Überblick
7 neue Entwicklungs-Kits für den Projektstart
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
i.MX6 auf Qseven
Qseven ist ein Modulformat, das sowohl ARM- als auch x86-Prozessoren zulässt. Für den schnellen Einstieg in die ARM-Welt bietet MSC ein Qseven-Starter-Kit Q7-SK-IMX6 mit i.MX6-Controller von Freescale an (Bild 4). Das Kit umfasst ein kompaktes Qseven-Basis-Board mit Stromversorgung, einen Kühler, eine SD-Karte mit bootfähigem Betriebssystem und eine Ressourcen-CD mit Treibern und Dokumentation. Ein zusätzlich erhältliches LC-Display kann mit dem passenden Kabelsatz unmittelbar angeschlossen werden.
Nicht im Kit enthalten ist allerdings das eigentliche Qseven-Modul, um dem Kunden die Wahl zwischen verschiedenen Varianten zu lassen, denn den i.MX6 gibt es als Single-, Dual- und Quad-Core und die zugehörigen Module mit verschienenen Speicherausstattungen. Trotz bis zu 1,2 GHz Takt benötigen die Cortex-A9-Bausteine nur 4 bis 6 Watt. Alle Baugruppen außer der Single-Core-Variante enthalten Triple-Play-Grafikarchitektur von Freescale, die aus Hardware-Decodern für 3D-Videos sowie weiteren zwei Beschleunigern für 2D-Inhalte – einer für Pixelgrafik, ein weiterer für Vektorgrafik – besteht. Von einem einzigen Q7-IMX6-Modul können drei Bildschirme unabhängig voneinander angesteuert werden.
Bezüglich Betriebssystemen ist das Starter Kit mit einem Yocto-Linux und mit Windows Embedded Compact 7 verfügbar. Eine Version für Android ist gegenwärtig in Diskussion. Die SD-Karte mit 8 GB Flash enthält den passenden Bootloader und das bootfähige Betriebssystem. Die beigepackte Ressourcen-CD enthält alle notwendigen Informationen und Treiber für den sofortigen Betrieb und den Entwicklungsbeginn. Darüber hinaus finden sich dort noch Beispiel-Schaltpläne und eine Sammlung von technischen Informationen.
Gleichstrommotor für Antrieb von Kleingeräten
Ein Referenzdesign für die Ansteuerung bürstenloser Gleichstrommotoren präsentiert Silicon Labs (Bild 5). Dabei kommt ein C8051F85x/6x zum Einsatz. Als Anwendungsgebiet zielt SiLabs auf Kleingeräte wie ferngesteuerte Modellfahr- und -flugzeuge, Lüfter in elektrischen Geräten, kleine Elektrowerkzeuge oder Kosmetikgeräte, Mixer, Zahnbürsten, Ultraschallgeräte.
Die im Kit enthaltene Firmware bezeichnet SiLabs als seriengeeignet. Außerdem gibt es eine grafische Bedienoberfläche für die Motorsteuerung, die Bedienung und Parametrierung der Motorsteuerung möglichst einfach macht. Die Leistungsstufe steuert einen Außenläufermotor an und enthält dazu Gate-Treiber, MOSFETs, einen Widerstand zur Strommessung sowie Spannungsteiler-Widerstände für die Motorwicklungen, damit die Spannungen vom Mikrocontroller gemessen werden können.
Das Mikrocontroller-Board ist außer mit dem C8051F85x/6x mit Tastern zum Starten und Stoppen des Motors, zum Richtungswechsel und zum Reset des Controllers ausgestattet. Der PWM-Ausgang des Mikrocontrollers ist mit den Gate-Teibern der Leistungsstufe verbunden. Außerdem sind Operationsverstärker zur Verstärkung der Strommess-Spannung vorhanden, damit der Mikrocontroller die Motorspannung messen kann.
Der preiswerte C8051-Controller ist für die Ansteuerung des Motors völlig ausreichend und bringt den sechspoligen Außenläufermotor des Referenzdesigns auf eine Drehzahl von bis zu 50.000 U/min. Externe Komponenten wie Quarz-Oszillator, Spannungsreferenz, Pegelumsetzer oder Temperatursensor sind dank des C8051F85x/6x nicht nötig. Als Entwicklungs-Software liefert Silicon Labs eine Keil-PK51-Umgebung mit. Die Motor-Firmware inkl. Quellcode und Bedienoberfläche befindet sich auf einer beiligenden CD.
