 스프트웨어 설명

라즈베리파이를 구입하시면 기본적으로 Micro SD Card에 프로그램을 설치해 주셔야 비로서 컴퓨터로 완성됩니다. 위의 화면은 라즈베리파이 기본 프래그램인 라즈비안을 설치후 초기 화면입니다. 이미 많은 프로그램이 내장되어있으며 추가 설치및 삭제도 가능합니다.기본 프로그램으로는 각종 프로그램용 프로그램, 인터넷 서핑을 위한 프로그램, 무료배포판인 워드프로세서 (마이크로소프트 오피스와 유사합니다. 엑셀,워드 등 여러가지 프로그램이 있읍니다) 일반 데스크탑에서 사용하는 프로그램과 유사한 무료 배포판 리눅스 프로그램이 들어 있읍니다.  아래는 라즈베리파이를 가정에서 데스크탑 컴퓨터 대용으로 사용할 경우 주로 사용하는 내용을 보여 주는 동영상 입니다.

라즈베리파이를 가정용 컴퓨터로 사용하는 예시 동영상
6.라즈베리파이에서 사용되는 대표적인 프로그래밍 언어

Phython

파이썬은 라즈베리파이 프로그래밍 언어 중 가장 많이 사용하며 웹 어플리케이션,머신러닝,전자프로젝트에 사용되면 간단하고 직관적인 형식은 많은 개발자에게 적합하며 광법위한 라이브러리 지원이 가능합니다.

Scratch

스크래치는 프로그래밍 언어의 기본을 배우기위한 시각적 블록 프로그램언어로 초보자에게 적합합니다.

C

C언어는 C컴파일러를 이용하여 컴파일 할 수 있는 쉬운 언어이며 라즈베리파이 사용자에게 널리 사용됩니다.

C++

스C언어의 확장 프로그램언어이며 좀더 복잡하고 강력한 어플리케이션을 만들 수 있읍니다.

위에 언급한 언어이외에도 Java, JavaScript,Perl,Erlang,HTML/CSS,jQuery등을 사용할 수 있읍니다.
어떻한 언어를 사용하던 라즈베리파이는 이상적인 플랫폼입니다.

7.산업용 라즈베리파이 컴퓨트모듈(Compute Module: CM4)

라즈베리파이의 성공적인 판매로 산업체에서는 산업용 라즈베리파이를 만들어주기를 요구 하였고, 이에 부응하기 위하여 생산된 모델이, 라즈베리파이 컴퓨트 모듈입니다. 산업용 (임베디드시스템) Embedded System에 부응 하고져 제작된 제품으로 기존 라즈베리파이 4와 사양은 유사하나 USB,HDMI,LAN Port등을 제거하여 더 작은 폼펙터 로 제작(55mm x 40mm x 4.7mm)되었으며 산업용 온도스펙을 만족합니다.

  1. 더작은 폼펙터:55MM X 40MM X 4.7MM
  2. 산업용 스펙에 맞는 신뢰성: 온드 스펙 (-20°C to +85°C) . 보다 신뢰 할 수 있는 eMMC메모리 적용, 2023년기준 500만대 판매
  3. 인증(Certification) :세계적 주요 국가에서 인증을 받아 놓은 상태이므로, 고객은 별도의 인증에 소모되는 시간및 비용을 절약할 수 있다.
  4. 풍부한 자료 및 커뮤니티: 라즈베리재단에서는 개발에 필요한 많은 예제파일을 무료로 제공하고 있으며, 광법위한 커뮤니티에서 많은 자료및 협조를 얻을 수 있다.무료 PCB 디자인 프로그램인(Open Source Program)  Kicad 를 위한 많은 자료가 준비되어있습니다. 특히 CM4(Compute Module4,컴퓨트모듈4)는 개발 단계에서 CM4전용 I/O보드가 필요하게 되는데 이경우 CM4I/O보드를 사용하여 개발을 완료 한후, 개발자는 준비되어있는 여러유형의 입출력 보드를 직접 많들어야 하는게 일반적입니다. 이 경우를 대비하여 많은 Kicad자료가 준비되어있어 개발시간 및 노력을 단축할 수 있습니다.실제 많은 개발자들은 이부분이 편리하여 CM4(Compute Module4, 컴퓨트모듈4)를 선택하는 경우도 많이 있습니다.
  5. USB/HDMI:USB 2.0 포트 1개와 HDMI 2.0 포트 2개가 있으며 초당 60프레임에서 최대 4K 해상도를 지원합니다
8.현재 판매되고 있는 라즈베리파이 모델(2024.07)

Raspberry Pi Zero 2W

프로세서:​1.0GHz quad-core 64-bit SoC
RAM: 512MB LPDDR2
연결성: WiFi 2.4GHz IEEE 802.11b/g/n, Bluetooth 4.2, BLE

Raspberry Pico

저가형 마이크로 콘트롤 보드



Raspberry Pi 3 Model B+

3세대 라즈베리파이 최종 버전



Raspberry Pi 3 Model B

3세대 라즈베리파이



Raspberry Pi 4

프로세서: BCM2711 @ 1.5GHz RAM: 1GB, 2GB,4GB,8GB 연결성: WiFi, 블루투스 및 이더넷

Raspberry Pi 5 New!

