M105x系列跨界硬件核心板与其嵌入式开发

嵌入式处理器是嵌入式系统的核心,是控制、辅助系统运行的硬件单元。范围极其广阔,从最初的4位处理器,目前仍在大规模应用的8位单片机,到最新的受到广泛青睐的32位,64位嵌入式CPU。作为成千上万的智能物联网产品的核心,嵌入式处理器的独特之处在于其对功能和性能的精确定制。单一的嵌入式处理器与千变万化的物联网需求之间存在的差距正在不断增大,需要不同的处理器来为应用提供不同的功耗需求、不同的可扩展性,不同的计算性能、不同的安全性,来应对产品的不同用户体验。
 
为满足这一需求,致远电子凭借数十年来为工业和物联网市场提供MCU和应用处理器的领导经验,研发出了全新的一系列无线核心板,来满足产品设计师自由选择最能为其设计带来创新的方案,而不让硬件的选择限制了其最终设计中可能实现的创新。
 
2.1  M105x无线核心板(M7核)
 
2.1.1  概述
 
在当今更智能的互联世界的技术创新发展趋势下,智能硬件已经不再受限于MCU和应用处理器、有线控制与无线通讯之间的选择。嵌入式产品设计师更希望能自由选择最能为其设计带来创新的方案,而不是让硬件的选择限制了其最终设计中可能实现的创新。
 
他们需要采用一类新的跨界嵌入式硬件来打破技术鸿沟,这些跨界嵌入式硬件主要面向智能硬件、工业4.0和不断发展的物联网应用,能够为设计提供应用处理器的高性能处理能力、丰富的功能外设以及多样化的入网接口方式,同时兼具MCU的易用性、低功耗、实时运行以及低中断延迟特性。
 
M105x系列无线核心板又叫M105x系列跨界硬件核心板,采用NXP 的Cortex-M7 内核的RT105x 跨界嵌入式处理器,主频最高可达528MHz,集成了SDRAM、NandFlash、SPI Flash、硬件看门狗,除了保留传统的UART、I2C、SPI、CAN、Ethernet、USB和SDIO等通讯接口的之外,还额外集成了Wi-Fi、Zigbee、LoRa、NFC等无线通讯模块,实现处理器性能、控制与通讯、有线与无线的嵌入式硬件跨界。
 
M105x跨界硬件核心板不仅硬件上跨界,它还提供嵌入式解决方案关键可用性特性:易用性、低成本、实时软件和工具链的兼容性。M105x跨界硬件核心板提供全新的物联网操作系统AWorks IoT OS,旨在让开发者能够轻松使用这些新型跨界硬件,而无需投入大量精力来开发新软件实现工具或学习更高级别的操作系统。
 
完整的软硬件架构使开发者只需专注于开发产品的应用程序,极大地提高智能硬件产品应用开发效率,大大缩短产品的开发周期,使产品能够更快的投入市场。AWorks IoT OS制定了统一的接口规范,对各种微处理器内置的功能部件与外围器件进行了高度的抽象,以高度复用的软件设计原则和只针对接口编程的思想为前提,则应用软件均可以实现“一次编程,终生使用和跨平台”。
 
M105x核心板可以在工业温度范围内稳定工作,能够满足各种条件苛刻的工业应用,比如:工业控制、现场通信、数据采集等领域。如图2.1(a)所示为核心板的产品示意图,其评估板详见图2.1(b)。
M105x系列跨界硬件核心板与其嵌入式开发
                   图2.1 M7核心板(M1052-W16F128AWI-T)及评估板(M105x-EV-Board)图片(以实际产品为准) 
 
2.1.2  产品特性
 
CPU:NXP RT105x系列处理器;
 
运行频率:最高可达528MHz;
 
板载16MB SDRAM;
 
板载128MB NandFlash或8MB SPI Flash;
 
内置电源管理单元PMU;
 
板载AWorks系统;
 
内置独立硬件看门狗;
 
支持各种上云协议;
 
支持多种文件系统操作SD/MMC卡、U盘读写;
 
支持1路10M/100M以太网接口;
 
支持1路SD Card接口;
 
支持1路USB2.0 Host、1路USB2.0 OTG;
 
可选Wi-Fi、zigbee、LoRa或NFC功能的无线通信;
 
支持6路串口(含一路调试串口,串口功能有复用);
 
支持2路CAN接口;
 
支持1路I²C和1路SPI接口;
 
支持JTAG调试接口;
 
采用6层板PCB工艺;
 
尺寸30mm×48mm;
 
工作电压:+5V±2%。
 
2.1.3  产品功能框图
 
M105x系列无线核心板将i.MX RT105x系列处理器、SDRAM、NandFlash、SPI Flash、硬件看门狗、Wi-Fi / zigbee / LoRa / NFC等集成到一个30mm×48mm模组中,使其具备了无与伦比的性价比,其中M1052功能框图详见图2.2。
M105x系列跨界硬件核心板与其嵌入式开发
                                                                   图2.2 M1052核心板功能框图
 
2.1.4  产品选型
 
M105x系列无线核心板的具体参数详见表2.1,用户可以根据自己的项目技术需求选择合适的核心板做二次开发。
 
表2.1 M105x系列无线核心板参数表
M105x系列跨界硬件核心板与其嵌入式开发
在列举核心板型号时,为便于区分,将型号分为了3行进行展示。由此可见,型号的前缀均为M1052,后缀均为16F128AWI-T,中间用“-?”区分不同类型的核心板:
 
-(不带无线)
 
-W(Wi-Fi)
 
-Z(zigbee)
 
-L(LoRa)
 
-M(NFC)
 
表中共列举了5个核心板产品,它们对应的完整型号分别为:M1052-16F128AWI-T、M1052-W16F128AWI-T 、M1052-Z16F128AWI-T、M1052-L16F128AWI-T、M1052-M16F128AWI-T。
 
2.1.5  I/O信息
 
M105x系列无线核心板为了配合标准驱动软件开发,产品的出厂固件为I/O设置了默认功能,如果需要更换管脚功能属性,用户可以参考手册,认真了解驱动架构,并在提供的SDK开发包基础上自行修改驱动,适配需要的功能。配置完成后,检查每个管脚配置是否正确,避免驱动冲突。如图2.3所示为核心板产品管脚排列示意图。
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