×
嵌入式 > 技术百科 > 详情

Beaglebone-Black之硬件篇

发布时间:2020-06-06 发布时间:
|

可以说中国是一个跟随潮流的国度,嵌入式的学习也一样,近年来更趋于火热状态,各地嵌入式的培训班如雨后春笋般冒出,嵌入式的学习成长是一个长期的,硬件软件通吃的过程,需要不断的积累,从简单的玩到复杂的,从复杂的回到简单的,一个返璞归真的循环,这时你暮然回首不禁发现自己已处在嵌入式高手的行列。

暂把BBBlack归类为一个复杂度较高的“嵌入式系统”,相信截止到目前,很多网友都享受过了BBBlack惊心动魄的体验之旅,作为第一批“吃螃蟹的人”,承载太多的酸甜苦辣无处诉说,开心喜悦没人分享,爱板网将致力提供一个倾诉,分享的平台,长期不间断的提供BBBlack的一切最新进展,资料,这里将会是你学习BBBlack不二的选择,期待你加入!

笔者之前已对BBBlack的基本功能都做了详细操作和介绍,至少我相信大部分网友都该知道如何进入系统,更新系统。如果不清楚,请转回单板计算机Beaglebone-Black首发上手体验。看完之后还不清楚,好吧,那请你朝我拍砖吧:)!熟悉操作一块板子的过程很简单,要弄懂板子的工作原理那就比较复杂,这就是一个长期学习积累的过程,爱板网带大家慢慢升级,先从BBBlack上积累点经验!

BBBlack系统框图

我想没有比这系统框架更简洁明了的让大家了解BBBlack是怎么一回事,有些什么功能。整个6层板最复杂最贵的要数德州仪器的工业级MPU AM3359,从它周围辐散出去的电路组成了各个功能模块。单从系统框架图上我们就能看到主要功能有HDMI,eMMC FLASH,DDR3 SDRAM,MicroSD,JTAG,USB HOST,USB MIN,ETHERNET以及常见的外设接口,与之前一代Beaglebone相比,除了价格优势外还有的几个显著特点:

  • MPU主频提高到1GHz
  • 内存提高到512MB,增加一个2GB的eMMC FLASH
  • 增加了一个比较吸引人的HDMI功能。

相信大家对这些新功能同样感兴趣,那我们主要环绕这几个方面来了解BBBLack。

MPU--XAM3359AZCZ100

AM3359硬件框架

工业级的AM3359可是德州仪器的主打芯片,基于ARM Cortex-A8内核,在图像、图形处理、外设和诸如 EtherCAT 和 PROFIBUS 的工业接口选项方面进行了增强。和Beaglebone的AM3358相比,主频提高到1GHz,性能飙升40%左右,简直跟磕了药似的猛,预计AM3359在Beaglebone-Black上取得不俗的成就后更将在市场上“兴风作浪”,单凭着它工业级的MPU称号就能赚取不少开发者的目光,所谓工业级别,我们可以用一个最简单的例子去理解它,例如居民家中的扳手,可能就我们日常的使用,用一辈子都不会损坏,如果放到大型工业的修理厂,成千上万次的使用,半天下来,估计就不能再用了,而工业级的产品就是针对这些场景使应运而生的,经过千锤百炼。可想而知,AM3359能胜任各种恶劣环境下的考验,相对可应用的地方数不胜数,小到孩子玩的游戏机,智能电子式电表,大到家庭自动化,工业自动化设备,还有目前流行的复杂型智能机器人都可以通过AM3359来实现。

RAM--MT41K256M16HA-125:E

我们已经知道BBBLack相比Beaglebone内存从256MB 提升到512MB,那除了容量上的提升,还有哪些不同呢?

BBBlack:

  • MT41K256M16HA-125:E  
  • DDR3L 512MB
  • 工作电压为1.35V (1.283–1.45V)  
  • 1.25ns @ CL = 11 (DDR3-1600)
Beaglebone :  
  • MT47H128M16RT-25E:C   
  • DDR2 256MB
  • 工作电压为1.8V ±0.1V, VDDQ = 1.8V ±0.1V  
  • 2.5ns @ CL = 5 (DDR2-800)

BBBlackc采用了更先进的DDR3内存,性能上的提升一半都要归功于其更先进的工艺制程,与DDR2相比,工作电压更低,可降到1.35V,但其频率在却在原先的基础上翻倍,也就是说,BBBlack的在提升内存性能的同时降低了功耗,这对于提升整个板子的性能有着举足轻重的作用。

eMMC--MTFC2GMVEA-0M WT

eMMC可以说目前是最红的移动设备本地存储解决方案,BBBlack也不能幸免,采用了美光的MTFC2GMVEA-0M WT,为什么eMMC能成为发展趋势?

