Arduino Portenta H7 wprowadza płytki deweloperskie do klasy produkcyjnej

Gdy słyszę nazwę „Arduino”, zwykle nie kojarzy mi się to z sprzętem klasy produkcyjnej. Nie mam na myśli umniejszania zasług ludzi z Arduino, wykonali oni doskonałą pracę, zdobywając nisze edukacyjne i rozwijając koncepcje, do tego stopnia, że inne platformy sprzętowe po prostu nie były w stanie nadążyć. Płytki Arduino są doskonałym wyborem dla prototypowania funkcjonalnego w niskich nakładach oraz dla rozwoju oprogramowania wbudowanego. Ale co z zastosowaniami produkcyjnymi w wymagających środowiskach?

Nowa platforma Arduino Portenta H7 jest skierowana na zastosowania wbudowane w środowiskach przemysłowych. W porównaniu z platformami MKR i Nano, ta płyta może w końcu głębiej przeniknąć do zastosowań produkcyjnych, zamiast być relegowana do roli produktu do rozwoju i prototypowania. Spójrzmy na możliwości tego nowego produktu i jego przydatność dla różnych zastosowań wbudowanych.

Możliwości Arduino Portenta H7

Arduino Portenta H7 jest zbudowane wokół dwurdzeniowego procesora STM32H747 (rdzeń Cortex-M7 o częstotliwości 480 MHz i rdzeń Cortex-M4 o częstotliwości 200 MHz). Bezpieczeństwo i prywatność w systemach IoT to współczesne zagadnienie, a ta płyta zawiera układ ECC608 (Microchip) lub SE050C2 (NXP) do funkcji kryptograficznych. Ogólne możliwości sprzętowe płyty Portenta obejmują:

• Nagłówki Arduino MKR z UART1, 6x wejścia analogowe, GPIO, PWM, SPI, I2C, Reset, 5V, 3.3V i GND
• 2 MB wbudowanej pamięci SDRAM, 16 MB pamięci flash NOR na pokładzie (możliwość rozbudowy do 128 MB)
• Warstwa PHY Ethernet 10/100
• WiFi 2,4 GHz (802.11b/g/n, do 65 Mbps) i Bluetooth 5.1 (BR/EDR/LE) z anteną ceramiczną
• Złącze USB-C z DisplayPort

Moduł ten można używać jako kontroler w różnorodnych aplikacjach edge/IoT. Ta płyta obsługuje natywne aplikacje Arm Mbed OS, programy MicroPython lub JavaScript z interpreterem, lub aplikacje ML/AI z TensorFlow Lite. Możesz również używać dwóch rdzeni mikrokontrolera STM32H7, uruchamiając standardowy kod Arduino na rdzeniu Cortex-M4, a intensywne obliczeniowo programy MicroPython mogą być interpretowane na rdzeniu Cortex-M7.

Arduino Portenta H7 i jego płyta nośna

Platforma Arduino Portenta H7 podążyła za trendem innych płyt SBC/MCU i poszła w kierunku modularnego projektowania.Inne platformy Arduino (np. Mega, Nano) mogły być montowane na płycie bazowej lub rozbudowywane za pomocą płyt rozszerzeń, ale deweloperzy byli zmuszeni projektować je samodzielnie lub kupować od zewnętrznych dostawców.

Jako część ekosystemu Portenta, ludzie z Arduino stworzyli płytę nośną z dostępem do wielu peryferiów dla tych modułów. To wprowadza Portenta do modularnego ekosystemu projektowania płyt nośnych i ułatwia projektowanie unikalnych płyt nośnych dla tej platformy (więcej na ten temat poniżej). Portenta łączy się z płytą nośną za pomocą dwóch 80-pinowych złączy płyta-płyta na spodzie modułu.

Płyta nośna utrzymuje moduł Portenta nieco uniesiony nad bazą, zamiast łączyć się przez złącze krawędziowe. Pozwala to na bezpośredni dostęp do pinów na Portencie, a także rozszerza zakres urządzeń, które mogą być podłączone do modułu Portenta. Płyta nośna oferuje wiele opcji łączności, które mogą budzić entuzjazm:

• Rozszerzalna pamięć z gniazdem karty MicroSD
• Złącze kamery 8-bit LVTTL/2-lane MIPI CSI
• 3 gniazda audio jack
• Złącze RJ45 Gigabit Ethernet (kompatybilne wstecz z 10/100 PHY)
• Modem NBIoT/CatM1/GPRS i slot na kartę SIM dla dostępu komórkowego
• Moduł LoRa Murata CMWX1ZZABZ
• 2 złącza antenowe
• 2 porty USB
• Złącze RJ-9 dla magistrali CAN
• Złącze RJ-11 dla RS232/422/485
• Złącze GPIO 40-pinowe
• Złącze mPCIe dla zewnętrznych modułów (I2C i USB)

Wszystkie te opcje czynią płytę nośną doskonałym wyborem do prototypowania nowego produktu, który musi współpracować z modułem kamery, modułem PCIe, siecią LAN, siecią bezprzewodową, innym urządzeniem/komputerem przez USB lub innym zewnętrznym sprzętem. Możesz wykorzystać płytę nośną, aby zapewnić interfejs/funkcjonalność, skupiając się na rozwijaniu oprogramowania wbudowanego. Jednak rzeczywista aplikacja może nie wymagać wszystkich tych dodatkowych połączeń, i warto rozważyć zaprojektowanie własnej płyty nośnej, dostosowanej do twojej aplikacji.

Projektowanie płyty nośnej dla Arduino Portenta H7

Jeśli nie jesteś fanem obecnej płyty nośnej dla Portenta, możesz zaprojektować własną płytę nośną, aby rozszerzyć możliwości i dodać ważne peryferia. Obecna płyta nośna jest bardzo uniwersalna, co czyni ją świetną opcją do prototypowania wokół pewnego sprzętu peryferyjnego. Jednakże jest to duża płyta i może się okazać, że nie potrzebujesz wszystkich peryferiów na płycie nośnej dla swojej konkretnej aplikacji. Zamiast się z tym godzić, możesz zaprojektować własną płytę nośną, dostosowaną do twojej aplikacji i wymaganego formatu.

Jeśli znasz standardowe interfejsy CoM (I2C/I2S, UART, GPIO itp.), to jesteś w idealnej pozycji, aby stworzyć własną płytę nośną dla modułu Portenta. Jest to znacznie łatwiejsze, gdy standardowe wymagania dotyczące trasowania są zdefiniowane jako zasady projektowania w twoich narzędziach do trasowania. Możesz uzyskać więcej wskazówek i narzędzi do pracy z platformami Arduino tutaj.

Dzięki zaawansowanym funkcjom projektowania i układu PCB w Altium Designer®, możesz zaprojektować niestandardową płytę nośną wokół Arduino Portenta H7, która spełni szczególne potrzeby Twojej aplikacji. Dostęp do Portenta przez Altium365 będzie dostępny wkrótce, co skraca czas rozwoju i pomaga projektantom szybko wejść na rynek z unikalnym rozwiązaniem gotowym do produkcji.

Teraz możesz pobrać darmową wersję próbną Altium Designer i dowiedzieć się więcej o najlepszych w branży narzędziach do układania, symulacji i planowania produkcji. Porozmawiaj z ekspertem Altium już dziś, aby dowiedzieć się więcej.