嵌入式ARM核心板介紹

隨著嵌入式行業(yè)的快速發(fā)展，越來越多的項(xiàng)目需要處理復(fù)雜算法及網(wǎng)絡(luò)協(xié)議，需要進(jìn)行豐富的人機(jī)交互操作。高端ARM處理器的逐漸普及也使得“ARM核心板”進(jìn)入廣大工程師的視野，本文將為大家簡單介紹核心板的組成及應(yīng)用，為工程師選型及產(chǎn)品開發(fā)提供一些思路。

首先我們需要了解什么是核心板？ 核心板是指將miniPC的核心功能打包封裝成一塊主板的最小系統(tǒng)板，一般包括主控制器、內(nèi)存、電子硬盤、電源管理等關(guān)鍵器件。若主控制器為ARM架構(gòu)的芯片，則稱之為ARM核心板。

嵌入式ARM核心板介紹

圖1 嵌入式ARM核心板

為什么要做核心板？使用核心板有什么好處呢？區(qū)別于簡單的Cortex-M核心的單片機(jī)，較為高端Cortex-A處理器一般都需要驅(qū)動(dòng)外置的內(nèi)存及存儲(chǔ)，運(yùn)行復(fù)雜的Linux或安卓系統(tǒng)。一般來講，此類系統(tǒng)會(huì)涉及到軟硬件方面的技術(shù)要點(diǎn)，如高速信號(hào)硬件設(shè)計(jì)、嵌入式Linux內(nèi)核級(jí)驅(qū)動(dòng)的開發(fā)、文件系統(tǒng)的移植與優(yōu)化等等。為節(jié)省研發(fā)投入，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，選擇一款功能符合項(xiàng)目要求且性能穩(wěn)定的核心板是一個(gè)不錯(cuò)的技術(shù)路線。硬件人員僅需做簡單的外圍電路，就能成型功能主板；軟件人員再也不必關(guān)注復(fù)雜的底層內(nèi)核及驅(qū)動(dòng)問題，可以將精力集中到業(yè)務(wù)邏輯上。

圖2 嵌入式Linux核心板配套驅(qū)動(dòng)開發(fā)

ARM核心板上的外設(shè)資源一般取決于主控芯片的資源，常見的UART、SPI、IIC、USB、CAN、百兆網(wǎng)等都有集成，高端的ARM核心板還可以支持PCIe、SATA、千兆網(wǎng)、HDMI等資源。同常見的單片機(jī)，ARM核心板的功能引腳也存在不同程度的復(fù)用，該復(fù)用功能一般在內(nèi)核文件或設(shè)備樹文件中配置。關(guān)于引腳分配及外設(shè)資源的復(fù)用，核心板廠家一般都提供相關(guān)文檔或技術(shù)支持。

圖3 HD335x-IOT雙網(wǎng)口12串口ARM主板

如何選擇一塊合適的核心板呢？正確的選型不僅能快速開發(fā)穩(wěn)定的產(chǎn)品，還能節(jié)省成本，少走彎路。選擇核心板一般從以下幾個(gè)方面入手：核心板的性能、操作系統(tǒng)、外設(shè)資源、工作溫度、技術(shù)服務(wù)等。

• 核心板性能：一般指處理器的架構(gòu)、核心數(shù)、主頻、浮點(diǎn)運(yùn)算能力等，除此之外，核心板板載的內(nèi)存大小、存儲(chǔ)大小也在一定程度上影響核心板性能。
• 操作系統(tǒng)：常用的系統(tǒng)有安卓、Ubuntu、精簡Linux（如yocto構(gòu)建的），依據(jù)不同的項(xiàng)目需求選擇適合的系統(tǒng)。一般低端的ARM核心板無法運(yùn)行安卓系統(tǒng)，甚至是Ubuntu系統(tǒng)。
• 外設(shè)資源：外設(shè)方面需要注意復(fù)用問題，借助廠商提供的引腳復(fù)用表審查資源是否夠用。此外，部分引腳可能與系統(tǒng)啟動(dòng)相關(guān)或存在芯片設(shè)計(jì)BUG，需要謹(jǐn)慎使用，避免入坑。
• 工作溫度：嚴(yán)格的工業(yè)領(lǐng)域一定要選擇工業(yè)級(jí)產(chǎn)品，其工作溫度在-40~85度，商業(yè)級(jí)產(chǎn)品工作溫度滿足0~70度標(biāo)準(zhǔn)。
• 技術(shù)服務(wù)：ARM核心板的應(yīng)用是個(gè)復(fù)雜的過程，大都涉及到內(nèi)核與驅(qū)動(dòng)的調(diào)試。在需要核心板外設(shè)資源不足時(shí)，還需要開發(fā)擴(kuò)展芯片的驅(qū)動(dòng)。因此，優(yōu)質(zhì)的廠商、專業(yè)的技術(shù)服務(wù)是衡量產(chǎn)品價(jià)值的重要指標(biāo)。

如果您是首次或較少使用ARM核心板，在選型初期建議您與廠商進(jìn)行技術(shù)交流，避免因選型問題導(dǎo)致開發(fā)延期。武漢萬象奧科專業(yè)的ARM核心板研發(fā)、銷售團(tuán)隊(duì)，為您提供免費(fèi)的方案及產(chǎn)品技術(shù)咨詢。

萬象奧科擁有以華中科技大學(xué)博士后為核心的嵌入式專家團(tuán)隊(duì)、系統(tǒng)底層軟件團(tuán)隊(duì)、 EMC工程師團(tuán)隊(duì)，目前已完成31個(gè)系列（ARM9、MIPS、Cortex-A7/A8/A9、Cortex-A35/A53/A55/A72、DSP、FPGA）數(shù)十種高端CPU的技術(shù)方案儲(chǔ)備，在RTOS、Windows、Linux、Andriod等系統(tǒng)上有豐富的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。