我们先来了解下eMMC的 原理框图

eMMC 把带有MMC (多媒体卡)接口、快闪存储器设备及主控制器都封装在一个小型的BGA 。只引出一些必要的信号线,如在BBBlack中的设计

你能想象吗?设计就是如此的简单。eMMC的概念不仅简化手机内存储器的使用,更大大缩短了产品从设计到市场化的时间,相信eMMC将会是移动存储的一种新趋势。

HDMI

在单板计算机Beaglebone-Black首发上手体验中,我们了解了HDMI基本的操作使用,但是对于其原理相信还知之甚微,BBBlack的HDMI功能实现主要是通过恩智浦低功耗的HDMI发送器TDA19988BHN,它能将RBG信号转换成HDMI信号,支持HDMI1.4a标准,并向后兼容DVI 1.0标准。说到恩智浦,大家可能都比较熟悉,或者说更熟悉NXP这个英文词,相信细心的网友在很多电子设备 上都看到过标有NXP标示的芯片,这是由飞利浦创立的一家半导体公司,产品涵盖了大大小小的电子产品,有汽车电子、智能识别、无线基础设施、照明、工业、移动、消费和计算等领域,有兴趣的网友也可以去看一下爱板网最近正推出的恩智浦的JN516x为无线物联网提供解决方案的在线研讲会,参与还有机会得话费哦。

BBBlack实现HDMI输出原理图

同样通过TDA19988BHN也可以把音频信号转成HDMI信号,从而实现同步的视频音频输出。

TDA19988BHN内部原理框图

这是实现HDMI输出的具体工作框图,有点遗憾的是TDA19988BHN目前支持的分辨率大小为

  • 1280 x 1024
  • 1440 x 900
  • 1024 x 768
  • 1280 x 720

并不支持目前高清1080P制式。另外TDA19988BHN不像TDA19988AHN一样支持HDCP。HDCP是一种高带宽数字内容保护技术,可以保护视频内容不会被非法录制,随着高清时代的来临,越来越受关注的版权问题,HDCP已经成为一种必然普及的技术。

BBBlack的电源管理

要了解BBBlack的电源管理系统,就必须清楚BBBlack的整个供电流程。

BBBlack的电源管理IC TPS65217C 是一个综合的电源管理芯片,它包括3个降压转换器,4个LDO,并通过I2C与MPU相连,MPU通过I2C控制分配整个系统的供电。而TPS65217C可以通过USB线或者直流适配器供电,不过USB供电的承载电流最大只支持500mA,如果将来使用BBBLack的扩展板,涉及到更多的负载,那需要用直流适配器供电以保证工作电压正常。

在如下环境配置时USB线供电和直流适配器供电功耗对比

  • HDMI monitor connected
  • USB HUB
  • 4GB Thumbdrive
  • Ethernet connected @ 100M
  • Serial debug cable connected

我们看到在承载板子上自带有的负载时,USB供电已经足够了,而且USB供电与直流供电功耗基本相同,在同时存在USB和DC供电的时候,TPS65217C会自动切换到DC供电。

细心的网友可能会发现这么一个问题,DC座旁边的TP5-TP8 四个测试点是干啥用的?

毫不夸张的说,这是你DIY移动式BBBlack最快捷的方式

通过PIN定义可以看到这四个测试点的作用,我们完全可以利用这四个点接上电池打造移动BBBlack。

总结

本篇主要介绍了BBBlack一些比较有特色的硬件情况,跟Beaglebone相比,BBBlack的硬件的确有很大的提高,而且在提高配置的情况下大大降低价格,这不得不说是一项大胆的营销,为普及BBBlack打响了坚定有力的一枪。相信细心的网友会发现,在这篇文章中,没有再强调是中国版BBBlack还是美国版BBBlack的问题,其实笔者是想告诉大家,中国版和美国版是同样的硬件软件,要说区别,只有板子上的LOGO不同,发售的地区不同 ,但对于我们这些使用者来说,并没有什么不同。

这里附截图一张来自Beagleboard.org社区授权的BBBlack销售商列表

相信看完之后大家不会再有版本上的疑惑了,玩BBBlack的朋友应该相信自己的眼睛,相信自己的判断,不要人云亦云,谣言应当止于智者。最后,望大家都有一个好的心态,这不管在你生活或是工作中都有莫大的帮助,同时也欢迎大家加入爱板网论坛一同探讨分享BBBlack的资料。


『本文转载自网络,版权归原作者所有,如有侵权请联系删除』

热门文章 更多
起重变频调速系统中制动电阻功率的计算