I remember when building a computer used a batch of S100 boards. Estas eram máquinas de 8 bits que pegaram um rack e podem até incluir um monte de interruptores e luzes para programação. Hoje em dia, podemos começar com tábuas que cabem na nossa mão.

três plataformas geraram um significante após o que significa suporte, lotes de software e suporte de hardware. Estes incluem o Arduino, Raspberry Pi e BeagleBone (Fig. 1). A placa minúscula no canto superior direito é uma placa de expansão sem fio para o Arduino. É semelhante em tamanho à plataforma Arduino básica versus a placa Digilent maior. Eles são plataformas de hardware de código aberto que são suportados por software de código aberto.

Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Uploads de Arquivos De 2013 06 67211 Fig1sm
Figura 1. O chipKit do Digilent usa a plataforma MIPS de 32 bits do Microchip em um fator de forma Arduino.

Hardware para cada plataforma está disponível a partir de uma ampla gama de fontes. O Software está disponível a partir de ainda mais fontes de suporte a tudo, desde portas seriais simples até sensores 3D, como o Microsoft Kinect. Estas plataformas podem ser usadas para aqueles novos para o desenvolvimento embutido ou aqueles que procuram desenvolver aplicações ou verificar o hardware mais recente.

Índice

  • Arduino
  • Raspberry Pi
  • BeagleBone
  • E O Vencedor É?

Arduino

a plataforma Arduino já existe há algum tempo. 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. Das três plataformas, o Arduino é mais próximo de uma plataforma embutida, uma vez que um display não é necessariamente parte da solução. Da mesma forma, o software é de baixo nível muitas vezes fazendo sem qualquer tipo de Sistema Operacional. Inicialmente, o desempenho do microcontrolador limitado o que poderia ser suportado, mas a mais recente safra de microcontroladores de 32 bits que agora dominam a plataforma Arduino são mais do que capazes de lidar com um sistema operacional.

O ambiente padrão de desenvolvimento de software Arduino é direcionado para o ensino de programação embutida. Ele tem sua própria terminologia com o software sendo chamado de esboços. É essencialmente C com uma IDE simples, mas progrediu significativamente a partir da Base 8-bit AVR e suporte C básico.

a maioria das plataformas suporta múltiplas ferramentas de desenvolvimento, incluindo ferramentas profissionais dos fornecedores de microcontroladores e seu apoio de terceiros. Algumas ferramentas são grátis. Parte do desafio é gerenciar suporte de hardware como a maioria dos softwares para a Arduino shields tem como alvo o ambiente de desenvolvimento da Arduino.

A maioria dos I / O é manuseada através de escudos Arduino. Os conectores tocam a maior parte da placa e permitem que a maioria das placas sejam usadas conectando-as. A maioria pode ser empilhada, uma vez que raramente se utiliza toda a parte I/O do desafio para todas as plataformas é como o I/O é mapeado quando várias placas são usadas. Por exemplo, o I2C pode suportar muitos dispositivos, mas cada um deles precisa de seu próprio I/O. da mesma forma, o chip SPI seleciona precisa ser único.

Existem na verdade uma série de fatores de forma de escudo Arduino, alguns proprietários. A plataforma Arduino inicial define a versão mais básica. As versões expandidas utilizavam mais conectores que expõem mais I / O Disponível em microcontroladores de maior desempenho usados em novas plataformas compatíveis com o Arduino.

I / O suporte a software pode ser um problema. Normalmente, o Suporte C básico é fornecido para os ambientes de desenvolvimento Arduino. Suporte mais avançado para dispositivos como módulos sem fio tendem a ser mais específicos do host. Nem todas as combinações irão funcionar em conjunto, mas se você pode pensar em uma combinação de hardware/software, então uma combinação de Adrduino provavelmente pode ser encontrada.

Raspberry Pi

a plataforma Raspberry Pi está disponível em empresas como o elemento 14. Ele foi projetado para ser uma plataforma de baixo custo e alto desempenho capaz de executar Linux.

O Modelo B de $35 (Fig. 4) duplica a quantidade de memória para 512 Mbytes. Ele é baseado em um Broadcom BCM2835 System-On Chip (SoC)como o modelo $25 A. O BCM2835 de 700 MHz tem um núcleo ARM1176JZF-S.

Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Uploads de Arquivos De 2013 06 67211 Fig4sm Raspberry Pi

  • Hot Raspberry Pi
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Ele usa um cartão SD para armazenamento e tipicamente é executado em qualquer um de um número de variantes do Linux, incluindo Raspian, Arco, Debian e Fedora. Ele também executa RISC OS, FreeBSD, NetBSD e alguém tem o plano 9 para executá-lo.

A placa tem suporte USB e Ethernet 10/100 (Modelo B). Pode conduzir um ecrã HDMI, um vídeo composto ou um painel LCD. Tem uma ligação CSI para uma entrada de câmara. Ele tem áudio HDMI, bem como I2S e uma jack 3,5 mm. As placas requerem 300 mA e 700 mA A 5V para o modelo A e B, respectivamente.

