Novinka:UP Board – jednodeskový počítač založený na architektuře x86
(Kategorie: Komerční článek)
Napsal joedoe
05.10.2017 00:00

Poslední léta přinesla mohutný vzrůst popularity jednodeskovýchpočítačů. Každýměsíc se na trhu objevují nové modely se stále většími možnostmi a nižšími cenami.Většina, jak např. populární RaspberryPi, je vybavena vícejádrovými procesory založenými na architektuře ARM. Překvapením může být UP Board, čili jednodeskový počítač s 64bitovým procesorem s architekturou x86, vyrobeným technologií 14nm.

UP Boardje výrobek firmy AAEON pocházející z Tchaj-wanu, patřící do skupiny ASUS. Byl zkonstruován s myšlenkou na tvůrce prototypových řešení, skvěle se hodí také pro projekty typu kick-up a start-up. S ohledem na velké možnosti přehrávání multimédií se osvědčí např. v roli firemního terminálu.Počítač Up nabízející uživatelům mnoho řešení doposud vyhrazených typicky průmyslovým počítačům je rovněž zajímavou platformou pro kutily, kteří konstruují zařízení pro vlastní potřebu.

Hardwarové parametry UP Board
UP Boardje osazen 64bitovýmčtyřjádrovýmprocesorem Intel Atom™ x5-Z8350 a procesoremse 2 MB paměticache. Podle prohlášení výrobce je maximální taktovací kmitočet jádra 1,92 GHz.


Obr. 1: Rozměry UP Boardujsou 85,6mmx56,5mm

V závislosti na verzi má UP Board paměť RAM DDR3L-1600 s kapacitou 1, 2 nebo 4 GB. Je vybaven grafickým obvodem Intel HD Graphics 400, taktovaným hodinami až 500 MHz. Počítač zpřístupňuje řadu interfejsů, včetně mj. DSI, CSI (až 4 Mpix) a také konektor HDMI, Ethernet, čtyři konektory USB 2.0 a jeden USB 3.0 OTG. Celek se napájí napětím 5V z DC zásuvky a může pracovat v rozmezí teplot od 0°C do 60°C. Deska se vyznačuje nevelkými rozměry(85,60 mm × 56,5 mm). UP Board bez potíží obsluhuje stream video s rozlišením 4k. Na Obr.2 je uveden příklad přehrávání videa tohoto typu v internetovém prohlížeči Chrome pod systémem ubilinux.


Obr. 2: UP Board si poradí s přehráváním streamuvideas rozlišením 4k




Obr. 3:Vybrané hardwarové informace o desceUP Board




Obr. 4:Výsledky standardních testů z programu Hardinfo-SystemInformation and Benchmark.
Čím menší číselný údaj, tím lepší výsledek. Výsledky testů jiných platforem lze najít mj. na portálu openbenchmarking.org


Vestavěná paměťeMMC
Velkou předností UP Board je vestavěná nevolatilní paměť eMMCskapacitou 16 GB, 32 GB nebo 64 GB (v závislosti na verzi). Díky nínenípotřeba připojovat další nosiče dat v podobě karty SD, jako např. uRaspberryPi. Značně to zvyšuje odolnost systému vůči otřesům a vibracím a ovlivňuje spolehlivost zařízení, zvláště při práci v obtížných podmínkách.

Konektor 40pinů
UP Board je vybaven 40pinový rozšiřujícím konektorem kompatibilním s RaspberryPi. Na jednotlivé výstupy tohoto konektoru jsou vyvedeny porty pro všeobecné použití GPIO, komunikační interfejsy UART, I2C, SPI, výstup signálu PWM, vstup konvertoru A/C (převodníku ADC) a napájení 3,3V a 5 V. Popis a uspořádání vývodů konektoru 40 pinů je uveden vTab.1 (na konci článku).

Možnosti konektoru 40 pinů lze skvěle využít pomocí adaptérů, jako je např. MIKROE-1879, které nabízí Mikroelektronika. Tato firma vyrábí rovněž rozšiřující moduly (tzv. clicky), které umožňují vybavit systém dalším komponentami, mj. čidlem teploty, akcelerometrem, displejem, doplňkovou pamětí a mnoha dalšími.


Obr. 5: UP Boards instalovaným expandérem MIKROE-1879, umožňujícím připojit rozšiřující moduly, tzv. clicky

Dostupné operační systémy
UP Board může pracovat s operačním systémem Linux, Windows 10 nebo Android. Producent zpřístupňuje ovladače umožňující instalaci linuxových distribucí Ubuntu a ubilinux™ (určené pro systémy embedded, založené na Debianu), jak rovněž pro projekt Yocto. Instalaceoperačního systému se provádí pomocí bootovatelné paměti USB.