Interaktive, mobile Terminals leichter entwickeln
Schon im September 2013 stellte FTDI ein Entwicklungsmodul für intelligente Grafiksysteme vor, die den Baustein FT800 mit EVE (Embedded Video Engine) enthalten. Der FT800 vereint Display-, Audio- und Touch-Funktionen auf einem Chip. Das Board mit der Bezeichnung VM800C wird wahlweise mit einem LC-Display mit 3,5 bis 5 Zoll Diagonale geliefert, das über einen resistiven Touch-Sensor verfügt. Die Verbindung zum Mikrocontroller wird über eine SPI-Schnittstelle hergestellt (Serial Peripheral Interface). Das bedeutet: Der Entwickler steht vor der Aufgabe, sich ein passendes Mikrocontroller-Modul zu besorgen, das die Ansteuerung des EVE-Moduls übernimmt. Die noch bessere Alternative besteht allerdings darin, Mikrocontroller und EVE gleich auf eine einzige Leiterplatte zu setzen.
Hier kommt Altium in Spiel, die den FT800-Baustein nun im Altium Designer unterstützen (Bild 6). Das bedeutet, dass geeignete Bibliotheken vorhanden sind, um den FT800 in eigene Systemdesigns zu integrieren. Dank dieser Design-Vorlagen müssen Entwickler keine eigenen Leiterplatten-Layouts entwerfen und validieren. Außerdem können sie auf Schaltplansymbole und 3D-Bauteilkörper für die FTDI-Bausteine zugreifen. Zur Unterstützung gehören außerdem Live-Supply-Chain-Lösungen, die präzise Aussagen über die Bauelementekosten des Gesamtprojekts liefern können und Hilfestellung bei der zügigen Beschaffung der Bauelemente leisten. Darüber hinaus ist die gleiche Unterstützung auch für alle anderen FTDI-Bauelemente – also die USB-Bausteine – in Altium Designer vorhanden. Weitere Informationen hierzu auf www.ftdichip.com.
XMOS startKIT: Mehrere Kerne für Echtzeit-Aufgaben
Das Kennzeichen der XMOS-Prozessoren ist das Hardware-seitige Multithreading, das sie implementieren. Auf dem Chip sorgt nur ein Switch für Verbindungen der Kerne untereinander sowie auch zur Außenwelt. Andere Schnittstellen werden ausschließlich in Software direkt an den bis zu 64 I/O-Pins realisiert, wobei Taktraten bis 100 MHz erreicht werden (z. B. bei Ethernet und USB). Bezüglich der Anwendungen sind die xCore-Mikrocontroller sehr vielseitig. Software-seitig können zahlreiche Peripherie- und Interface-Blöcke konfiguriert werden.
Um diese zu evaluieren, gibt es das startKIT mit einer Größe von 94 × 50 mm2. Es kann mit Raspberry Pi kombiniert werden und übernimmt dann die Funktion eines Ein-/Ausgabemoduls.
Der auf dem startKIT vorhandene Controller XS1-A8-64-DEV hat eine Rechenleistung von 500 MIPS mit acht logischen 32-bit-Cores. Zusätzlich zum CORE-Multicore-Mikrocontroller selbst enthält das startKIT eine Reihe von LEDs, einen Druckknopfschalter, zwei kapazitive Berührungssensoren sowie einen sliceCARD-Steckplatz, der mit der Vielzahl der von XMOS erhältlichen I/O Slices kompatibel ist. Das Board ist ferner mit Schnittstellen ausgestattet, die eine einfache Verbindung zu Lochrastersystemen erlauben.
Eine breite Palette von Beispielcode erleichtert neuen Anwendern den Einstieg. Dazu gehört ein in Software realisiertes Ethernet-Interface und eine Web-Server-Applikation sowie elementare Software für die LEDs und den Druckknopfschalter. Anwender haben außerdem Zugriff auf eine große Vielfalt von xCore-Code über XCore Exchange, eine sehr aktive xCore-User-Gemeinde mit ihrem Forum auf www.xcore.com. Der auf dem Board vorhandene Mikrocontroller XS1-A8-64-DEV ist mit einer On-Chip-Debug-Fähigkeit ausgestattet, worduch eine umfassende Echtzeit-In-Circuit-Analyse des gesamten Designs möglich ist. Damit können Entwickler während des Systembetriebs in Echtzeit sehen, was an den Baustein-Schnittstellen sowie in ihrem Code passiert, ohne die Performance zu beeinflussen. Neben den digitalen Signalen lassen sich auch die analogen startKIT-Schnittstellen beobachten: Beispielsweise können Anwender die kapazitiven Berührungssensoren überwachen, um die Signale in Echtzeit zu sehen. Als Entwicklungsumgebung liefert XMOS den kostenfreien xTIMEcomposer mit – ein C/C++-Tool mit Editor, Compiler, Debugger, statischem Timing Analyzer und einem Software-basierten Logik-Analyse-Tool.
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