ArmSoM CM1 IO Kit
ArmSoM je u svom CM1 IO Kit-u odlično razgraničio bitne od dodatnih interfejsa i došao do ekonomičnog hardverskog rešenja za razvojni sistem baziran na Rockchip RK3506. Ali, nikako da se usredsrede na mejkere i entuzijaste koji bi za $20-$30 sigurno voleli da urade neki sopstveni RT projekat na heterogenoj (A7+M0) arhitekturi SoC-a a da ne zapnu bez nade u nekom od koraka zvaničnoh uputstva.
Pros
- Odlično razdvojen hardver na modulu i pratećoj razvojnoj IO ploči sa interfejsima
- Dodat standardni USB-C 5 VDC napojni port
- 84 pinova na dva obična hedera omogućavaju mejkerima gradnju velikog broja aplikacija bez dodatnih ulaganja u razvoj PCB-a
- Sve komponente na modulu su sa industrijskim rejtingom
Cons
- Neko mora da napiše dokumentaciju i da na umu ima mejkere i entuzijaste koje treba voditi kroz svaki korak procesa
Ovaj put smo, za razliku od Banana Pi/ArmSoM Forge 1 koji nam je stigao od Banana Pi-a, CM1 i odgovarajuću CM1 IO ploču dobili od kompanije ArmSoM. U kompletu je bio i ekran, koji se nažalost zbog „nehumanih“ uslova u transportu slomio i njega nećemo imati u ovom prikazu.
Na tren bi bilo dobro da se podsetimo ArmSom Forge 1 SBC-a koji je bio u formatu Raspberry Pi-a. Pratio je gotovo sve standarde, osim napajanja gde je u želji da se približi industrijskom ekosistemu, zahtevao 12 VDC – i to preko džeka. Naoko najveća zamerka je bio sam format ploče koji u mnogim slučajevima jeste preveliki i ima smisla samo kao zamena za originalni Raspberry Pi SBC. Novi ArmSoM CM1 upravo rešava oba problema: i standardizaciju na USB-C 5 VDC napajanje i dimenzije koje su sada 70×42 mm.
Hardver
SoC na modulu je Rockchip RK3506J – industrijska varijanta sa proširenim temperaturnim opsegom rada od -40°C do 85°C. CPU se sastoi od četiri jezgra: tri su ARM Cortex-A7 na 1.2 GHz u 22 nm tehnologiji sa ARMv7-A instrukcionim setom, a jedno je ARM Cortex-M0 na 200 MHz. Odmah zaključujemo da su tri „snažnija“ jezgra namenjena pokretanju OS-a i obradi podataka, dok četvrto jezgro ima ulogu „miktrokontrolera“ i treba da obezbedi upravljanje signalima, da reguliše vremenski domen, obradu prekida i slične funkcije. Jasno nam je da ovime ulazimo u vode koje su između mikroprocesorskih SBC-ova i mikrokontrolerskih razvojnih sistema. Znamo da je u tom slučaju mejkerima i entuzijastima obično „problem“ u softverskim rešenjima, jer standardni Linux OS neće podržati ARM Cotex-M0 bez „bare metal“ programiranja. Ove tehnike i znanja su po pravilu rezervisane za profesionale embeded programere, kao i korišćenje RT ekstenzija. Jedina nada u ovom slučaju mogu biti dobra uputstva i podrška ArmSoM-a, pa ćemo to proučiti u delu o softveru.
Na ploči je i 512 MB DDR3 1866 Mbps RAM-a Nanya NT5CC256M16ER-EKI. „I“ na kraju je oznaka za industrijski čip sa temperaturnim rasponom od -40°C do 95°C. Na ploči je i Winbond 25ND4KVZEIR 512 MB NAND Flash-a za smeštanje operativnog sistema. On je takođe industrijski rejtovan što vidimo iz slova „I“ pri kraju oznake čipa.
Na modulu se nalazi push-pull ležište za SD karticu, sa donje strane ploče. Pominjemo to ovde, jer se sistem može pokrenuti ili sa NAND Flash-a ili sa SD kartice.
Sa gornje strane nalazi se još i MIPI DSI konektor za povezivanje MIPI displeja – opet ističemo da je nažalost polomljen u transportu. GPU ima 2D hardverski akcelerator i sposoban je da prikaže sliku na originalnom ArmSoM 7″ displeju rezolucije 1280×800. Nema današnjeg standarda kada se govori o video izlazu, odnosno HDMI-a.
Na slici modula vidimo da se uz njegove duže ivice nalazi po jedan dvostruki GPIO konektor. Duži sa 44 pina i kraći sa 40. Odlična odluka koja onemogućava pogrešno „ubadanje“ modula. Na ovim pinovima se nalaze svi korisni interfejsi sa procesora i njima se signali odvode do IO ploče i vraćaju nazad do SoC-a.