Instalace ubilinux™
K provedení instalace operačního systému ubilinux™ je potřebná vhodně nakonfigurovaná paměť USB obsahující obraz systému. V systému Windows lze pro konfiguraci paměti USB použít např. nástroj Rufus . Obrazy tohoto a dalších systémů pro tuto platformu jsou dostupné na síti . Před zahájením práce s UP Board je třeba mít monitor s interfejsem HDMI, myša klávesnici USB a napájecí zdroj 5V, který není součástí sestavy.
Pro instalaci ubilinuxu stačí před spuštění UPBoardu připojit k němu paměť USB a po zapnutí napájení postupovat podle pokynů na obrazovce.


Obr. 6:Startovací obrazovka systému ubilinux


UP Board jako autonomní modul IoT
S rozhodnutím pro instalaci ubilinuxudostáváme k dispozici spolu se systémem implicitně nainstalované prostředí ubiworx™ IoT Framework, které umožňuje přetvořit UP Board je dnoduchým způsobem na autonomní modulIoT. Součástí tohoto paketu jsou knihovny a ovladače umožňující obsluhučidel různého typu. Prostředí ubiworx™ zajišťuje také implementaci stacku síťových protokolů, což značně zkracuje dobu vytváření softwaru pro zařízení.


Obr. 7:Prostředí ubiworx™ umožňuje vytvořit systém sestávající z mnoha modulů IoT




Obr. 8:V prostředí ubiworx lze graficky vytvářet pravidla chování modulůa skupin modulů


Velký výběr modulů click
UP Board lze použít mj. pro obsluhu rozšiřujících desek click firmy MikroElektronika, jak je uvedeno na Obr. 9. Představený obvod sestává ze dvou modulů: MIKROE-1879, neboli adaptéru mikrobus, určeného pro konektory 40pinůve standarduRaspberryPi, a takéMIKROE-1877, tj. desky s obvodem MM7150 (což je integrovaný gyroskop, akcelerometr a magnetometr MEMS). Obvod MM7150 obsluhuje komunikaci ve standardu HID-Over-I2C. Po instalaci příslušných ovladačů (vubilinuxuimplicitně předinstalovaných), jej pak lze ovládat pomocí standardních příkazů a deskriptorů protokolu HID. V nabídceMikroElektronikymůžeme najít široký výběr jiných modulů clicks rozličnými funkcemi.


Obr.9: UP Boards clickem od Mikro Elektroniky


Obsluha obvodu MM7150
Aby bylo možné obsluhovat obvod MM7150 z úrovně operačního systému, je nutné vytvořit konfigurační soubor v příslušném místě (obvykle ve složce /linux/arch/arm/boot/dts/overlays) a následně tento soubor zkompilovat. Tento soubor musí obsahovat základní definice a informace o obsluhovaném obvodu. Stojí za to seznámit se s podrobnými informacemi o protokolu HID a HID-Over-I2C.

Obsluha GPIO
V dalším jsou uvedeny příklady povelů konfigurujících jeden z portů GPIO (Linux GPIO 26) jako výstupní a nastavující na něm vysoký logický stav:


echo 26 > /sys/class/gpio/export
echo out> /sys/class/gpio/gpio26/direction
echo 1 > /sys/class/gpio/gpio26/value
 

Každý z 28 portů GPIO může být konfigurován a nastavován nezávisle.


Obsluha UART

Následující příklad umožňuje konfiguraci portu UART1 pro práci rychlostí 115200 bps, ukazuje možný způsob odesílání a příjmu dat.


stty -F /dev/ttyS1 115200 raw -echo -echoe -echok -crtscts
echo "Hello World" > /dev/ttyS1
cat /dev/ttyS1
 

V systémuubilinuxTMse port /dev/ttyS1 zobrazuje také podaliasem /dev/ttyAMA0, což zajišťuje kompatibilitu se softwarem napsaným pro RaspberryPi.

Shrnutí
Jednodeskový počítač UP Board, osazený procesorem x86, tvoří zajímavou alternativu k populárním platformám založeným na architektuře ARM. UP Board může v mnoha aplikacích s úspěchem nahradit profesionální průmyslové počítače, když nabízí podobné možnosti za značně nižší cenu. Důležitou vlastností je také záruka dlouhodobé dostupnosti této platformy – výrobce zaručuje, že tento modul bude v jeho nabídce minimálně do roku 2020.UP Board je dostupný v nabídce firmy Transfer Multisort Elektronik.

Tabulka:Popis vývodů konektoru 40pinů



Literatura
[1] https://rufus.akeo.ie/
[2] https://up-community.org/downloads/category/15-up
[3] Microsoft Corporation, “HID Over I2C ProtocolSpecification: DeviceSide”, version 1.00, 04/24/2012
[4] USB-Sig, “HID Usage Table Sensor Page






Tato novinka je z -MCU-mikroelektronika
( http://mcu.cz/news.php?extend.4013 )