Svetelektro.com

Svetelektro.com

Meno:
Heslo:

UP Board - jednodoskový počítač založený na architektúre x86

Kategória: Firemné články | 12.10.2017 | Autor: TME s.r.o. 

V posledných rokoch sme boli svedkami obrovského nárastu popularity jednodoskových počítačov. Každý mesiac vstupujú na trh nové, výkonnejšie a lacnejšie modely. Väčšina z nich, tak ako populárny Raspberry Pi, sú vybavené viacjadrovými procesormi, založenými na architektúre ARM. Pomerne prekvapivý je UP Board - jednodoskový počítač vybavený 64-bitovým procesorom s architektúrou x86, vyrobený 14 nm technológiou.
UP Board je výrobok taiwanskej firmy AAEON, spoločnosti ktorá je súčasťou skupiny ASUS. Bol navrhnutý s ohľadom na tvorcov prototypov a je tiež vynikajúcim vybavením pre kick-up a start-up projekty. Vďaka svojej bohatej multimediálnej podpore môže byť použitý napríklad ako kancelársky terminál.  Počítač Up Board ponúkajúci rôzne riešenia, ktoré doteraz existovali len v priemyselných počítačoch, je tiež zaujímavou platformou pre nadšencov vytvárajúcich zariadenia pre vlastné použitie.
 
Technické špecifikácie počítača UP Board
UP Board je vybavený 64-bitovým štvorjadrovým procesorom Intel Atom™ x5-Z8350 CPU s 2MB vyrovnávacej pamäte cache. Podľa výrobcu, je maximálna taktovacia frekvencia jadra 1,92 GHz.


Obr. 1: Rozmery počítača UP Board sú 85,6mm x 56,5mm

V závislosti od verzie má UP Board pamäť RAM DDR3L-1600 s kapacitou 1, 2, alebo 4 GB. Je tiež vybavený technológiou Intel HD Graphics 400, ktorá beží na frekvencii 500 MHz. Počítač poskytuje široký súbor rozhraní, ktorý zahrňuje okrem iného: DSI, CSI (do 4 Mpix), HDMI, Ethernet, 4x USB 2.0 a 1x USB 3.0 OTG. Prístroj je napájaný zo zásuvky 5V DC a má rozsah prevádzkových teplôt od 0 °C do 60 °C. Charakteristickým rysom dosky sú jej malé rozmery (85,60 mm × 56,5 mm). UP Board bez problémov podporuje video stream s rozlíšením 4K. Na obr. 2 je ukázaný príklad takého videa, ktoré sa prehráva na prehliadači Chrome a beží na ubilinux.
 

Obr. 2: UP Board môže ľahko spracovať 4K video stream


Obr. 3: Základné technické špecifikácie UP Board


Obr. 4: Výsledky štandardných testov z programu Hardinfo-System Information a Benchmark. Čím je skóre nižšie, tým lepšie. Výsledky iných platforiem môžete vidieť, keď navštívite napr. portál openbenchmarking.org.

Zabudovaná pamäť eMMC
Silnou výhodou počítača UP Board je integrovaná energeticky nezávislá pamäť eMMC s kapacitou 16 GB, 32 GB, alebo 64 GB (v závislosti na verzii). Preto nie je potrebné pripojenie externej SD karty, ako napr. v prípade Raspberry Pi. Takéto riešenie výrazne zvyšuje odolnosť systému voči otrasom a vibráciám a jeho všeobecnú spoľahlivosť, najmä v nepriaznivých podmienkach.
 
40-pinový konektor
UP Board je vybavený 40-pinovým expanzným konektorom, ktorý je kompatibilný s Raspberry Pi. Jeho jednotlivé piny ovládajú univerzálne porty (GPIOs), komunikačné rozhrania (UART, I2C, SPI), výstup signálu PWM, vstup ADC prevodníka a napájacie vedenia 3,3 V a 5 V. Opis a rozloženie jednotlivých pinov 40-pinového konektora môžete vidieť v tabuľke 1 (na konci článku).
 
40-pinový konektor sa môže využívať s adaptérmi, ako napr. MIKROE-1879, ponúkaný firmou Mikroelektronika. Táto spoločnosť tiež vyrába expanzné moduly (nazývané clicks), ktoré umožňujú vybaviť systém dodatkovými komponentmi, akými sú teplotné snímače, merač zrýchlenia, displej, dodatočná pamäť a veľa iného.


