Arduino Portenta H7 porta le schede di sviluppo a livello di produzione

Zachariah Peterson
|  Creato: aprile 7, 2020  |  Aggiornato: settembre 25, 2020
Arduino Portenta H7 porta le schede di sviluppo a livello di produzione

Quando sento il nome "Arduino", non penso solitamente a hardware di grado produttivo. Non sto sminuendo il lavoro degli sviluppatori di Arduino, hanno fatto un ottimo lavoro nel penetrare i nicchie educative e di sviluppo di prova di concetto, al punto che altre piattaforme hardware semplicemente non sono riuscite a tenere il passo. Le schede Arduino sono un'eccellente scelta per prototipazione funzionale a basso volume e sviluppo di software embedded. Ma che dire delle applicazioni di grado produttivo in ambienti esigenti?

La nuova piattaforma Arduino Portenta H7 è indirizzata alle applicazioni embedded in ambienti industriali. Rispetto alle piattaforme MKR e Nano, questa scheda potrebbe finalmente penetrare più a fondo nelle applicazioni di grado produttivo, piuttosto che essere relegata a essere un prodotto di sviluppo e prototipazione. Diamo un'occhiata alle capacità di questo nuovo prodotto e alla sua fattibilità per diverse applicazioni embedded.

Capacità di Arduino Portenta H7

Arduino Portenta H7 è costruito attorno a un processore dual-core STM32H747 (core Cortex-M7 a 480 MHz e un core Cortex-M4 a 200 MHz). La sicurezza e la privacy nei sistemi IoT è una preoccupazione contemporanea, e questa scheda include un IC ECC608 (Microchip) o SE050C2 (NXP) per le funzioni di crittografia. Le capacità hardware complessive della scheda Portenta includono:

  • Intestazioni Arduino MKR con UART1, 6x pin di ingresso analogico, GPIO, PWM, SPI, I2C, Reset, 5V, 3.3V e GND
  • 2 MB di SDRAM onboard, 16 MB di storage onboard NOR Flash (Espandibile fino a 128 MB)
  • Layer PHY Ethernet 10/100
  • WiFi 2.4 GHz (802.11b/g/n, fino a 65 Mbps) e Bluetooth 5.1 (BR/EDR/LE) con antenna ceramica
  • Connettore USB-C con DisplayPort

Puoi utilizzare il modulo stesso come controller per una varietà di applicazioni edge/IoT. Questa scheda esegue nativamente applicazioni Arm Mbed OS, programmi MicroPython o JavaScript con un interprete, o applicazioni ML/AI con TensorFlow Lite. Puoi anche utilizzare i due core sul microcontrollore STM32H7 eseguendo codice Arduino standard sul core Cortex-M4, e codice MicroPython computazionalmente intensivo può essere interpretato sul core Cortex-M7.

Arduino Portenta H7 e la sua Carrier Board

La piattaforma Arduino Portenta H7 ha seguito l'esempio di altre schede SBC/MCU ed è andata nella direzione del design modulare.Altre piattaforme Arduino (ad esempio, Mega, Nano) potevano essere montate su una scheda base o espanso con schede shield, ma gli sviluppatori erano costretti a progettarle da soli o acquistarle da un fornitore terzo.

Nell'ambito dell'ecosistema Portenta, il team di Arduino ha creato una scheda carrier con accesso a numerosi periferici per questi moduli. Questo inserisce Portenta in un ecosistema modulare per la progettazione di schede carrier e semplifica la progettazione di schede carrier uniche per questa piattaforma (maggiori dettagli di seguito). Portenta si collega alla sua scheda carrier tramite due connettori board-to-board da 80 pin sulla parte inferiore del modulo.

