Arduino Portenta H7 lleva las placas de desarrollo a grado de producción

Zachariah Peterson
|  Creado: Abril 7, 2020  |  Actualizado: Septiembre 25, 2020
Arduino Portenta H7 lleva las placas de desarrollo a grado de producción

Cuando escucho el nombre "Arduino", no suelo pensar en hardware de grado de producción. No es que menosprecie a la gente de Arduino, han hecho un excelente trabajo invadiendo los nichos de desarrollo educativo y de prueba de concepto, hasta el punto de que otras plataformas de hardware simplemente no han podido alcanzarlos. Las placas Arduino son una excelente opción para prototipos funcionales de bajo volumen y desarrollo de software embebido. Pero, ¿qué pasa con las aplicaciones de grado de producción en entornos exigentes?

La nueva plataforma Arduino Portenta H7 está dirigida a aplicaciones embebidas en entornos industriales. Comparada con las plataformas MKR y Nano, esta placa finalmente podría penetrar más profundamente en aplicaciones de grado de producción, en lugar de ser relegada a ser un producto de desarrollo y prototipado. Veamos las capacidades de este nuevo producto y su viabilidad para diferentes aplicaciones embebidas.

Capacidades de Arduino Portenta H7

El Arduino Portenta H7 está construido alrededor de un procesador de doble núcleo STM32H747 (núcleo Cortex-M7 a 480 MHz y un núcleo Cortex-M4 a 200 MHz). La seguridad y privacidad en los sistemas IoT es una preocupación contemporánea, y esta placa incluye un IC ECC608 (Microchip) o SE050C2 (NXP) para funciones de criptografía. Las capacidades de hardware generales de la placa Portenta incluyen:

  • Cabezales Arduino MKR con UART1, 6x pines de entrada analógica, GPIO, PWM, SPI, I2C, Reset, 5V, 3.3V y GND
  • 2 MB de SDRAM a bordo, 16 MB de almacenamiento Flash NOR a bordo (Ampliable hasta 128 MB)
  • Capa PHY Ethernet 10/100
  • WiFi de 2.4 GHz (802.11b/g/n, hasta 65 Mbps) y Bluetooth 5.1 (BR/EDR/LE) con antena cerámica
  • Conector USB-C con DisplayPort

Puedes usar el módulo en sí como un controlador para una variedad de aplicaciones de borde/IoT. Esta placa ejecuta aplicaciones nativas de Arm Mbed OS, programas de MicroPython o JavaScript con un intérprete, o aplicaciones de ML/AI con TensorFlow Lite. También puedes usar los dos núcleos en el microcontrolador STM32H7 ejecutando código Arduino estándar en el núcleo Cortex-M4, y el código de MicroPython computacionalmente intensivo puede ser interpretado en el núcleo Cortex-M7.

Arduino Portenta H7 y su Placa Portadora

La plataforma Arduino Portenta H7 ha seguido el ejemplo de otras placas SBC/MCU y ha tomado la dirección de diseño modular.Otras plataformas Arduino (por ejemplo, Mega, Nano) podrían incorporarse a una placa base o expandirse con placas de expansión, pero los desarrolladores se veían obligados a diseñar estas por su cuenta o comprarlas a un proveedor externo.

Como parte del ecosistema Portenta, la gente de Arduino creó una placa portadora con acceso a una gran cantidad de periféricos para estos módulos. Esto introduce a Portenta en un ecosistema modular para el diseño de placas portadoras y facilita el diseño de placas portadoras únicas para esta plataforma (más sobre esto a continuación). Portenta se conecta a su placa portadora a través de dos conectores de placa a placa de 80 pines en la parte inferior del módulo.

