Du möchtest mit Mikrocontrollern starten? Der Raspberry Pi Pico ist ein kostengünstiger Einstieg und unterstützt Python – ideal für Maker und Schüler!
Kurzantwort
Der erste Raspberry Pi Pico wurde von der Raspberry Pi Foundation entwickelt und das zentrale Mikrocontroller-Design, der RP2040-Chip, wurde im Vereinigten Königreich entworfen. Die eigentliche Herstellung des Chips erfolgte jedoch bei TSMC (Taiwan Semiconductor Manufacturing Company) in Taiwan.
Raspberry Pi Pico: Entwicklung, Herstellung und Technologie hinter dem Mikrocontroller
Der Raspberry Pi Pico ist ein kostengünstiger Mikrocontroller aus dem Hause Raspberry Pi Foundation, der im Jahr 2021 veröffentlicht wurde. Mit dem RP2040-Chip entwickelte die Organisation erstmals ihr eigenes Silizium, was den Pico zu einer besonderen Innovation im Raspberry-Ökosystem macht.
Wer entwickelte den Raspberry Pi Pico?
Die Entwicklung des Raspberry Pi Pico wurde von der britischen Raspberry Pi Foundation in Zusammenarbeit mit ihrem kommerziellen Arm, der Raspberry Pi Trading Ltd, durchgeführt. Verantwortlich für das Design des zentralen Mikrocontrollers RP2040 war ein internes Team von Mikrochip-Architekten und Elektrotechnikern mit Sitz in Cambridge, Großbritannien.
Technologischer Meilenstein
Mit dem RP2040 wagte die Raspberry Pi Foundation erstmals den Schritt, sich von anderen Halbleiterherstellern zu emanzipieren. Bisher wurden alle Raspberry-Pi-Modelle mit extern designten Prozessoren (z. B. Broadcom) ausgestattet. Der RP2040 hingegen wurde vollständig hausintern entworfen:
- Dual-Core ARM Cortex-M0+ CPU (133 MHz)
- 264 KB On-Chip-SRAM
- Keine integrierte Flash-Speicherung – benötigt externen Speicher
- USB 1.1 Controller mit Host- und Device-Funktionen
- 30 GPIO-Pins inkl. PWM, ADC, SPI, I2C und UART
- PIO (Programmable IO) – revolutionäres Feature für benutzerdefinierte Schnittstellen
Wo wurde der Raspberry Pi Pico hergestellt?
Obwohl der Pico und sein RP2040-Chip im Vereinigten Königreich entwickelt wurden, liegt die tatsächliche Fertigung außerhalb Europas. Der Mikrochip wurde bei TSMC – der weltgrößten Halbleiterfertigungsfirma mit Sitz in Taiwan – in einem 40nm-CMOS-Prozess produziert. Die Endmontage des Boards erfolgt teilweise ebenfalls in Fernost, insbesondere bei Auftragsfertigern in China oder Südostasien.
Vorteile von TSMC als Fertigungspartner:
- Hochmoderne Produktionskapazitäten
- Globale Liefersicherheit in der Volumenproduktion
- Optimale Herstellung für Embedded-Chip-Designs der 40-nm-Klasse
Warum ein eigener Chip?
Die Entscheidung, mit dem RP2040 eigene Wege in der Chipentwicklung zu gehen, war wohlüberlegt. Raspberry Pi wollte einen Mikrocontroller bauen, der:
- kostengünstig ist (unter 5 Euro UVP)
- für Einsteigerprogrammierung und Embedded-Systeme gleichermaßen geeignet ist
- hohe Flexibilität durch PIOs bietet
- in großen Stückzahlen leicht verfügbar bleibt – auch bei Lieferengpässen
- optimal auf die Bildungs- und Maker-Zielgruppe zugeschnitten ist
Anwendungen und Zielgruppen
Der Raspberry Pi Pico richtet sich insbesondere an folgende Gruppen:
1. Bildungseinrichtungen:
- Schulen und Universitäten als Mikrocontroller-Einstieg
- Python-Programmierung dank MicroPython-Port
- Curriculum-freundlich und preiswert
2. Maker und Hobbyisten:
- DIY-Elektronikprojekte
- Sensorik und IoT-Anwendungen
- Steuerungssysteme mit GPIO, PWM, I2C etc.