Obr. 5: UP Board s namontovaným expandérom MIKROE-1879, ktorý umožňuje pripojenie rozširujúcich modulov, tzv. clicks.

Dostupné operačné systémy
UP Board môže pracovať s operačnými systémami Linux, Windows 10, alebo Android. Výrobca poskytuje ovládače, ktoré umožňujú inštaláciu linuxových distribúcií Ubuntu a ubilinux™ (založené na Debiane a určené pre vložené systémy), rovnako ako ovládače pre Yocto Project. Operačný systém je nainštalovaný pomocou bootovacej pamäte USB.
 
Inštalácia ubilinux™
Aby ste mohli nainštalovať ubilinux™ potrebujete správne nakonfigurovanú pamäť USB s obrazom OS. V systéme Windows môžete na konfiguráciu pamäte USB použiť napr. nástroj Rufus[1]. Obrazy tohto a iných operačných systémov pre túto platformu sú dostupné na internete[2]. Skôr než začnete pracovať s UP Board, potrebujete monitor s rozhraním HDMI, myš a klávesnicu USB a napájací zdroj 5 V, ktoré nie sú súčasťou zostavy.
Všetko čo potrebujete urobiť pred inštaláciou ubilinuxu, je vložiť pamäť USB s OS do USB portu pred zapnutím napájania a po zapnutí napájania postupovať podľa pokynov zobrazených na obrazovke.


Obr. 6: Úvodná obrazovka systému ubilinux

UP Board ako autonómny modul IoT
Ak sa rozhodnete nainštalovať ubilinux, získate okrem OS aj predinštalovaný ubiworx™ IoT Framework, ktorý vám umožní jednoducho zmeniť UP Board na autonómny modul IoT. Súčasťou súpravy sú knižnice a ovládače, ktoré umožňujú doske ovládať rôzne snímače. Prostredie ubiworx™ implementuje aj zásobník sieťových protokolov, čo výrazne skracuje čas vývoja softvéru.


Obr. 7: Prostredie ubiworx™ umožňuje vytvorenie systému, ktorý sa skladá z množstva modulov IoT.


Obr. 8: Prostredie ubiworx poskytuje grafické rozhranie (GUI) pre definovanie pravidiel správania modulov a ich skupín.
 
Široký výber modulov click
UP Board môže ovládať, okrem iného, rozširujúce dosky click od spoločnosti MikroElektronika, čo je znázornené na obr. 9. Prezentovaná zostava pozostáva z 2 modulov: MIKROE-1879, adaptér pre mikrobus, určený pre 40-pinové konektory používajúce štandard Raspberry Pi, a tiež MIKROE-1877, čo je doska IO MM7150 (IO je integrovaný gyroskop MEMS, akcelerometer a magnetometer). Modul MM7150 podporuje komunikáciu v štandarde HID-Over-12C. Po inštalácii príslušných ovládačov (ktoré sú štandardne predinštalované v ubilinux), môžete tento integrovaný obvod ovládať pomocou štandardných príkazov a deskriptorov protokolu HID. Spoločnosť MikroElektronika ponúka širokú škálu modulov click s rôznymi funkciami.


Obr. 9: UP Board s doskou click od spoločnosti MikroElektronika

Podpora modulu MM7150
Aby bol operačný systém schopný podporovať IO MM7150, musí byť vytvorený konfiguračný súbor na správnej ceste (obvykle v adresári /linux/arch/arm/boot/dts/overlays), ktorý sa potom musí kompilovať. Tento súbor musí obsahovať základné definície a informácie o podporovanom čipe. Zvyknúť si na špecifiká protokolu HID a komunikácie v štandarde HID-Over_12C je užitočné.[3]
 
Podpora GPIO
Nižšie nájdete príklady príkazov, ktoré konfigurujú jeden z portov GPIO (Linux GPIO 26) ako výstupný port a nastavujú jeho logický stav ako vysoký:
 
echo 26 > /sys/class/gpio/export
echo out > /sys/class/gpio/gpio26/direction
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio26/value
Každý z 28 GPIO portov môže byť konfigurovaný a nastavený nezávisle.

