Arduino Portenta H7 transforme les cartes de développement en grade de production

Zachariah Peterson
|  Créé: Avril 7, 2020  |  Mise à jour: Septembre 25, 2020
Arduino Portenta H7 transforme les cartes de développement en qualité de production

Lorsque j'entends le nom « Arduino », je ne pense généralement pas à du matériel de grade production. Je ne dénigre pas les gens d'Arduino, ils ont fait un excellent travail en envahissant les niches éducatives et de développement de preuve de concept, à tel point que d'autres plateformes matérielles n'ont tout simplement pas pu rattraper leur retard. Les cartes Arduino sont un excellent choix pour le prototypage fonctionnel en faible volume et le développement de logiciels embarqués. Mais qu'en est-il des applications de grade production dans des environnements exigeants ?

La nouvelle plateforme Arduino Portenta H7 cible les applications embarquées dans des environnements industriels. Comparée aux plateformes MKR et Nano, cette carte pourrait enfin pénétrer plus profondément dans les applications de grade production, plutôt que d'être reléguée au rôle de produit de développement et de prototypage. Examinons les capacités de ce nouveau produit et sa viabilité pour différentes applications embarquées.

Capacités de l'Arduino Portenta H7

L'Arduino Portenta H7 est construit autour d'un processeur double cœur STM32H747 (cœur Cortex-M7 à 480 MHz et un cœur Cortex-M4 à 200 MHz). La sécurité et la confidentialité dans les systèmes IoT est une préoccupation contemporaine, et cette carte inclut un CI ECC608 (Microchip) ou SE050C2 (NXP) pour les fonctions de cryptographie. Les capacités matérielles globales de la carte Portenta incluent :

  • En-têtes Arduino MKR avec UART1, 6x broches d'entrée analogique, GPIO, PWM, SPI, I2C, Reset, 5V, 3.3V et GND
  • 2 MB de SDRAM embarquée, 16 MB de stockage Flash NOR embarqué (extensible jusqu'à 128 MB)
  • Couche PHY Ethernet 10/100
  • WiFi 2.4 GHz (802.11b/g/n, jusqu'à 65 Mbps) et Bluetooth 5.1 (BR/EDR/LE) avec antenne céramique
  • Connecteur USB-C avec DisplayPort

Vous pouvez utiliser le module lui-même comme contrôleur pour une variété d'applications edge/IoT. Cette carte exécute nativement des applications Arm Mbed OS, des programmes MicroPython ou JavaScript avec un interpréteur, ou des applications ML/AI avec TensorFlow Lite. Vous pouvez également utiliser les deux cœurs du microcontrôleur STM32H7 en exécutant du code Arduino standard sur le cœur Cortex-M4, et le code MicroPython intensif en calcul peut être interprété sur le cœur Cortex-M7.

Arduino Portenta H7 et sa carte porteuse

La plateforme Arduino Portenta H7 a suivi l'exemple d'autres cartes SBC/MCU et a pris la direction d'un design modulaire.D'autres plateformes Arduino (par exemple, Mega, Nano) pouvaient être montées sur une carte de base ou étendues avec des cartes d'extension, mais les développeurs étaient obligés de les concevoir eux-mêmes ou de les acheter auprès d'un fournisseur tiers.

Dans le cadre de l'écosystème Portenta, les gens d'Arduino ont créé une carte porteuse offrant un accès à de nombreux périphériques pour ces modules. Cela intègre le Portenta dans un écosystème modulaire pour la conception de cartes porteuses et facilite la conception de cartes porteuses uniques pour cette plateforme (plus de détails ci-dessous). Le Portenta se connecte à sa carte porteuse via deux connecteurs de carte à carte de 80 broches situés au bas du module.

