linux长期以来一直处于打入嵌入式系统的边缘,但一个障碍是缺乏经济实惠的开发板,处理器速度足够快,存储空间足以应对linux。在过去几年中,情况发生了变化,并且有许多低成本的开发板,每个板都有一系列插件外设和带有处理器的处理器,其功能和内存可以舒适地执行基于linux的应用程序。本文将介绍beagleboard/beaglebone和pandaboard。它还将研究制造商解决同一问题的方法 - 飞思卡尔塔式开发系统,特别强调mpc8309 powerquicc ii pro处理器。
图1:德州仪器beagleboard。
开发出第一款beagleboard是为了展示ti omap3530片上系统的功能。 omap™(开放多媒体应用平台)产品是ti davinci™平台的一部分,顾名思义,它的目标是媒体处理,但也可以看作是一款功能非常强大的“片上计算机”。 3530采用运行频率高达720 mhz的arm®cortex™-a8内核,并在片上集成了ti tms320c84x dsp和imagination technologies powervr sgx图形引擎。片上还有一个显示子系统,一个摄像头接口,一系列串行接口和四个usb控制器,以及内核和64 kb sram和128 kb rom的内存缓存。增加低功耗(ti不提供整体功耗数据,声称它取决于应用程序)以及它是当时最强大的基于arm的设备这一事实,并且您拥有一台非常吸引人的小型计算机。
在ti内部,一小组人士决定将3530安装在极小的电路板上。该团队决定只提供标准扩展总线,如usb 2.0,sdio和dvi-d以及mmc/sd(多媒体卡/安全数字)卡插槽,而不是添加lcd或wi-fi或以太网等功能。 。有了这些,几乎可以添加任何外围设备或外部设备,以创建低成本的计算机。由于整体电路板功耗低于2瓦,因此无需风扇即可通过usb连接供电,从有源usb集线器或5 v外部电源供电。除此之外还有一个价格低廉(125美元= 105英镑)的angstrom linux发行版,通过读卡器加载。
很快,专业人士和热心的爱好者就开始接受董事会,并开始在beagleboard.org上分享他们的经历。 beagleboard社区现有5,000多名成员。他们能够在没有额外软件或专家接口成本的项目上工作,这是增加设备占用率的重要驱动因素,并且非常快速地将许多其他linux发行版(包括android,fedora和ubuntu)移植到装置。还开发了用于各种功能的扩展板。 beagleboard.org上的项目列表显示了一系列惊人的创造力,从机器人到电子西藏唱歌碗。
图2:circuitco electronics beagleboard-xm。
原始电路板设计经过多次修改,并于2010年推出了新版beagleboard-xm。它托管了ti omap 3730,它具有更快(1000 mhz)的arm cortex-a8版本以及相应升级的其他功能,包括dsp和图形。 beagleboard-xm体积更大,具有集成的以太网端口,四个usb端口和一个摄像头端口。
2011年,开发beagleboard的团队创建了一个新产品--beaglebone。这使用ti sitara™am335x系列,非常便宜(体积价格低于5.00美元)设备,再次使用arm cortex-a8。该板非常基本,信用卡大小,usb连接和microsd读卡器。速度取决于电源:如果电路板由usb供电,则处理器速度限制为500 mhz,而使用5 v连接器则允许720 mhz。所有其他功能都是通过扩展卡(或beagle行话中的capes),因此该板有两个双排,46针连接器接头,理论上允许连接多达四个capes。 capes涉及一系列主题,从双步进电机控制器和驱动器到触摸屏lcd显示器。同样,该主板运行各种linux版本。
图3:circuitco electronics beaglebone。
另一款采用ti处理器的低成本linux中心板是pandaboard。这是基于omap系列的另一个成员omap44xx。这是一款双核arm cortex-a9设备,具有多媒体加速器,更快的imagination technologies图形核心和图像信号处理器。该板比beagleboard更大,但功能更强大。它具有wlan/蓝牙,以太网,hdmi和dvi,相机连接器,rs232,usb,音频和jtag端口。它还具有扩展连接器,lcd扩展接口,存储卡笼和1 gb ram。
图4:svtronics pandaboard es。
最初的pandaboard配备了omap4430,而后来的pandaboard es配备了omap4460。同样,低价格和免费操作系统鼓励了一个以pandaboard.org为基础的大型社区开发各种不同的应用程序。
使用所有这些主板,从解锁到运行linux只需几分钟。如果已在pc上的linux下创建应用程序,则可以立即执行这些应用程序。社区也有所帮助,因为在创建系统软件,中间件和应用程序方面有共同的努力。低成本但功能强大的硬件和foss(免费和开源软件)开发工具和强大的社区相结合,正在推动使用ti处理器的强大开发工作。
飞思卡尔采用不同的方法。 2008年,该公司决定为其许多处理器开发板建立标准模块系统。其中包括用于8位,16位和32位mcu和mpu,外设模块和插件的处理器板。处理器和外围模块插入电梯板,电梯板通过串行和扩展总线提供通信,并且组装完成时具有更多信号路径的辅助电梯。整个包装作为一个3.5英寸的立方体坐在板凳上。插件,比如子卡,通过twrpi(塔式插头)连接器与模块连接,并提供触摸板,键盘,加速度计和其他功能。
图5:飞思卡尔塔式系统。
处理器模块的一个例子是mpc8309 powerquicc ii pro,它是一种用于工厂自动化和低级网络的低成本控制器。 mpc8309具有power architecture处理器,可执行控制平面处理,以及飞思卡尔的quicc engine(双核risc架构),适用于所有通信活动。 twr-mpc8309模块具有以太网,现场总线,ieee 1588,rs232和usb 2.0接口。 sd/sdio扩展端口提供额外的存储,wi-fi,gps和其他连接,迷你pci端口允许802.11n进一步提供wi-fi连接。可以通过usb端口或jtag/cop头进行调试。除模块外还有一个插件,mpc830x-tlcd模块,可直接安装3.2“qvga彩色lcd触摸屏和12键电容式触摸板。这意味着塔架不需要pc主机,另外还需要塔式模块,带有第三个10/100以太网的twr-indcrt,四个can,两个spi,一个i²c和四个电机控制端口。
飞思卡尔已经建立了一个专门的网站towergeeks.org,以创建塔式系统用户社区。这已经产生了20个小组,涵盖了从飞思卡尔foss到机器人技术的一系列主题。同样,有许多linux发行版可用,具体取决于主处理器板中的处理器。
低成本强大开发板与一系列免费开源开发工具的结合,为业余爱好者开辟了系统开发,同时也让专业系统开发人员更容易探索选项,然后再做出重大承诺。实施产品的特定途径。
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