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Linux開發(fā)套件的設(shè)計應(yīng)用

電子設(shè)計 ? 來源:郭婷 ? 作者:電子設(shè)計 ? 2019-01-28 08:08 ? 次閱讀
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Linux長期以來一直處于打入嵌入式系統(tǒng)的邊緣,但一個障礙是缺乏經(jīng)濟實惠的開發(fā)板,處理器速度足夠快,存儲空間足以應(yīng)對Linux。在過去幾年中,情況發(fā)生了變化,并且有許多低成本的開發(fā)板,每個板都有一系列插件外設(shè)和帶有處理器的處理器,其功能和內(nèi)存可以舒適地執(zhí)行基于Linux的應(yīng)用程序。本文將介紹BeagleBoard/BeagleBone和PandaBoard。它還將研究制造商解決同一問題的方法 - 飛思卡爾塔式開發(fā)系統(tǒng),特別強調(diào)MPC8309 PowerQUICC II Pro處理器。

Linux開發(fā)套件的設(shè)計應(yīng)用

圖1:德州儀器BeagleBoard。

開發(fā)出第一款BeagleBoard是為了展示TI OMAP3530片上系統(tǒng)的功能。 OMAP?(開放多媒體應(yīng)用平臺)產(chǎn)品是TI DaVinci?平臺的一部分,顧名思義,它的目標(biāo)是媒體處理,但也可以看作是一款功能非常強大的“片上計算機”。 3530采用運行頻率高達720 MHz的ARM?Cortex?-A8內(nèi)核,并在片上集成了TI TMS320C84x DSP和Imagination Technologies PowerVR SGX圖形引擎。片上還有一個顯示子系統(tǒng),一個攝像頭接口,一系列串行接口和四個USB控制器,以及內(nèi)核和64 kB SRAM和128 kB ROM的內(nèi)存緩存。增加低功耗(TI不提供整體功耗數(shù)據(jù),聲稱它取決于應(yīng)用程序)以及它是當(dāng)時最強大的基于ARM的設(shè)備這一事實,并且您擁有一臺非常吸引人的小型計算機。

在TI內(nèi)部,一小組人士決定將3530安裝在極小的電路板上。該團隊決定只提供標(biāo)準(zhǔn)擴展總線,如USB 2.0,SDIO和DVI-D以及MMC/SD(多媒體卡/安全數(shù)字)卡插槽,而不是添加LCD或Wi-Fi以太網(wǎng)等功能。 。有了這些,幾乎可以添加任何外圍設(shè)備或外部設(shè)備,以創(chuàng)建低成本的計算機。由于整體電路板功耗低于2瓦,因此無需風(fēng)扇即可通過USB連接供電,從有源USB集線器或5 V外部電源供電。除此之外還有一個價格低廉(125美元= 105英鎊)的Angstrom Linux發(fā)行版,通過讀卡器加載。

很快,專業(yè)人士和熱心的愛好者就開始接受董事會,并開始在BeagleBoard.org上分享他們的經(jīng)歷。 BeagleBoard社區(qū)現(xiàn)有5,000多名成員。他們能夠在沒有額外軟件或?qū)<医涌诔杀镜捻椖可瞎ぷ?,這是增加設(shè)備占用率的重要驅(qū)動因素,并且非常快速地將許多其他Linux發(fā)行版(包括Android,F(xiàn)edora和Ubuntu)移植到裝置。還開發(fā)了用于各種功能的擴展板。 BeagleBoard.org上的項目列表顯示了一系列驚人的創(chuàng)造力,從機器人到電子西藏唱歌碗。

圖2:Circuitco Electronics BeagleBoard-xM。

原始電路板設(shè)計經(jīng)過多次修改,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版本以及相應(yīng)升級的其他功能,包括DSP和圖形。 BeagleBoard-xM體積更大,具有集成的以太網(wǎng)端口,四個USB端口和一個攝像頭端口。

2011年,開發(fā)BeagleBoard的團隊創(chuàng)建了一個新產(chǎn)品--BeagleBone。這使用TI Sitara?AM335X系列,非常便宜(體積價格低于5.00美元)設(shè)備,再次使用ARM Cortex-A8。該板非常基本,信用卡大小,USB連接和MicroSD讀卡器。速度取決于電源:如果電路板由USB供電,則處理器速度限制為500 MHz,而使用5 V連接器則允許720 MHz。所有其他功能都是通過擴展卡(或Beagle行話中的Capes),因此該板有兩個雙排,46針連接器接頭,理論上允許連接多達四個Capes。 Capes涉及一系列主題,從雙步進電機控制器和驅(qū)動器到觸摸屏LCD顯示器。同樣,該主板運行各種Linux版本。