Carrier board for the Arduino Portenta H7
Carte porteuse Arduino Portenta H7

La carte porteuse maintient le module Portenta légèrement surélevé par rapport à la base, plutôt que de se connecter via un connecteur latéral. Cela permet d'accéder directement aux broches du Portenta, tout en élargissant la gamme d'appareils pouvant être connectés à un module Portenta. La carte porteuse offre de nombreuses options de connectivité qui sont enthousiasmantes :

  • Stockage extensible avec un emplacement pour carte MicroSD
  • Connecteur de caméra 8 bits LVTTL/2 voies MIPI CSI
  • 3 prises audio analogiques
  • Connecteur Ethernet Gigabit RJ45 (compatible avec le PHY 10/100)
  • Modem NBIoT/CatM1/GPRS et emplacement pour carte SIM pour l'accès cellulaire
  • Module LoRa Murata CMWX1ZZABZ
  • 2 connecteurs d'antenne
  • 2 ports USB
  • Connecteur RJ-9 pour bus CAN
  • Connecteur RJ-11 pour RS232/422/485
  • Connecteur GPIO à 40 broches
  • Connecteur mPCIe pour modules externes (I2C et USB)

Toutes ces options font de la carte porteuse un excellent choix pour le prototypage d'un nouveau produit qui doit se connecter à un module de caméra, un module PCIe, un LAN, un réseau sans fil, un autre appareil/ordinateur via USB, ou d'autres matériels externes. Vous pouvez tirer parti de la carte porteuse pour garantir l'interfaçage/la fonctionnalité pendant que vous vous concentrez sur le développement du logiciel embarqué. Cependant, une application réelle peut ne pas nécessiter toutes ces connexions supplémentaires, et vous pourriez envisager de concevoir votre propre carte porteuse adaptée à votre application.

Conception de carte porteuse pour l'Arduino Portenta H7

Si vous n'êtes pas fan de la carte porteuse actuelle pour le Portenta, vous pouvez concevoir votre propre carte porteuse pour étendre les capacités et ajouter des périphériques importants. La carte porteuse actuelle est très polyvalente, ce qui en fait une excellente option pour prototyper autour de certains équipements périphériques. Cependant, c'est une carte volumineuse, et vous n'avez peut-être pas besoin de tous les périphériques sur la carte porteuse pour votre application particulière. Au lieu de vous contenter, vous pourriez concevoir une carte porteuse personnalisée qui est adaptée à votre application et au format requis.

Si vous êtes familier avec les interfaces CoM standard (I2C/I2S, UART, GPIO, etc.), alors vous êtes dans une position idéale pour créer une carte porteuse personnalisée pour un module Portenta. Cela est grandement facilité lorsque les exigences de routage standard sont définies comme règles de conception dans vos outils de routage. Vous pouvez accéder à d'autres conseils et outils pour travailler avec les plateformes Arduino ici.

Avec les fonctionnalités avancées de conception et de mise en page de PCB dans Altium Designer, vous pouvez concevoir une carte porteuse personnalisée autour de l'Arduino Portenta H7 qui répond à vos besoins d'application spécifiques. L'accès à Portenta via Altium365 sera bientôt disponible, ce qui réduit le temps de développement et aide les concepteurs à accéder rapidement au marché avec une solution de production unique.

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A propos de l'auteur

A propos de l'auteur

Zachariah Peterson possède une vaste expérience technique dans le milieu universitaire et industriel. Avant de travailler dans l'industrie des PCB, il a enseigné à la Portland State University. Il a dirigé son M.S. recherche sur les capteurs de gaz chimisorptifs et son doctorat en physique appliquée, recherche sur la théorie et la stabilité du laser aléatoire. Son expérience en recherche scientifique couvre des sujets tels que les lasers à nanoparticules, les dispositifs électroniques et optoélectroniques à semi-conducteurs, les systèmes environnementaux et l'analyse financière. Ses travaux ont été publiés dans diverses revues spécialisées et actes de conférences et il a écrit des centaines de blogs techniques sur la conception de PCB pour de nombreuses entreprises. Zachariah travaille avec d'autres sociétés de PCB fournissant des services de conception et de recherche. Il est membre de l'IEEE Photonics Society et de l'American Physical Society

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