O Raspberry Pi tem um único cabeçalho de expansão com GPIO, porta série, SPI, I2C, I2S, 3.3 V e 5V. há uma série de placas de fuga disponíveis, mas a montagem é um desafio. O Raspberry Pi tem dois furos de montagem, mas eles não são encontrados nos cantos como a maioria das outras tábuas. Há também uma série de casos disponíveis.uma das maiores vantagens do Raspberry Pi é o software. Seu baixo custo e Disponibilidade tem gerado um monte de interesse e um monte de software para combinar.

BeagleBone

a plataforma BeagleBone é semelhante ao Raspberry Pi. Ele executa Linux e tem suporte Ethernet, USB e gráficos como parte de seu pacote básico. Ele agora tem uma nova encarnação chamada de BeagleBone Black (Fig. 5). Esta versão de $ 45 tem um eMMC de 2 Gbyte por isso vem com software pronto para ficar fora da caixa. Ele também tem uma tomada de microSD como o Raspberry Pi e o original $89 BeagleBone. O último veio com ArchLinux em um cartão microSD.

Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Uploads de Arquivos De 2013 06 67211 Fig5sm Beaglebone Preto
Figura 5. O BeagleBone Black usa o eMMC a bordo, mas inclui um socket microSD apenas no caso de você querer armazenamento removível. Isto significa que ele pode vir com o seu próprio software pronto para executar quando você conectá-lo.
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A BeagleBone Preto é baseado em um Texas Instrumento AM335x 1GHz BRAÇO Cortex-A8. Ele tem um acelerador de gráficos 3D, NEON de ponto flutuante e também inclui um par de Unidades programáveis em tempo real (PRU) que são realmente microcontroladores de 32 bits em seu próprio direito. O Cortex-A8 é um problema duplo, plataforma superscalar que tem a vantagem em desempenho em comparação com o ARM11 do Raspberry Pi. As placas têm conectores Ethernet, HDMI e USB.

I was really impressed with the overall BeagleBone package because it is the one platform that works out of the box. Tudo o que é necessário é um PC com USB e um so relativamente novo. Este último é necessário para fornecer o Suporte de rede RNDIS através da conexão USB.

basicamente você liga o cabo USB para o PC e o BeagleBone Preto. O BeagleBone Black aparece como USB flash drive, mas também faz a conexão de rede. Isto fornece uma interface web rodando no BeagleBone Black. O navegador web no PC começa com um arquivo HTML na unidade flash, mas que redireciona para a interface web.

a interface web fornece um IDE e um conjunto de ferramentas baseados na web, além de uma interface SSH baseada na web. Não vou entrar em todos os detalhes do que o BeagleBone black fornece, mas é impressionante. Esta é a vantagem de usar o flash eMMC.

O BeagleBone Preto é compatível com as placas de expansão, também chamadas capes, disponíveis para o BeagleBone original. Estes usam o par de cabeçalhos de 46 pinos em ambos os lados do BeagleBone. Estes fornecem acesso ao i/O do microcontrolador, incluindo CAN, SPI e I2C plus às interfaces USB-to-serial e USB-to-JTAG. Os sistemas também têm quatro furos de montagem.

e o vencedor é?

Ok. Eu vou para waffle e dizer que a escolha é realmente dependente de seu passado e requisitos. Se você está olhando para aprender C e programação embutida, então Arduino é uma boa escolha, porque ele coloca você perto do hardware. Ele também fornece uma boa maneira de avaliar um microcontrolador, uma vez que muitos fornecedores estão entregando placas que podem tirar proveito de placas de expansão Arduino.

Se o software que corre em Linux ou um sistema operacional é mais do que você quer então Raspberry Pi, BeagleBone ou uma dessas variantes é provavelmente uma escolha melhor. Da mesma forma, o display pesado ou tarefas de áudio são mais facilmente manuseados por estas duas plataformas.como plataforma de base, inclino-me para BeagleBone Preto. O eMMC a bordo é rápido e eficiente. É a memória limitada, mas mais do que suficiente para a maioria dos projetos. Estou também muito impressionado com o software de desenvolvimento integrado. Para alguns trabalhos ROS (robot operating system) eu encontrei o suporte para Raspberry Pi para ser bom.

O que é realmente interessante hoje em dia é como essas plataformas estão impactando outros projetos. Por exemplo, o UDOO (Fig. 6) é um projeto Kickstarter que combina o Fator de expansão Arduino com a funcionalidade de Raspberry Pi, e essencialmente o BeagleBone. É uma solução de processador dual que começa com o córtex Atmel-M3 encontrado no Arduino Due. Ele também tem um núcleo duplo ou quad core Freescale i. MX6. definitivamente uma plataforma de trabalho pesado.

Electronicdesign Com Sites Electronicdesign com Uploads de Arquivos De 2013 06 67211 Fig 6 Udoo
Figura 6. O projeto UDOO Kickstarter suporta as placas de expansão Arduino, mas usa um processador multicore Freescale i. MX6 mais um processador SAM3X para uma interessante combinação de múltiplos chips.

o tipo de trabalho que pretende utilizar o sistema afecta definitivamente a plataforma que irá escolher. Não esquecer outras alternativas como a $99 Ouya (veja Ouya traz $99 console Via Kickstarter) com base em um NVidia Tegra 3 se software e gráficos estão onde você quer estar. Ele roda Android e tem suporte Wi-Fi E Ethernet.