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[原创] 一起玩树莓派3+横向对比篇(BBB + rPi 2 + rPi 3)

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一粒金砂(中级)

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发表于 2016-10-25 19:54 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 x1816 于 2016-10-25 19:58 编辑

之前玩过一阵Beagle Bone Black,这次又借来了Raspberry Pi 2,干脆把3个板子放一起做个简单的对比和测试。
参与对比的3个板子,具体型号分别是TI的BeagleBone Black(BBB),Raspberry Pi 2 Model B和Raspberry Pi 3 Model B。其中BeagleBone Black为类似产品,Raspberry Pi 2 Model B是二代树莓派,和Raspberry Pi 3 Model B仅相差一代。

简介
树莓派可能大家都比较熟悉了,这里对于BeagleBoneBlack做一个简单的介绍。BeagleBone起源于Beagle board,是一款由德州仪器与Digi-Key 和 Newark element14 合作生产的低能耗开源的单板机。它也是为运行开源软件而构建的一个系统,以及为展示德州仪器的芯片。这个主板由一个小组开发并以对高校展示开源硬件/软件能力为导向而设计。而BeagleBone是BeagleBoard的精简版,价格也有所“精简”。
要注意BeagleBone Black的官方定价是45美元(也是BeagleBoard系列里最便宜的),但这比Raspberry Pi高配版本一如既往的35美元定价还是高了近30%。近期有新闻报道BeagleBone Black全新升级后的版本BeagleBone Black Wireless,取消了有线以太网,增加了WiFI和蓝牙,不过售价要70美元,这都够买2个Raspberry Pi了,看来Raspberry Pi的性价比真是无敌的存在。

外观对比
从左到右依次是BeagleBone Black、Raspberry Pi 2 Model B和Raspberry Pi 3Model B。
image001.jpg
正面

image003.jpg
背面

image005.jpg
侧面

三块板子大小相仿,BBB用了黑色的PCB,而且倒了4个大圆角,显得更加圆润一点。Raspberry Pi 23都是绿色的PCB,初看似乎完全一致,事实上他们的绝大多数接口都是一样的,但是LED位置不同,外壳不能通用。如果不考虑LED的问题,或者使用透明的壳,两者的外壳也能通用。

Raspberry Pi 23在板级电路上的最大区别是,3增加了WiFi和蓝牙收发器,因此电路布局更加紧凑。正面的图可以看到,连树莓派的LOGO都不得已被缩小了,2代放置LED的位置也被天线所占据,LED被移到了另一个角落。背面BBB没有放置大规模的ICRaspberry Pi 23倒是都把RAM放到了背面。可能是因为射频部分增加了电路,RaspberryPi 3使用了一个面积更小的Micro SD卡槽。它和2代的区别是,2代有弹簧,把存储卡插到底时会有一个“咔哒”锁定的声音,取出存储卡时也要先往里按一下,再弹出。而3代只是一个插入式卡槽,直插直拔,没有弹簧。当然这个差别对于个人使用影响不大。

硬件对比
CPU:
Beagle Bone Black使用的是TI的AM3359 SoC,最高主频1GHz,1个Cortex A8内核。
Raspberry Pi 2 使用Broadcom的BCM2836 SoC,最高主频900MHz,4个Cortex A7内核。
Raspberry Pi 3 使用Broadcom的BCM2837 SoC,最高主频1.2GHz,4个Cortex A57内核,支持64位。

RAM:
Beagle Bone Black包含 512MB DDR3L 400MHz RAM。
Raspberry Pi 2和3包含 1 GB LPDDR2 RAM。

存储:
Beagle Bone Black板载2GB eMMC芯片(我手里的是老版本,新版本是4GB),支持Micro SD。
Raspberry Pi 2和3没有板载存储芯片,支持Micro SDHC。

显示:
Beagle Bone Black 有一个Micro HDMI接口,但是似乎只支持到720P的分辨率,不支持1080P。
Raspberry Pi 2和3都有一个标准尺寸HDMI接口(HDMI 1.3),支持1080P,还有一个3.5mm复合视频输出口。

音频:
Beagle Bone Black没有专用音频接口,从HDMI输出数字音频。
Raspberry Pi 2和3可以通过3.5mm输出模拟音频,通过HDMI输出数字音频,还有I2S接口。

USB:
Beagle Bone Black有一个Mini USB用于供电和连接PC,一个标准尺寸的USB Host接口。
Raspberry Pi 2和3通过SMSC LAN9514扩展得到4个USB Host接口。Micro USB仅用于供电。

网络:
Beagle Bone Black有一个100Mbps以太网络口。
Raspberry Pi 2提供一个100Mbps以太网接口。
Raspberry Pi 3提供一个100Mbps以太网接口,802.11n无线连接(板载天线),蓝牙4.1连接。

GPIO:
Beagle Bone Black提供2x46个引脚,包括各种总线接口和65个GPIO。
Raspberry Pi 2和3提供一个40引脚的接口,包括总线接口和GPIO。

以下是BeagleBone Black的GPIO定义

image007.jpg


以下是Raspberry Pi 2/3的扩展口定义:
image009.jpg

再附一个字符版本(可以通过gpio readall获得这个图):
image011.png

其它:
Beagle Bone Black提供了独立的电源接口和电源芯片,在软件上可以切断BBB供电,提供了5LED(包括1个电源指示灯),3个按键(包括1个电源和1个复位按键)。


