Schede di espansione PCB Raspberry Pi CM4 di Gumstix

Zachariah Peterson
|  Creato: novembre 11, 2020  |  Aggiornato: marzo 23, 2021
Schede di espansione Raspberry Pi CM4 di Gumstix

La tua prossima piattaforma hardware embedded non durerà a lungo sul campo senza potenza di calcolo, e Raspberry Pi ha risposto alla chiamata con il nuovo computer-on-module (CoM) CM4. I computer su scheda singola, le schede di sviluppo e i CoM di Raspberry Pi sono stati estremamente popolari nella comunità embedded. Sono ottimi per sviluppare software e firmware embedded per i tuoi periferici e possono facilmente raccogliere dati da una gamma di dispositivi tramite interfacce standard (UART, GPIO, ecc.). C'è anche un ampio supporto della comunità per lavorare con questi kit di sviluppo.

Il nuovo Raspberry Pi CM4 ha ampliato la gamma delle possibili applicazioni basate su Pi, e un kit di sviluppo CM4 è il miglior modo per iniziare a sviluppare una nuova applicazione. Se vuoi sviluppare una nuova applicazione per il tuo sistema basato su CM4, non riuscirai a implementarla senza una scheda carrier personalizzata per il tuo CM4. Ecco cosa puoi fare con un kit di sviluppo CM4, in cosa il modulo CM4 differisce da un kit di sviluppo e cosa è necessario per progettare e produrre una scheda carrier CM4 per il tuo nuovo prodotto.

Cosa c'è in un Kit di Sviluppo Raspberry Pi CM4?

Un kit di sviluppo Raspberry Pi CM4 è una piattaforma hardware completa per lo sviluppo di software embedded e per l'interfacciamento con una varietà di moduli hardware esterni. Il kit di sviluppo CM4 che utilizzi dovrebbe includere l'accesso a tutti i periferici integrati in un CM4 CoM. Questo ti permette di concentrarti sullo sviluppo del tuo software per la tua scheda CM4 e sul firmware per i tuoi moduli esterni, piuttosto che preoccuparti dei dettagli più fini del design hardware durante lo sviluppo.

Un modulo CM4 si attaccherà alla scheda di sviluppo attraverso il connettore standard che sarebbe utilizzato su una scheda portante personalizzata. Questo dà agli utenti l'accesso a tutti i periferici standard sul modulo CM4:

  • GPIO, UART e altre interfacce standard
  • Connettori delle interfacce DSI e HDMI per display
  • Google Edge TPU
  • Interfaccia CSI per connessioni di fotocamere ad alta risoluzione
  • Ethernet Gigabit per il networking
  • Porte USB Type-A e USB micro
  • PCIe a singola corsia, idealmente attraverso un connettore M.2 (M Key)

Caratteristiche On-board del Raspberry Pi CM4

Oltre a queste interfacce, avrai accesso ad altre funzionalità integrate nel modulo CM4. Queste includono Wifi e Bluetooth integrati, fino a 8 GB di RAM LPDDR4 e fino a 32 GB di memoria Flash eMMC. Questo insieme di interfacce e funzionalità on-board su un modulo CM4 e kit di sviluppo rende il CM4 ideale per piccoli server NAS, controllori di nodi sensori, prodotti per la casa intelligente e prodotti per l'edge computing.

Raspberry Pi CM4 computer on module
Una volta sviluppata la tua applicazione, puoi creare una scheda portante personalizzata per un CM4.

Interfacciamento con Altri Moduli

Prima di costruire una scheda personalizzata per il tuo CM4 CoM, dovrai assicurarti che il CM4 sia compatibile con eventuali moduli esterni che desideri sulla tua scheda carrier. Il miglior kit di sviluppo dovrebbe includere un'intestazione a pin per accedere a interfacce single-ended a bassa velocità (SPI/UART/I2C/SDIO), connettori chiave per il canale PCIe e anche connettori coassiali per l'interfacciamento con apparecchiature RF. Puoi collegare schede di sviluppo per altri componenti critici attraverso questi connettori e interfacce standard.

Una volta che hai sviluppato il software embedded per la tua applicazione CM4, puoi passare alla progettazione di una scheda carrier personalizzata per il tuo CM4 CoM. Questo ultimo passo nel processo di sviluppo è uno dei più importanti per il dispiegamento del tuo prodotto embedded abilitato CM4.

Progetta la Tua Scheda CM4 con Upverter

Se vuoi sviluppare la tua scheda carrier per il Raspberry Pi CM4, non hai bisogno di essere un esperto di progettazione PCB. Upverter è una piattaforma di progettazione online che ti permette di progettare rapidamente una scheda carrier per un CM4 CoM e di metterla direttamente in produzione. Quando costruisci la tua scheda carrier CM4 su Upverter, puoi aggiungere numerosi connettori e periferiche alla scheda senza preoccuparti delle complesse attività di layout PCB. Alcuni moduli che puoi aggiungere alla tua scheda includono:

L'interfaccia drag-and-drop ti permette di adottare un approccio di progettazione modulare per le schede carrier CM4 utilizzando moduli hardware collaudati. Il meglio di tutto è che questi strumenti sono accessibili dal tuo browser; non c'è nulla da scaricare o installare, e puoi importare i tuoi file di progettazione nel tuo software di progettazione PCB secondo necessità.

Raspberry Pi CM4 dev kit carrier board design
Questa scheda portante personalizzata CM4 utilizza un blocco di collegamento per interfacciarsi con un'altra scheda.

L'immagine sopra mostra una versione modificata della scheda di sviluppo Gumstix Raspberry Pi CM4. Puoi iniziare il tuo design personalizzato partendo da un template di scheda di sviluppo CM4. Sono stati rimossi il connettore pin standard e le interfacce di visualizzazione, è stato aggiunto un terminale di test per connessioni robuste con schede esterne, e le dimensioni della scheda sono state leggermente ridotte. Questi tipi di modifiche possono essere facilmente aggiunti senza preoccuparsi del layout e del routing nei programmi di progettazione PCB, e un design può essere rapidamente messo in produzione e assemblaggio all'interno di Upverter.

Eventualmente, dovrai allontanarti da un kit di sviluppo Raspberry Pi CM4 e iniziare a lavorare con una piattaforma hardware proprietaria. Se non sei un progettista PCB professionista, Upverter ti offre gli strumenti di cui hai bisogno per creare rapidamente una scheda portante personalizzata per la tua prossima applicazione embedded. Avrai accesso a una scheda CM4 e ad altri COM standard del settore e moduli popolari in un'interfaccia browser drag-and-drop. La prossima volta che hai bisogno di creare rapidamente una nuova scheda portante e metterla in produzione, prova a utilizzare gli strumenti di progettazione elettronica modulare in Upverter.

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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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