3. Embedded-System-Entwickler:
- Prototyping für Consumer- und Industrieprodukte
- Energieeffiziente Embedded Boards
- Eigene Firmwareentwicklungen mit C/C++ SDK
Softwareunterstützung
Einer der Schlüssel zum Erfolg des Pico liegt in seiner starken Softwareintegration:
- MicroPython – optimierte Version des Python Interpreters
- C/C++ SDK – offizielles Entwicklungs-Kit mit Beispielcode
- Arduino-Unterstützung – mittlerweile über die Arduino-IDE nutzbar
- Third-Party RTOS-Kompatibilität – z. B. FreeRTOS, Zephyr
Add-ons wie Pico W erweitern das Portfolio um WLAN-Funktionalität, was die Anwendungsbreite weiter steigert.
Technische Merkmale im Vergleich
| Feature | Raspberry Pi Pico | Raspberry Pi 4 B | |-------------------------|---------------------------|-----------------------------| | Prozessor | RP2040 (Dual ARM M0+) | Broadcom BCM2711 (Quad ARM Cortex-A72) | | RAM | 264 KB SRAM | Bis zu 8 GB DDR4-RAM | | Speicher | Externer Flash | MicroSD-Karte | | Betriebssystemfähig | Nein (Bare-metal) | Ja (Linux Distros) | | GPIOs | 26-30 | 40 | | Preis | ca. 4-6 Euro | ab ca. 35–100 Euro |
Fazit: Keine Konkurrenz, sondern Ergänzung
Der Pico ist kein Ersatz für den klassischen Raspberry Pi-Computer, sondern eine Ergänzung für spezifische, stromsparende Embedded-Szenarien.
Entwicklungsgeschichte
Die Arbeiten am RP2040 begannen bereits 2016. Bis zur finalen Marktreife im Januar 2021 vergingen knapp 5 Jahre – ein ambitioniertes aber extrem sorgfältig durchgeführtes Entwicklungsprojekt. Dabei kam besonderes Augenmerk auf Folgendes:
- Energieverbrauchsoptimierung
- Produktionskostenbewusstsein
- Signalverarbeitung mit PIO
- Community-freundliche Toolchain (Open Swift Build, CMake usw.)
Der Erfolg des Raspberry Pi Pico
Seit Markteinführung übertraf der Pico die Erwartungen deutlich:
- Millionenfach verkauft weltweit innerhalb eines Jahres
- Umfangreiche Community-Projekte und Open Source Bibliotheken
- Integration in Bildung und Industrielösungen
Raspberry Pi arbeitet bereits an Nachfolgeprojekten wie dem Pico W (mit WLAN) und greift auf den Erfolg des RP2040 zurück, um sich neue Marktsegmente zu erschließen.
Sicherheit und Langlebigkeit
Auch wenn er kein vollständiges Sicherheitssystem wie TPMs auf ARM-Prozessoren bietet, unterstützt der Pico minimale Sicherheitsfeatures – ideal für sensornahe Anwendungen mit lokalem Datenfluss.
Der RP2040-Chip ist für einen Langzeit-Einsatz bis mindestens 2040 spezifiziert – ideal für OEM-Projekte.
Nachhaltigkeitsaspekt
- Niedriger Stromverbrauch (<100 mA typisch)
- Minimale Rohstoffanforderung durch kleine Platine
- Nur notwendige Features (kein Overhead)
Die kompakte Bauweise macht ihn ressourcenschonender als viele größere Mikrocontroller-Plattformen.
Fazit
Der Raspberry Pi Pico ist ein technisches Meisterstück mit überraschend fortschrittlichen Features zum Minimalpreis. Entwickelt in Großbritannien, produziert in Taiwan, kombiniert der Pico europäisches Chipdesign mit erstklassiger asiatischer Fertigungstechnologie. Als Einstieg in die Welt der Embedded-Systeme, IoT-Geräte oder einfach nur für den Bildungsbereich, hat sich der Pico in kürzester Zeit als fester Bestandteil in der Maker- und Technikwelt etabliert.
Mit dem RP2040-Chip hat Raspberry Pi nicht nur ein Produkt gebaut, sondern ein ganzes Ökosystem angestoßen, das wohl noch viele Jahre eine entscheidende Rolle in der Mikrocontrollerwelt spielen wird.