Na ArmSoM CM1 IO ploči realizovani su standardni interfejsi. Tu su dva 10/100 Mbps Ethernet porta, što je brzina dovoljna za osnovne komunikacije, i dalje se sreće u indiustriji, ali se sandard danas ipak podigao na bar Gbps Ethernet. Džek za 12 VDC napajanje je isti kao i na Forge 1. Us suprotnu kraću stranu je 40 pinski GPIO heder kome su pinovi obeleženi bojom. Ovaj heder nije kopija ni jednog od hedera na modulu, već je kreiran da funkcionalno i po tipu signala isprati Raspberry Pi standardni 40 pinski GPIO heder.
Uz dužu stranu nalaze se dva USV-B 2.0 porta i 3.5 mm stereo in/out džek za slušalice i mikrofon. Sa suprotne duže strane je samo 12-pinski heder na kome su industrijski bitni interfejsi: CAN, RS485, stereo izlaz za zvučnike i stereo ulaz za mikrofon.
Jedino što još postoji na ArmSoM CM1 IO ploči je neobeležen Wi-Fi 5/Bluetooth 4.2 modul sa U.FL konektorima za obe antene. Obratite pažnju na strelicu u belom krugu na slici ispod. Ista se nalazi i na modulu i označava pravilan smer okretanja modula prilikom utiskivanja u konektor.
Dopada nam se ideja da se modul povezuje nizocima pinova u dva GPIO hedera. Ovo omogućava laku, čak mejkersku konstrukciju uređaja koji bi pokretao ovaj modul. Čak omogućava i rad bez dodatne ploče, time što bi se dodatni uređaji (senzori, motori, releji, aktuatori…) povezivali direktno provodnicima na pinove – poput povezivanja bilo kog mikrokontrolerskog razvojnog sistema.
Utisnut modul čvrsto naleže u hedere i nije ga lako izvaditi. Montiran ne maskira ni jedan interfejs. Vidimo da je jedina razlika, što se interfejsa tiče, kada se poredi ovako sklopljen sistem i ArmSoM Forge 1 u prisustvu dva USB-A porta, dok je u ArmSoM Forge 1 postavljen samo jedan USB-A port.
Softver
Softver i podrška su nama u jednom paketu. Ako kao kupce ovog kita vidimo samo profesionalne edge programere i dizajnere opreme, onda je samo pitanje njihove odluke da li žele Rockchip RK3506J u svom rešenju ili ne. Za ostalo se ne treba brinuti kako će se snaći.
SDK za sve ArmSoM RK3506 ploče je na njihovom GitHub-u i zaista tamo možete naći puno materijala. Preuzmete, modifikujete – prilagodite svojim potrebama i na kraju napravite imidž. Tu je i PREEMPT_RT peč za Linux kerner 6.1.99. Da je sve OK to bi bilo tako, ali nažalost naše probe su se završile u „armv5“ problemu. Nećemo ulaziti u razloge, ali smo sigurni da bi ovo bila tačka odustajanja i razočarenja svakog mejkera koji bi krenuo da osvaja novi „proizvod“ baziran na ArmSoM CM1. I to je nešto što se ne sme dogoditi nikome ko u radu prati uputstva iz dokumentacione baze ArmSoM-a.
Na ArmSoM download sajtu se može preuzeti nekoliko gotovih imidža. Koriste Buildroot, Linux Kernel 6.1 sa RT-Thread 4.1 i real-time pečeve PREEMPT-RT/Xenomai. Imaju podršku za „bare metal“ programe i programiranje različitih jezgara i objedinjuju slabozahtevni UI frejmvork LVGL. Jedan gotov imidž je za SD karticu, a tri su za NAND Flash.
Zaključak
Kao što smo napomenuli ideja ovog razvojnog sistema je da sami napravite uređaj kome bi ArmSoM CM1 modul bio upravljačka jedinica. On je po funkcijama zaista minimalan – sadrži SoC, RAM, NAND Flash, MIPI DSI konektor, SD ležište, USB-C kao ulaz za 5 VDC napajanje i 84 pinova sa svim signalnim linijama sa SoC-a. Odličan izbor, jer minimalnije nije moglo, a da ima smisla. Ovime su troškovi izrade smanjeni i dobio se modul koji ArmSoM može ponuditi za svega $15.
Još interesantnija je cena celog ArmSoM CM1 IO Kit-a, modul i ploča, od svega $28.5. Atraktivno za rešenje koje vam omogućava razvoj sopstvene ideje, čak i ako ne želite da se trudite oko PCB-a, budući da je moguće direktno ožičavanje modula.
Ipak ArmSoM Forge 1 košta samo $23. Razlike su dve: jedna je spomenuta i odnosi se na jedan USB-A port manje, a druga je skrivena. Kod ArmSoM Forge 1 nemate 40+44 pinova sa procesora na hederima. Pravite li sopstveno hardversko rešenje na Rockchip RK3506J, ArmSoM CM1 IO Kit nema alternativu.