프로세서: ​ BCM2712 @ 2.4GHz RAM: 1GB, 2GB,4GB,8GB 연결성: WiFi, 블루투스 및 이더넷(최신버전)

Compute Module 4

Broadcom BCM2711 quad- bit SoC @ 1.5GHz 1GB, 2GB, 4GB or 8GB LPDDR4

Compute Module 4S

CM3 또는 CM3+에서 마이그레이션 하는 산업 고객용

Compute Module 4 I/O Board

라즈베리파이 CM4 전용 IO 확장 보드

Compute Module 3+

제 3세대 Compute Module 3+


Raspberry Pi ZeroW

Wireless와 Bluetooth연결이 가능 한 싱글보드 컴퓨터

Raspberry Pi 400 Unit

키보드 안에 라즈베리파이4가 내장 된 완전한 컴퓨터 키트입니다. 키보드는 영문판 입니다. 단품 판매

9.라즈베리파이를 사용하는 이유

저렴한 비용 : ($5~80) 라즈베리 파이는 대부분의 다른 컴퓨터에 비해 훨씬 저렴하여 더 많은 사람들이 접근할 수 있습니다. 저렴한 가격은 교육 기관, 취미 활동가, 개발자들에게 많은 기회를 제공합니다.
다양한 용도
1.다용도: 라즈베리 파이는 간단한 교육 프로젝트와 DIY 전자제품부터 복잡한 산업 및 상업적 용도에 이르기까지 다양한 응용 프로그램을 제공합니다. 그 적응력은 다양한 사용자 그룹에게 매력적입니다.
2.다양한 모델: 라즈베리 파이의 다양한 모델은 사용자의 필요에 맞게 다양한 선택을 제공합니다. 예를 들어, 더 강력한 애플리케이션을 위한 라즈베리 파이 5와 더 간단한 작업을 위한 저렴한 모델이 있습니다.
교육관련
1.STEM 교육: 라즈베리 파이는 처음에 컴퓨터 과학 교육을 촉진하기 위해 설계되었습니다. 학생들이 프로그래밍과 전자공학을 배울 수 있는 저렴한 플랫폼을 제공합니다.
2.커뮤니티와 자료: 방대한 자료, 튜토리얼, 지원 커뮤니티가 있어 초보자와 교육자들이 장치를 최대한 활용할 수 있도록 도와줍니다.
오픈 소스
1.소프트웨어 및 하드웨어: 라즈베리 파이는 오픈 소스 소프트웨어를 사용하여 혁신과 맞춤화를 장려합니다. 이러한 개방성은 많은 커뮤니티 주도 프로젝트와 소프트웨어 개발로 이어졌습니다.
2.넓은 호환성: 특히 라즈비안(Raspbian)과 같은 리눅스 배포판을 비롯하여 다양한 운영 체제를 지원합니다.
강력한 커뮤니티 및 생태계
1.커뮤니티 지원: 방대하고 활발한 라즈베리 파이 사용자 커뮤니티는 포럼에 기여하고 프로젝트를 공유하며 도움을 제공합니다. 이를 통해 초보자들이 시작하고 문제를 해결하는 데 도움이 됩니다.
2.서드 파티 액세서리: HATs(하드웨어 부착 탑), 센서, 케이스와 같은 많은 서드 파티 액세서리와 추가 기능은 라즈베리 파이의 기능을 확장하고 복잡한 프로젝트를 쉽게 만들 수 있게 합니다.
소형 및 에너지 효율
1.작은 크기: 작은 크기로 인해 홈 자동화 시스템부터 휴대용 장치까지 다양한 프로젝트에 쉽게 통합할 수 있습니다. 
2.낮은 전력 소비: 전통적인 컴퓨터에 비해 전력을 적게 소비하여 상시 사용 애플리케이션에 적합하며 운영 비용을 줄여줍니다.
산업및 상업적응용
1.신뢰성 및 맞춤화 가능: 산업에서는 자동화, 모니터링, 제어 시스템에 라즈베리 파이를 사용합니다. 그 신뢰성과 유연성은 다양한 상업적 응용에 적합합니다.
2.프로토타이핑: 새로운 제품을 프로토타이핑하는 데 널리 사용되며, 비용 효율성과 사용의 용이성 덕분입니다.
지속적인 개선
1.정기적인 업데이트 및 새로운 모델: 라즈베리 파이 재단은 지속적으로 성능과 기능이 개선된 모델을 출시하여 플랫폼이 계속해서 사용자 요구를 충족할 수 있도록 합니다.

10 .라즈베리파이 활용

아래는 많은 산업체에서 라즈베리파이를 어떻한 부분에서 활용하는지 보여 줍니다.

라즈베리파이 확용

아래는 라즈베리파이4와 5의 비교자료 입니다. 라즈베리파이5는 최신 출신제품 입니다.

라즈베리파이 4와5 비교
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