Встраиваемый одноплатный микрокомпьютер
Данный микрокомпьютер является опциональным устройством. Встраиваемый одноплатный микрокомпьютер, производства ООО «Прикладная робототехника», представляет собой компактный модуль, с размещенными на нем процессором, памятью, модулями беспроводных интерфейсов, а также имеющий набор выводов GPIO, позволяющих обмениваться данными с другими устройствами по типовым интерфейсам, либо использовать их для взаимодействия с внешними периферийными модулями, такими как различные сенсоры и датчики.
Управляется данный микрокомпьютер операционной системой Yocto Linux, позволяющей осуществлять управление устройством таким же образом и на обычном ПК. Модуль поставляется уже с установленной на нем операционной системой и в связи с этим не требует дополнительной настройки.
Технические характеристики микрокомпьютера
| Процессор | Allwinner H3, Quad-core Cortex-A7 Up to 1.2GHz |
|---|---|
| Рабочее напряжение | 5В |
| Объем памяти | 8GB eMMC |
| ОЗУ | 512Mb |
| Тактовая частота | 1.2GHz на ядро |
| USB порт | 1 (2.0) |
| Интерфейсы | UART, SPI, I2C, WiFi, Bluetooth, DVP, IO |
| Дополнительное хранилище | MicroSD Slot |
| Размеры | 40x40мм |
| Вес | 10 г |
Устройство микрокомпьютера
Основные элементы для взаимодействия со встраиваемым микрокомпьютером показаны на рисунке 3.13.
Здесь:
- – разъем под карты памяти формата MicroSD. Данный модуль поддерживает карты памяти объемом до 64Гб. При установке в данный разъем карты памяти с загрузочным образом OC, подходящей для модуля, загрузка произойдет именно с него. Таким образом, данный разъем можно использовать для перезаписывания образа системы, хранящегося в eMMC памяти.
- – разъем для подключения внешней Wi-Fi антенны. Для корректной работы модуля на нем должна быть установлена Wi-Fi антенна. При отсутствии этой антенны модуль будет постоянно писать в отладочный порт информацию об ошибке.
- – разъем для подключения DVP камеры. Через данный разъем можно подключить модуль с матрицей и объективом для реализации системы технического зрения.
- – индикационные светодиоды. Мигающий синий светодиод показывает корректную загрузку модуля.
- – USB порт. В состоянии по умолчанию он настроен как Mass Storage устройство, но при необходимости может быть настроен пользователем в требуемый режим. Например, в режим эмуляции Ethernet порта с помощью g-ether. В таком случае, при подключении модуля к ПК он будет видеться как удаленное NDIS-устройство, и к нему можно будет подключиться посредством ssh соединения.
Рис. 3.13. Основные элементы встраиваемого микрокомпьютера
Расположение GPIO выводов на микрокомпьютере
Расположение GPIO выводов микрокомпьютера показано на рисунке 3.14. Таким образом, на выводах микрокомпьютера находятся следующие линии:
Выводы питания 3,3В и 5В, причем отдельные выводы имеются для входа напряжения, они обозначаются как IN, и отдельные – для выхода (OUT). В связи с чем, надо всегда контролировать нагрузку, подключаемую напрямую к модулю, во избежание его выхода из строя.
Линии для вывода на внешние USB-порты для подключения различной периферии, такой как веб-камера, флешка, принтер и т.п.
Рис. 3.14. Расположение GPIO выводов микрокомпьютера
Интерфейс I2S для подключения цифровой аудио периферии. Интерфейс I2C для подключения различной сетевой периферии. Аналоговые аудио вход и выход для подключения микрофона и динамиков.
3 последовательных интерфейса UART, один из которых является отладочным портом модуля по умолчанию (UART0), а два других могут быть использованы требуемым пользователю способом.
Интерфейс SPI для подключения внешней периферии.
В кастомизированной версии модуля также имеются линии, организующие внешнее Ethernet соединение, и установленный по умолчанию на плату I2C микрофон.
Помимо организации линий в интерфейсы, практически каждая линия GPIO может быть использована в отдельности, исходя из настроек, установленных пользователем.
Часть интерфейсов, имеющихся на модуле, выведены на внешние разъемы периферийной платы STEM Board. Такими интерфейсами являются 2 линии USB 2.0, аудио линии микрофона и динамиков, отладочный UART в виде microUSB, UART в виде 3х пинового Dynamixel интерфейса, Ethernet. Таким образом, использование встраиваемого микрокомпьютера совместно с периферийной платой STEM Board обеспечивает корректное питание модуля и позволяет пользоваться большинством интерфейсов, используя для этого стандартные способы подключения к ним.
Питание микрокомпьютера
Питание микрокомпьютера осуществляется путем подачи напряжения в 5В на линию 5В IN, причем источник напряжения должен обеспечивать на старте модуля ток свыше 2А. Подача недостаточного тока при включении может привести к выходу модуля из строя. В связи с этим не рекомендуется использовать модуль встраиваемого микрокомпьютера без электронной обвязки, обеспечивающей необходимое питание. Для корректного функционирования модуля рекомендуется использовать периферийную плату STEM Board, в которой реализована необходимая схема питания, а также имеются необходимые для работы аппаратные реализации.