Podpora UART
Príklad uvedený nižšie konfiguruje port UART1 na prácu pri 115200 bps a ukazuje jednu z metód na posielanie a prijímanie dát.
stty -F /dev/ttyS1 115200 raw -echo -echoe -echok -crtscts
echo "Hello World" > /dev/ttyS1
cat /dev/ttyS1
V systéme ubilinuxTM je prístup k portu /dev/ttyS1 možný tiež prostredníctvom nasledujúceho aliasu: /dev/ttyAMA0, ktorý ho robí kompatibilným so softvérom vyvinutým pre Raspberry Pi.
 
Zhrnutie
Jednodoskový počítač UP Board, vybavený procesorom x86, je zaujímavou alternatívou k populárnym platformám založeným na architektúre ARM. V mnohých aplikáciách môže UP Board nahradiť profesionálne priemyselné počítače, ponúkajúc podobnú funkčnosť za oveľa nižšiu cenu. Záruka dlhej dostupnosti tejto platformy je tiež dôležitá výhoda. Výrobca zaručuje, že tento model bude v ponuke minimálne do roku 2020. UP Board dostupný v ponuke firmy Transfer Multisort Elektronik (www.tme.eu).
 
 
Tabuľka: Opis vývodov 40-pinového konektora
Ubilinux Funkcia Linux GPIO UP pinout Pin
  Pin
 
UP pinout Linux GPIO Funkcia Ubilinux
      3.3V 1 2 5V      
i2c-1 I2C1_SDA 2 GPIO0 3 4 5V      
i2c-1 I2C1_SCL 3 GPIO1 5 6 Ground      
iio:device0 ADC0 4 GPIO2 7 8 GPIO15 14 UART1_TX ttyS1
      Ground 9 10 GPIO16 15 UART1_RX ttyS1
ttyS1 UART1_RTS 17 GPIO3 11 12 GPIO17 18 PCM_CLK  
    27 GPIO4 13 14 Ground      
    22 GPIO5 15 16 GPIO18 23    
      3.3V 17 18 GPIO19 24    
  SPI_MOSI 10 GPIO6 19 20 Ground      
  SPI_MISO 9 GPIO7 21 22 GPIO20 25    
  SPI_CLK 11 GPIO8 23 24 GPIO21 8 SPI_CS0 spidev2.0
      Ground 25 26 GPIO22 7 SPI_CS1 spidev2.1
i2c-0 ID_SD 0 GPIO9 27 28 GPIO23 1 ID_SC i2c-0
    5 GPIO10 29 30 Ground      
    6 GPIO11 31 32 GPIO24 12 PWM0 pwmchip0/pwm0
pwmchip1/pwm0 PWM1 13 GPIO12 33 34 Ground      
  PCM_FS 19 GPIO13 35 36 GPIO25 16 UART1_CTS ttyS1
    26 GPIO14 37 38 GPIO26 20 PCM_DIN  
      Ground 39 40 GPIO27 21 PCM_DOUT  
 
Referencie
[1] https://rufus.akeo.ie/
[2] https://up-community.org/downloads/category/15-up
[3] Microsoft Corporation, “HID Over I2C Protocol Specification: Device Side”, version 1.00, 04/24/2012
[4]USB-Sig, “HID Usage Table Sensor Page”, http://www.usb.org/developers/hidpage/HUTRR39b.pdf
 

 

15.01.2012

Navrhovať vlastný transformátor? Nie!

 6722   3  Hodnotenie: 3Hodnotenie: 3Hodnotenie: 3Hodnotenie: 3Hodnotenie: 3

20.07.2017

Sila je v desiatke

 1442   0  Hodnotenie: 0Hodnotenie: 0Hodnotenie: 0Hodnotenie: 0Hodnotenie: 0

Priemerné hodnotenie: 0
Hlasov: 0

Zvoľte počet hviezdičiek:
Vynikajúci
Veľmi dobrý
Dobrý
Priemerný
Zlý



Za obsah komentárov je zodpovedný užívateľ, nie prevádzkovateľ týchto stránok.
Autor stránky je Ondrej Závodský(zawin), o graficky design sa stará Ľuboš Fabo(BUFU).

TOPlist

Powered by Copyright © UNITED-NUKE CMS. All Rights Reserved.
Čas potrebný k spracovaniu stránky 0.01 sekúnd