圖3:Circuitco Electronics BeagleBone。

另一款采用TI處理器的低成本Linux中心板是PandaBoard。這是基于OMAP系列的另一個成員OMAP44xx。這是一款雙核ARM Cortex-A9設(shè)備,具有多媒體加速器,更快的Imagination Technologies圖形核心和圖像信號處理器。該板比BeagleBoard更大,但功能更強大。它具有WLAN/藍牙,以太網(wǎng),HDMI和DVI,相機連接器,RS232,USB,音頻和JTAG端口。它還具有擴展連接器,LCD擴展接口,存儲卡籠和1 GB RAM。

圖4:SVTronics PandaBoard ES。

最初的PandaBoard配備了OMAP4430,而后來的PandaBoard ES配備了OMAP4460。同樣,低價格和免費操作系統(tǒng)鼓勵了一個以pandaboard.org為基礎(chǔ)的大型社區(qū)開發(fā)各種不同的應(yīng)用程序。

使用所有這些主板,從解鎖到運行Linux只需幾分鐘。如果已在PC上的Linux下創(chuàng)建應(yīng)用程序,則可以立即執(zhí)行這些應(yīng)用程序。社區(qū)也有所幫助,因為在創(chuàng)建系統(tǒng)軟件,中間件和應(yīng)用程序方面有共同的努力。低成本但功能強大的硬件和FOSS(免費和開源軟件)開發(fā)工具和強大的社區(qū)相結(jié)合,正在推動使用TI處理器的強大開發(fā)工作。

飛思卡爾采用不同的方法。 2008年,該公司決定為其許多處理器開發(fā)板建立標(biāo)準(zhǔn)模塊系統(tǒng)。其中包括用于8位,16位和32位MCU和MPU,外設(shè)模塊和插件的處理器板。處理器和外圍模塊插入電梯板,電梯板通過串行和擴展總線提供通信,并且組裝完成時具有更多信號路徑的輔助電梯。整個包裝作為一個3.5英寸的立方體坐在板凳上。插件,比如子卡,通過TWRPI(塔式插頭)連接器與模塊連接,并提供觸摸板,鍵盤,加速度計和其他功能。

圖5:飛思卡爾塔式系統(tǒng)。

處理器模塊的一個例子是MPC8309 PowerQUICC II Pro,它是一種用于工廠自動化和低級網(wǎng)絡(luò)的低成本控制器。 MPC8309具有Power Architecture處理器,可執(zhí)行控制平面處理,以及飛思卡爾的QUICC Engine(雙核RISC架構(gòu)),適用于所有通信活動。 TWR-MPC8309模塊具有以太網(wǎng),現(xiàn)場總線,IEEE 1588,RS232和USB 2.0接口。 SD/SDIO擴展端口提供額外的存儲,Wi-Fi,GPS和其他連接,迷你PCI端口允許802.11n進一步提供Wi-Fi連接??梢酝ㄟ^USB端口或JTAG/COP頭進行調(diào)試。除模塊外還有一個插件,MPC830x-TLCD模塊,可直接安裝3.2“QVGA彩色LCD觸摸屏和12鍵電容式觸摸板。這意味著塔架不需要PC主機,另外還需要塔式模塊,帶有第三個10/100以太網(wǎng)的TWR-INDCRT,四個CAN,兩個SPI,一個I2C和四個電機控制端口。

飛思卡爾已經(jīng)建立了一個專門的網(wǎng)站towergeeks.org,以創(chuàng)建塔式系統(tǒng)用戶社區(qū)。這已經(jīng)產(chǎn)生了20個小組,涵蓋了從飛思卡爾FOSS到機器人技術(shù)的一系列主題。同樣,有許多Linux發(fā)行版可用,具體取決于主處理器板中的處理器。

低成本強大開發(fā)板與一系列免費開源開發(fā)工具的結(jié)合,為業(yè)余愛好者開辟了系統(tǒng)開發(fā),同時也讓專業(yè)系統(tǒng)開發(fā)人員更容易探索選項,然后再做出重大承諾。實施產(chǎn)品的特定途徑。

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