Raspberry Pi 5の I/O chip、RP1 とは

はじめに

Raspberry Pi 5 にはメインとなるSoCである BCM2712 の他に I/O chip である RP1 なるものも載っています。

今回は、RP1 について調べてみました。

RP1

arch/arm/boot/dts/rp1.dtsi の中を覗いてみたら、下記のような機能が入っていました。

• raspberrypi,rp1-clocks
• pl011-axi : rp1_uart0, 1, 2, 3, 4, 5
• snps,dw-apb-ssi" : rp1_spi0, 1, 2, 3, 4(target/slave), 5, (6), 7, 8
• snps,designware-i2c : rp1_i2c0, 1, 2, 3, 4, 5, 6
• raspberrypi,rp1-pwm : rp1_pwm0, 1
• snps,designware-i2s : rp1_i2s0, 1, 2
• raspberrypi,rp1-sdio-clk : rp1_sdio_clk0, 1
• raspberrypi,rp1-adc : rp1_adc
• raspberrypi,rp1-gpio :
• cdns,macb : rp1_eth
• raspberrypi,rp1-cfe : rp1_csi0, 1
• snps,dwcmshc-sdhci : rp1_mmc0, 1
• snps,axi-dma-1.01a : rp1_dma
• snps,dwc3 : rp1_usb0, 1
• rp1_gpio
• drm
• raspberrypi,rp1dsi : rp1_dsi0, 1
• raspberrypi,rp1vec : rp1_vec
• raspberrypi,rp1dpi : rp1_dpi

この中で使っている機能は、

• i2c0: &rp1_i2c0 { };
• i2c1: &rp1_i2c1 { };
• i2c2: &rp1_i2c2 { };
• i2c3: &rp1_i2c3 { };
• i2c4: &rp1_i2c4 { };
• i2c5: &rp1_i2c5 { };
• i2c6: &rp1_i2c6 { };
• i2s: &rp1_i2s0 { };
• i2s_clk_producer: &rp1_i2s0 { };
• i2s_clk_consumer: &rp1_i2s1 { };
• pwm0: &rp1_pwm0 { };
• pwm1: &rp1_pwm1 { };
• spi0: &rp1_spi0 { };
• spi1: &rp1_spi1 { };
• spi2: &rp1_spi2 { };
• spi3: &rp1_spi3 { };
• spi4: &rp1_spi4 { };
• spi5: &rp1_spi5 { };
• csi0: &rp1_csi0 { };
• csi1: &rp1_csi1 { };
• dsi0: &rp1_dsi0 { };
• dsi1: &rp1_dsi1 { };
• dpi: &rp1_dpi { };
• vec: &rp1_vec { };

まとめると、

• USB3 x 2
• GbE
• I2C
• I2S
• SPI
• GPIO
• PWM
• CSI (MIPI)
• DSI (MIPI)

です。

下図は、ここ から説明のために引用します。

左側にあるのが RP1 です。RP1からGbEコネクタとUSB 3 (x2)コネクタへ配線しているのが見えます。また、CSI/DSIの2個のコネクタも RP1 と接続しています。

BCM2712 と RP1 は、PCIe Gen2 x4 で接続しています。

おわりに

BCM2712は 28nm、RP1は 40nmで開発したようです。BCM2712 の PCIe は Gen3 ですが、RP1 の PCIe は Gen2 のようです。

追記)、2023.10.07

RP1 の資料

なんと、Cortex M3が2個載っている。下図を説明のために引用します。

Raspberry Pi Nanoに載っているのは、Broadcom BCM2835

追記)、2023.10.10

www.raspberrypi.com

追記)、2023.10.12

From the RPi forums:

The RP1 firmware is uploaded over I2C. PCIe link not initialised until that firmware is uploaded. No plans to open-source RP1 firmware.

— Longhorn (@never_released) 2023年10月11日

RP1のfirmwareはI2C経由でダウンロードされ初期化されるまでは PCIe が使えない。。。この部分の公開の予定は無さそう。