Arduino Portenta H7 Traz Placas de Desenvolvimento para o Nível de Produção

Quando ouço o nome "Arduino", geralmente não penso em hardware de grau de produção. Não estou desmerecendo os profissionais da Arduino, eles fizeram um excelente trabalho invadindo os nichos educacionais e de desenvolvimento de prova de conceito, a tal ponto que outras plataformas de hardware simplesmente não conseguiram acompanhar. As placas Arduino são uma excelente escolha para prototipagem funcional de baixo volume e desenvolvimento de software embarcado. Mas e quanto a aplicações de grau de produção em ambientes exigentes?

A nova plataforma Arduino Portenta H7 está direcionada para aplicações embarcadas em ambientes industriais. Comparada às plataformas MKR e Nano, esta placa finalmente pode penetrar mais profundamente em aplicações de grau de produção, em vez de ser relegada a um produto de desenvolvimento e prototipagem. Vamos dar uma olhada nas capacidades deste novo produto e sua viabilidade para diferentes aplicações embarcadas.

Capacidades do Arduino Portenta H7

O Arduino Portenta H7 é construído em torno de um processador dual-core STM32H747 (núcleo Cortex-M7 a 480 MHz e um núcleo Cortex-M4 a 200 MHz). Segurança e privacidade em sistemas IoT é uma preocupação contemporânea, e esta placa inclui um IC ECC608 (Microchip) ou SE050C2 (NXP) para funções de criptografia. As capacidades de hardware geral da placa Portenta incluem:

• Cabeçalhos Arduino MKR com UART1, 6x pinos de entrada analógica, GPIO, PWM, SPI, I2C, Reset, 5V, 3.3V e GND
• 2 MB de SDRAM onboard, 16 MB de armazenamento onboard NOR Flash (Expansível até 128 MB)
• Camada PHY Ethernet 10/100
• WiFi 2.4 GHz (802.11b/g/n, até 65 Mbps) e Bluetooth 5.1 (BR/EDR/LE) com antena cerâmica
• Conector USB-C com DisplayPort

Você pode usar o módulo em si como um controlador para uma variedade de aplicações de borda/IoT. Esta placa executa nativamente aplicações Arm Mbed OS, programas MicroPython ou JavaScript com um interpretador, ou aplicações ML/AI com TensorFlow Lite. Você também pode usar os dois núcleos no microcontrolador STM32H7 executando código Arduino padrão no núcleo Cortex-M4, e código MicroPython computacionalmente intensivo pode ser interpretado no núcleo Cortex-M7.

Arduino Portenta H7 e sua Placa de Transporte

A plataforma Arduino Portenta H7 seguiu o exemplo de outras placas SBC/MCU e adotou a direção de design modular.Outras plataformas Arduino (por exemplo, Mega, Nano) poderiam ser integradas a uma placa base ou expandidas com placas shield, mas os desenvolvedores eram obrigados a projetá-las por conta própria ou comprá-las de um fornecedor terceirizado.

Como parte do ecossistema Portenta, a equipe da Arduino criou uma placa carrier com acesso a uma grande quantidade de periféricos para esses módulos. Isso insere o Portenta em um ecossistema modular para o design de placas carrier e facilita o projeto de placas carrier únicas para esta plataforma (mais sobre isso abaixo). O Portenta se conecta à sua placa carrier por meio de dois conectores de placa com 80 pinos na parte inferior do módulo.

A placa carrier mantém o módulo Portenta um pouco elevado da base, em vez de se conectar através de um conector de borda. Isso permite que os pinos no Portenta sejam acessados diretamente, ao mesmo tempo que expande a gama de dispositivos que podem ser conectados a um módulo Portenta. A placa carrier oferece muitas opções de conectividade pelas quais se entusiasmar:

• Armazenamento expansível com slot para cartão MicroSD
• Conector de câmera 8-bit LVTTL/2-lane MIPI CSI
• 3 jacks de áudio analógico
• Conector RJ45 Gigabit Ethernet (compatível com 10/100 PHY)
• Modem NBIoT/CatM1/GPRS e slot para cartão SIM para acesso celular
• Módulo LoRa Murata CMWX1ZZABZ
• 2 conectores de antena
• 2 portas USB
• Conector RJ-9 para CAN bus
• Conector RJ-11 para RS232/422/485
• Conector GPIO de 40 pinos
• Conector mPCIe para módulos externos (I2C e USB)

Todas essas opções tornam a placa de suporte uma excelente escolha para prototipagem de um novo produto que precisa se conectar a um módulo de câmera, módulo PCIe, uma LAN, rede sem fio, outro dispositivo/computador via USB ou outro hardware externo. Você pode aproveitar a placa de suporte para garantir a interface/funcionalidade enquanto se concentra no desenvolvimento de software embarcado. No entanto, uma aplicação real pode não precisar de todas essas conexões adicionais, e você pode querer considerar o projeto de sua própria placa de suporte que seja adaptada à sua aplicação.

Design de Placa de Suporte para o Arduino Portenta H7

Se você não é fã da placa de suporte atual para o Portenta, você pode projetar sua própria placa de suporte para expandir as capacidades e adicionar periféricos importantes. A placa de suporte atual é altamente versátil, tornando-a uma ótima opção para prototipagem com alguns equipamentos periféricos. No entanto, é uma placa volumosa, e você pode não precisar de todos os periféricos na placa de suporte para a sua aplicação específica. Em vez de se conformar, você poderia projetar uma placa de suporte personalizada que seja adequada para a sua aplicação e fator de forma necessário.

Se você está familiarizado com interfaces CoM padrão (I2C/I2S, UART, GPIO, etc.), então você está em uma posição privilegiada para criar uma placa de suporte personalizada para um módulo Portenta. Isso é muito mais fácil quando os requisitos de roteamento padrão são definidos como regras de design em suas ferramentas de roteamento. Você pode acessar mais dicas e ferramentas para trabalhar com plataformas Arduino aqui.

Com os recursos avançados de design e layout de PCB no Altium Designer®, você pode projetar uma placa de suporte personalizada em torno do Arduino Portenta H7 que atenda às necessidades específicas da sua aplicação. O acesso ao Portenta através do Altium365 estará disponível em breve, o que reduz o tempo de desenvolvimento e ajuda os designers a chegarem rapidamente ao mercado com uma solução de produção única.

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