Carrier board for the Arduino Portenta H7
Placa base para Arduino Portenta H7

La placa portadora sostiene el módulo Portenta un poco elevado de la base, en lugar de conectarse a través de un conector de borde. Esto permite acceder directamente a los pines en Portenta, al mismo tiempo que amplía la gama de dispositivos que se pueden conectar a un módulo Portenta. La placa portadora ofrece muchas opciones de conectividad que son motivo de entusiasmo:

  • Almacenamiento expandible con ranura para tarjeta MicroSD
  • Conector de cámara 8-bit LVTTL/2-lane MIPI CSI
  • 3 tomas de audio analógico
  • Conector RJ45 Ethernet Gigabit (compatible hacia atrás con el 10/100 PHY)
  • Módem NBIoT/CatM1/GPRS y ranura para tarjeta SIM para acceso celular
  • Módulo LoRa Murata CMWX1ZZABZ
  • 2 conectores de antena
  • 2 puertos USB
  • Conector RJ-9 para bus CAN
  • Conector RJ-11 para RS232/422/485
  • Conector GPIO de 40 pines
  • Conector mPCIe para módulos externos (I2C y USB)

Todas estas opciones hacen que la placa portadora sea una excelente elección para prototipar un nuevo producto que necesite interfaz con un módulo de cámara, módulo PCIe, una LAN, red inalámbrica, otro dispositivo/computadora vía USB, u otro hardware externo. Puedes aprovechar la placa portadora para asegurar la interfaz/funcionalidad mientras te concentras en desarrollar el software embebido. Sin embargo, una aplicación real puede no necesitar todas estas conexiones adicionales, y podrías considerar diseñar tu propia placa portadora que esté adaptada a tu aplicación.

Diseño de Placa Portadora para el Arduino Portenta H7

Si no eres fan de la placa base actual para el Portenta, puedes diseñar tu propia placa base para expandir las capacidades y añadir periféricos importantes. La placa base actual es de propósito general, lo que la convierte en una excelente opción para prototipar alrededor de algunos equipos periféricos. Sin embargo, es una placa voluminosa, y es posible que no necesites todos los periféricos en la placa base para tu aplicación particular. En lugar de conformarte, podrías diseñar una placa base personalizada que se adapte a tu aplicación y al factor de forma requerido.

Si estás familiarizado con las interfaces estándar de CoM (I2C/I2S, UART, GPIO, etc.), entonces estás en una posición privilegiada para crear una placa base personalizada para un módulo Portenta. Esto se facilita mucho cuando los requisitos de enrutamiento estándar se definen como reglas de diseño en tus herramientas de enrutamiento. Puedes acceder a más consejos y herramientas para trabajar con plataformas Arduino aquí.

Con las avanzadas características de diseño y disposición de PCB en Altium Designer, puedes diseñar una placa base personalizada alrededor del Arduino Portenta H7 que cumpla con las necesidades específicas de tu aplicación. El acceso al Portenta a través de Altium365 estará disponible pronto, lo que reduce el tiempo de desarrollo y ayuda a los diseñadores a llegar al mercado rápidamente con una solución única de grado de producción.

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Sobre el autor / Sobre la autora

Sobre el autor / Sobre la autora

Zachariah Peterson tiene una amplia experiencia técnica en el mundo académico y la industria. Actualmente brinda servicios de investigación, diseño y marketing a empresas de la industria electrónica. Antes de trabajar en la industria de PCB, enseñó en la Universidad Estatal de Portland y realizó investigaciones sobre la teoría, los materiales y la estabilidad del láser aleatorio. Su experiencia en investigación científica abarca temas de láseres de nanopartículas, dispositivos semiconductores electrónicos y optoelectrónicos, sensores ambientales y estocástica. Su trabajo ha sido publicado en más de una docena de revistas revisadas por pares y actas de congresos, y ha escrito más de 1000 blogs técnicos sobre diseño de PCB para varias empresas. Es miembro de IEEE Photonics Society, IEEE Electronics Packaging Society, American Physical Society y Printed Circuit Engineering Association (PCEA), y anteriormente se desempeñó en el Comité Asesor Técnico de Computación Cuántica de INCITS.

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