Raspberry Pi 23提供了摄像头接口(CSI)和显示屏接口(DSI)各1个,2LED(包括1个电源指示灯),主板上没有按键。

小结:
事实上这样的对比有一些不公平,毕竟BBB2013年的产品,而Raspberry Pi 23分别是2015年和2016年才问世的。所以在CPU上,Raspberry23有巨大的优势,实际使用时发现,4核的处理器确实会比单核处理器强大很多。1GB的内存也会比512MB充裕很多。BBB板载了eMMC是一个优点,但是2GB的容量基本只够装个系统,就算是4GB版本,也是勉强够用,不如插入一张Micro SD卡,16G的也不贵。

BBB另一个优点是提供足够多的GPIO口,这在工业控制等领域比较实用,而对于个人DIY一些简单的作品,Raspberry Pi的接口也基本够用。

Raspberry Pi额外提供了摄像头接口CSI,这方便了做图像采集方面的应用。不过额外提供的显示接口DSI,直连的GPU资料不开放,至今只能连接官方液晶屏,没有第三方加入使得货源并不多,不是很亲民。
Raspberry Pi在接口方面最大的优点是提供了板载USB Hub,从而有4USB Host接口。这在使用时带来了很多方便之处,而BBB只有一个USB Host,总是不够用。


再来对比一下Raspberry Pi 23,这两者主要有2个区别。一是处理器换成了性能更好的Cortex A57内核,支持64位,主频也提高了300MHz。二是增加了无线和蓝牙收发器。这样就不用外接USB无线网卡,增加了系统集成度,也减少了1USB口的占用,蓝牙支持低功耗版本4.1,这也是目前物联网中比较流行的通信方式。

软件对比
BBB支持Debian、Android,Ubuntu等基于Linux的系统,还有Cloud9、Bone Script library等配套资源。BBB的USB一连上PC,就有虚拟的U盘,提供了驱动,资料等,虚拟的串口供调试,甚至有一个虚拟的网络口,软件开发比较容易上手,板载eMMC可以做到软件开箱即用。
image013.png

Raspberry Pi提供了更加丰富的系统选择,基本主流的Linux发行版都有掺和进来,官方支持的Raspbian是一个基于DebianLinux系统。
一款硬件要流行起来,软件支持不可缺少,这方面BBBRaspberry Pi做的都不错,也不见得支持的多就一定好,可谓求同存异,适合的就是最好的。
值得一提的是,Raspberry Pi 23都支持Windows IoT Core,目前来看,这个物联网版本的Windows,支持的硬件还寥寥无几(如图),这一方面Raspberry Pi显然走在了前列。
image015.png


跑分对比
使用的软件为UnixBench,是一个用于测试unix系统性能的工具,也是一个比较通用的基准测试软件。此测试的目的是对类Unix 系统提供一个基本的性能指示,多个测试用于评估系统性能的不同方面,这些测试的结果是一个指数值(index value,如520),这个值是测试系统的测试结果与一个基准系统测试结果比较得到的比值,这样比原始值更有参考价值,测试集合里面所有的测试得到的指数值相加就得到整个系统的指数值。
软件版本是UnixBench 5.1.2。

image017.png

树莓派在没有散热器的情况下,满载时间久了温度还是比较高,下图是我的处理办法,相信各位有更好的办法。
image019.jpg
测试结果如下:
BeagleBone Black只有1个核心,单核结果:
image021.png


Raspberry Pi 2 Model B 单核结果:
image023.png

Raspberry Pi 2 Model B 4核结果:
image025.png


Raspberry Pi 3 Model B 单核结果:
image027.png

Raspberry Pi 3 Model B 4核结果:
image029.png

跑分的结果只是参考。可以看到BeagleBone Black的单核分数最低,而且只有1个内核,在实际使用时也发现它是最卡的,可见这几年SoC的发展迅速。
Raspberry Pi 2和3的跑分无论是单核还是4核,都是3比2高了不少。但是要注意,我这里使用的系统还是32位的,把Pi 3处理器识别为ARMv7 Processor,估计还没有完全发挥出Pi 3的新架构优势。但是目前的性能表现,已经完全没有了初代Raspberry Pi的卡顿,以及动不动就CPU满载到100%的情况,无论跑分有没有宣称的初代的10倍,体验高了很多倍倒是事实。





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发表于 2016-10-25 20:02 | 显示全部楼层
非常详细,感谢分享!


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发表于 2016-10-25 20:26 | 显示全部楼层
记得当时BBB比树莓派2配置高出不少的啊

点评

BBB应该是相比树莓派1代高不少,树莓派2代是2015年出的,已经是4核的SoC了,BBB表示很吃亏  详情 回复 发表于 2016-10-25 20:28
training


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一粒金砂(中级)

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 楼主| 发表于 2016-10-25 20:28 | 显示全部楼层
白丁 发表于 2016-10-25 20:26
记得当时BBB比树莓派2配置高出不少的啊

BBB应该是相比树莓派1代高不少,树莓派2代是2015年出的,已经是4核的SoC了,BBB表示很吃亏


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发表于 2016-10-26 12:07 | 显示全部楼层
写的不错!
生活就是油盐酱醋再加一点糖,快活就是一天到晚乐呵呵的忙
===================================
做一个简单的人,踏实而务实,不沉溺幻想,不庸人自扰


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发表于 2016-10-26 14:23 | 显示全部楼层
顶一个


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纯净的硅(中级)

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发表于 2016-10-27 09:40 | 显示全部楼层
超级详细,赞赞赞
HELLO_WATER


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一粒金砂(初级)

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发表于 2017-7-1 13:12 | 显示全部楼层
对比很仔细,赞


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一粒金砂(初级)

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发表于 2018-1-26 11:39 | 显示全部楼层
不错 硬件角度分析 还带跑分


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