22、使用基于 Arm 的单板计算机的充足内存进行 π 计算

使用基于 Arm 的单板计算机的充足内存进行 π 计算

1. 背景与硬件选择

在某些应用中，无论进行多少优化，都需要大量的随机存取存储器（RAM）。例如，计算 100,001 位小数的 π 的有界 π 水龙头程序大约需要 1.4 M 字节的 RAM。对于这类应用，配备充足板载 RAM 的单板计算机是一个不错的选择。

这里选用了知名的 32 位基于 Arm 的 Raspberry Pi Zero WH 单板计算机。它搭载了现代且强大的 32 位 ARM1176JZF - STM 处理器，时钟频率为 1 GHz。该处理器连接着 512 M 字节的同步动态随机存取存储器（SDRAM）和多个高性能外设，其中 Arm11 集成在 Broadcom BCM2835 片上系统中。

2. 电路设计与连接

计算 100,001 位 π 需要约 2500 秒（约 42 分钟），并使用该系统 512 M 字节板载 SDRAM 中的 1.4 M 字节。由于有足够的 SDRAM 用于 π 计算，电路设计相对简单。只需要一些外部组件，就能在 Newhaven NHD - 0216K1Z - FSW - FBW - L 型的工业标准字符型 LCD 上显示计算进度。

GPIO 引脚及其在 Raspberry Pi Zero WH 的 40 针接头的关联引脚、功能和连接如下表所示：
| GPIO/40 - 针接头 | 功能 | AND - 门 | 端口扩展器 |
| — | — | — | — |
| GPIO12/H32 | 调试和基准计时 | in 12/13, out 11 | |
| GPIO16/H36 | 全软件 SP