Carrier board for the Arduino Portenta H7
Scheda carrier Arduino Portenta H7

La scheda carrier sostiene il modulo Portenta leggermente sollevato dalla base, anziché collegarsi tramite un connettore laterale. Ciò consente di accedere direttamente ai pin su Portenta, espandendo anche la gamma di dispositivi che possono essere connessi a un modulo Portenta. La scheda carrier offre numerose opzioni di connettività che suscitano interesse:

  • Espansione della memoria con slot per scheda MicroSD
  • Connettore per fotocamera 8-bit LVTTL/2-lane MIPI CSI
  • 3 jack audio analogici
  • Connettore Ethernet RJ45 Gigabit (compatibile con il 10/100 PHY)
  • Modem NBIoT/CatM1/GPRS e slot per scheda SIM per accesso cellulare
  • Modulo LoRa Murata CMWX1ZZABZ
  • 2 connettori per antenna
  • 2 porte USB
  • Connettore RJ-9 per bus CAN
  • Connettore RJ-11 per RS232/422/485
  • Connettore GPIO a 40 pin
  • Connettore mPCIe per moduli esterni (I2C e USB)

Tutte queste opzioni rendono la scheda di espansione una scelta eccellente per il prototipaggio di un nuovo prodotto che necessita di interfacciarsi con un modulo fotocamera, modulo PCIe, una LAN, rete wireless, un altro dispositivo/computer tramite USB o altro hardware esterno. Puoi sfruttare la scheda di espansione per garantire l'interfacciamento/la funzionalità mentre ti concentri sullo sviluppo del software embedded. Tuttavia, un'applicazione reale potrebbe non necessitare di tutte queste connessioni aggiuntive, e potresti voler considerare la progettazione della tua scheda di espansione personalizzata, adattata alla tua applicazione.

Progettazione della Scheda di Espansione per Arduino Portenta H7

Se non sei un fan della scheda carrier attuale per la Portenta, puoi progettare la tua scheda carrier per espandere le capacità e aggiungere periferiche importanti. La scheda carrier attuale è altamente versatile, rendendola un'ottima opzione per prototipare attorno ad alcune apparecchiature periferiche. Tuttavia, è una scheda ingombrante e potresti non aver bisogno di tutte le periferiche sulla scheda carrier per la tua applicazione specifica. Invece di accontentarti, potresti progettare una scheda carrier personalizzata che sia su misura per la tua applicazione e il fattore di forma richiesto.

Se sei familiare con le interfacce CoM standard (I2C/I2S, UART, GPIO, ecc.), allora sei in una posizione ideale per creare una scheda carrier personalizzata per un modulo Portenta. Questo è reso molto più semplice quando i requisiti di routing standard sono definiti come regole di progettazione nei tuoi strumenti di routing. Puoi accedere ad alcuni ulteriori consigli e strumenti per lavorare con le piattaforme Arduino qui.

Con le avanzate funzionalità di progettazione e layout PCB in Altium Designer, puoi progettare una scheda carrier personalizzata intorno all'Arduino Portenta H7 che soddisfi le esigenze specifiche della tua applicazione. L'accesso a Portenta tramite Altium365 sarà presto disponibile, il che riduce i tempi di sviluppo e aiuta i progettisti a raggiungere rapidamente il mercato con una soluzione unica di grado produttivo.

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Sull'Autore

Sull'Autore

Zachariah Peterson ha una vasta esperienza tecnica nel mondo accademico e industriale. Prima di lavorare nel settore dei PCB, ha insegnato alla Portland State University. Ha condotto la sua Fisica M.S. ricerche sui sensori di gas chemisorptivi e il suo dottorato di ricerca in fisica applicata, ricerca sulla teoria e stabilità del laser casuale. Il suo background nella ricerca scientifica abbraccia temi quali laser a nanoparticelle, dispositivi semiconduttori elettronici e optoelettronici, sistemi ambientali e analisi finanziaria. Il suo lavoro è stato pubblicato in diverse riviste specializzate e atti di conferenze e ha scritto centinaia di blog tecnici sulla progettazione di PCB per numerose aziende. Zachariah lavora con altre società del settore PCB fornendo servizi di progettazione e ricerca. È membro della IEEE Photonics Society e dell'American Physical Society.

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