Jeg husker, da jeg byggede en computer, brugte et parti S100-kort. Disse var 8-bit maskiner, der tog op et rack og måske endda omfatte en flok Vippekontakter og lys til programmering. Disse dage kan man komme i gang med brædder, der passer i din hånd.

tre platforme har genereret en betydelig følge, hvilket betyder støtte, masser af programmer og udstyr support. Disse omfatter Arduino, Raspberry Pi og BeagleBone (Fig. 1). Det lille bord øverst til højre er et trådløst udvidelseskort til Arduino. Det svarer i størrelse til den grundlæggende Arduino-platform versus det større Digilent-bord. De er open source-platforme, der understøttes af open source-programmer.

Electronicdesign com Sites Electronicdesign com filer Uploads 2013 06 67211 Fig1sm
Figur 1. Digilents chipKit bruger Microchips 32-bit MIPS-platform i en Arduino-formfaktor.

udstyr til hver platform er tilgængeligt fra en lang række kilder. Programmet er tilgængeligt fra endnu flere kilder, der understøtter alt fra simple serielle porte til 3D-sensorer som Microsoft Kinect. Disse platforme kan bruges til dem, der er nye inden for indlejret udvikling, eller dem, der ønsker at udvikle applikationer eller tjekke det nyeste udstyr.

Indholdsfortegnelse

  • Arduino
  • Raspberry Pi
  • BeagleBone
  • og vinderen er?

Arduino

Arduino-platformen har eksisteret i et stykke tid. It started with an 8-bit Atmel AVR processor but the platform has since expanded to include processors from Microchip’s 32-bit MIPS-based solution in Digilent’s chipKIT (Fig. 2) to the Arduino DUE (Fig. 3) is based on Atmel’s SAM3X8E Cortex-M3 microcontroller.

Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Files Uploads 2013 06 67211 Fig2sm Arduino Microchip
Figure 2. Digilent’s chipKit uses Microchip’s 32-bit MIPS platform in an Arduino form factor.
Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Files Uploads 2013 06 67211 Fig3 Arduino Due
Figure 3. The Arduino DUE is based on Atmel’s SAM3X8E with a Cortex-M3 processor.
  • Shielding Arduinos
  • PIC32 Arduino Modules

The two things Arduino platforms tend to have in common are Arduino shields and the software development tools. Af de tre platforme er Arduino tættest på en indlejret platform, da et display ikke nødvendigvis er en del af løsningen. Ligeledes er programmet lavt niveau ofte uden nogen form for operativsystem. Oprindeligt begrænsede mikrocontrollerens ydeevne, hvad der kunne understøttes, men den nyeste afgrøde af 32-bit mikrocontrollere, der nu dominerer Arduino-platformen, er mere end i stand til at håndtere et operativsystem.

standard Arduino programmel udviklingsmiljø er rettet mod undervisning indlejret programmering. Det har sin egen terminologi med programmer, der kaldes skitser. Det er i det væsentlige C med en simpel IDE, men den har udviklet sig markant fra basen 8-bit AVR og grundlæggende C-understøttelse.

de fleste platforme understøtter flere udviklingsværktøjer, herunder professionelle værktøjer fra mikrocontroller-leverandørerne og deres tredjeparts support. Nogle værktøjer er gratis. En del af udfordringen er at styre udstyrsstøtte, da de fleste programmer til Arduino shields er rettet mod Arduino-udviklingsmiljøet.

de fleste I / O håndteres via Arduino shields. Stikkene ringer det meste af brættet og tillader, at de fleste tavler bruges ved at tilslutte dem. De fleste kan stables, da man sjældent bruger al I/O. En del af udfordringen for alle platforme er, hvordan I/O kortlægges, når der bruges flere tavler. For eksempel kan I2C understøtte mange enheder, men de har hver især brug for deres egen I/O. ligeledes skal SPI-chipvalg være unikke.

der er faktisk en række Arduino shield formfaktorer, nogle proprietære. Den oprindelige Arduino-platform definerer den mest basale version. De udvidede versioner udnyttede flere stik, der udsætter mere I/O tilgængelig på mikrocontrollere med højere ydeevne, der bruges på nyere Arduino-kompatible platforme.

I / O-understøttelse kan være et problem. Normalt leveres Grundlæggende c-support til Arduino-udviklingsmiljøerne. Mere avanceret support til enheder som trådløse moduler har tendens til at være mere værtsspecifik. Ikke alle kombinationer fungerer sammen, men hvis du kan tænke på en kombination af udstyr/programmer, kan en Adrduino-kombination sandsynligvis findes.

Raspberry Pi

Raspberry Pi-platformen er tilgængelig fra virksomheder som Element 14. Det var designet til at være en billig, højtydende platform, der er i stand til at køre.

$35 Model B (Fig. 4) fordobler mængden af hukommelse til 512 Mbytes. Det er baseret på et Broadcom BCM2835 System-on Chip (SoC) som $25 Model A. 700 BCM2835 har en ARM1176JSF-s kerne.

Electronicdesign com Sites Electronicdesign com Files Uploads 2013 06 67211 Fig4sm Raspberry Pi

  • Hot Raspberry Pi
  • Ouya bringer $99 spilkonsol Via Kickstarter

det bruger et SD-kort til opbevaring og kører typisk en af en række Linuks-varianter, herunder Raspian, Arch, Debian og Fedora. Det kører også RISC OS, FreeBSD, NetBSD og nogen fik Plan 9 til at køre på det.

bestyrelsen har USB og 10/100 Ethernet (Model B) støtte. Det kan køre en HDMI-skærm, kompositvideo eller et LCD-panel. Det har en CSI-forbindelse til en kameraindgang. Det har HDMI-lyd samt I2S og et 3,5 mm stik. Brædderne kræver 300 mA og 700 mA ved 5V for henholdsvis Model A og B.Raspberry Pi har en enkelt udvidelseshoved med GPIO, seriel port, SPI, I2C, I2S, 3.3 V og 5V. der er en række breakout boards til rådighed, men montering er en udfordring. Raspberry Pi har to monteringshuller, men de findes ikke på hjørnerne som de fleste andre brædder. Der er også en række sager til rådighed.

en af de største fordele ved Raspberry Pi er programmel. Dens lave omkostninger og tilgængelighed har skabt en masse interesse og en masse programmer til at matche.

