Pi GPIOピンが5Vではなく3.3Vを使用/提供するのはなぜですか？

私は長い間、人々がGPIOピンに3.3Vを超える電圧を印加すべきでないことを知っています。また、高い場合は3.3Vを出力します。

私はいくつかの研究をしましたが、誰も本当に尋ねることを気にしなかったようです。それらのほとんどすべてが最大電流について話しています。

Piに5Vを供給している場合、GPIOピンが5Vトレラントではないのはなぜですか？

Arduinoピンは、入力（またはV _CC）電圧にほぼ追従します。5Vモデルの場合、ピンは5Vを使用します。3.3Vモデルの場合、3.3Vを使用します。それらを超えるものは、多かれ少なかれそれを揚げます。

_{^{おそらくBroadcomにこれについて尋ねるべきです。}}

ATMegaチップは指定しますOperating Voltage: ̶ 1.8 - 5.5V。深く読むと、動作速度は電圧に依存します。3.3Vで動作しますが、クロック速度を制限する必要があります。Arduinoチームは、おそらくこれを使用するシステムの入手しやすさ（の遺産の5Vを選びましたTTL）。

Piで使用されるSOCは3.3Vで動作します（さらに低い電圧が必要です）。これらはATMegaよりも桁違いに複雑であり、かなり高速で動作します（16 MHzに対して1 GHzまで）。低電圧で動作するほとんどの複雑なシステムと同様に、低消費電力（したがって熱）での高速動作が可能です。

プロセッサ部分とGPUは1.8Vおよび1.2V電源で動作し、3.3Vは周辺機器用であると思われます。SDカードも3.3Vで動作します。

Pi（特に後期モデル）には、高電流で必要な多くの電圧を供給する複雑な電力変換器があります。5Vが必要なのは、これがUSB規格であるためです（また、適切な電源がすぐに利用できるためです）。

簡単な答えは「それが設計された方法だから」です。

多少長い答えは、「高価になるため、5Vに耐えられませんでした」です。5Vペリフェラルを実際に量産する人はもういません（USBには3.3Vデータラインがあります）。5VトレラントIOピンを作成すると、チップがより高価になり、おそらく少し遅くなりますが、ゼロに近い値が追加されます。

RPiはBroadcomチップの典型的なアプリケーションではないため、チップはユースケースの99％に最適化されていることを理解する必要があります。すべてのピンを5Vトレラントにするために2ドルを費やすことはRPiにとって理にかなっていますが、残りの99％を考慮すると、それらの2ドルは法外に高い価格です。

Piはまったく同じパターンに従っていませんか？

現在のPiはすべて3V3モデルであるため、3V3 GPIOを使用します。

Piの入力電圧は固定5Vに設定されています。

Arduinoでは、3V3モデルでは通常3.3Vから12V、5Vモデルでは通常6Vから20Vの範囲の入力電圧が可能です。

ラズベリーパイには、常にオンになっている2つの一定の3v3ピン、2つの一定の5ボルトピン、多くの3v3 gpioピン、および5つのグランドピンがあります。新しいバージョンにはすべてがありますが、さらに3つのGND（グランドピン）とさらに多くのgpioピンがあります。

3.3ボルトはcmos論理レベル（新しい）であり、5ボルトは古いttl標準です。