BeagleBone

BeagleBone-platformen ligner Raspberry Pi. Den har Ethernet -, USB-og grafiksupport som en del af grundpakken. Det har nu en ny inkarnation kaldet BeagleBone Black (Fig. 5). Denne $45 version har en 2 Gbyte eMMC, så den leveres med programmer klar til at løbe tør for kassen. Det har også et microSD-stik som Raspberry Pi og den originale $89 BeagleBone. Sidstnævnte kom med et microSD-kort.

Electronicdesign com Sites Electronicdesign com filer Uploads 2013 06 67211 Fig5sm Beaglebone Black
figur 5. BeagleBone Black bruger indbygget eMMC, men inkluderer et microSD-stik, bare hvis du vil have flytbar opbevaring. Det betyder, at det kan komme med sit eget program klar til at køre, når du tilslutter det.
  • samtale med Sparkfuns direktør for ingeniørarbejde
  • lille bord og små moduler på design Vest

BeagleBone Black er baseret på et Instruments Am335 gange 1GH ARMBARK-A8. Den har en 3D-grafikaccelerator, NEON floating-point accelerator og inkluderer også et par programmerbare Realtidsenheder (PRU), der virkelig er 32-bit mikrocontrollere i sig selv. Hjernebarken-A8 er et dobbelt problem, superscalar platform, der har kanten i ydeevne sammenlignet med ARM11 af Raspberry Pi. Brædderne har Ethernet -, HDMI-og USB-stik.

Jeg var virkelig imponeret over den samlede BEAGLEBONE-pakke, fordi det er den ene platform, der fungerer ud af kassen. Alt, hvad der behøves, er en PC med USB og et relativt nyt operativsystem. Sidstnævnte er forpligtet til at levere RNDIS-netværksstøtten via USB-forbindelsen.

i det væsentlige tilslutter du USB-kablet til PC ‘ en og BeagleBone Black. BeagleBone Black vises som USB-flashdrev, men det gør også netværksforbindelsen. Dette giver en internetgrænseflade, der kører på BeagleBone Black. På PC ‘ en starter en HTML-fil på flashdrevet, men den omdirigerer til internetgrænsefladen.

internetgrænsefladen giver faktisk en internetbaseret IDE og værktøjssæt ud over en internetbaseret SSH-grænseflade. Jeg vil ikke komme ind i alle detaljer om, hvad BeagleBone black giver, men det er imponerende. Dette er fordelen ved at bruge eMMC flash.

BeagleBone Black er kompatibel med udvidelseskortene, også kaldet capes, der er tilgængelige til den originale BeagleBone. Disse bruger parret med 46-polede overskrifter på hver side af BeagleBone. Disse giver adgang til mikrocontrollerens I/O inklusive CAN , SPI og I2C plus til USB-til-serielle og USB-til-JTAG-grænseflader. Systemerne har også fire monteringshuller.

og vinderen er?

Ok. Jeg har tænkt mig at vaffel og sige, at valget er virkelig afhængig af din baggrund og krav. Hvis du ønsker at lære C og indlejret programmering, er Arduino et godt valg, fordi det sætter dig tæt på udstyret. Det giver også en god måde at evaluere en mikrocontroller på, da mange leverandører leverer tavler, der kan drage fordel af Arduino-udvidelseskort.

Hvis programmer, der kører på et operativsystem, er mere af det, du ønsker, så er Raspberry Pi, BeagleBone eller en af disse varianter sandsynligvis et bedre valg. Ligeledes håndteres tunge skærm-eller lydopgaver lettere af disse to platforme.

som basisplatform læner jeg mig mod BeagleBone Black. Den indbyggede eMMC er hurtig og effektiv. Det er hukommelse begrænset, men mere end nok til de fleste projekter. Jeg er også meget imponeret over det indbyggede udviklingsprogram. For nogle ROS (robot operating system) arbejde har jeg fundet støtten til Raspberry Pi at være god.

hvad der virkelig er interessant i disse dage er, hvordan disse platforme påvirker andre designs. For eksempel UDOO (Fig. 6) er et Kickstarter-projekt, der kombinerer Arduino-udvidelsesformfaktoren med funktionaliteten af Raspberry Pi og i det væsentlige BeagleBone. Det er en dual processor løsning, der starter med Atmel bark-M3 findes i Arduino Due. Det har også en dobbelt eller firhjulede kerne Freescale i. MH6. absolut en kraftig platform.

Electronicdesign com Sites Electronicdesign com filer Uploads 2013 06 67211 Fig 6 UDOO
figur 6. UDOO Kickstarter-projektet understøtter Arduino-udvidelseskortene, men bruger en multicore Freescale i.MH6-processor plus en SAM3H-processor til en interessant multichip-kombination.

den type arbejde, du har til hensigt at bruge systemet til, påvirker bestemt, hvilken platform du vælger. Overse ikke andre alternativer som $99 Ouya (se Ouya bringer $ 99 spilkonsol Via Kickstarter) baseret på en NVidia Tegra 3, hvis programmer og grafik er, hvor du vil være. Det kører Android og har trådløst internet og Ethernet support.