(金鼠納福)搞定恩智浦I.MX6U系列開發學習?一塊板子就夠了-正點原子I.MX6U-ALPHA評測
發布時間:2019-11-22
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要說在工業物聯網市場上哪款高端的應用處理器最受歡迎,那非恩智浦的NXP?i.MX 6系列應用處理器。這是一款集合了功能與性價比的可擴展的多核平臺,包括基于ARM Cortex架構的單核、雙核和四核系列產品,提供基于Cortex-A9、Cortex-A9 + Cortex-M4組合以及Cortex-A7的解決方案,非常適合用于多媒體和顯示應用,具有可擴展性、高性能和低功耗特性,目前主要活躍在汽車、消費電子、工業、醫療/保健等領域。

其中,基于高能效比的ARM Cortex-A7處理器的i.MX 6系列產品,相比同系列的Cortex-A9系列產品,在同等性能下可以節省50%的功耗,更加適合目前流行的物聯網、車載信息處理、家庭能源管理系統、工控領域等應用。秉承著“質量不減,價格制勝”的原則,從NXP i.MX 6系列處理器中脫穎而出的i.MX 6UL/6ULL芯片更是憑借著高能效比、高性價比在工程師的口碑中廣受好評,目前市面上基于NXP i.MX 6UL/6ULL方案已經大量鋪貨,所以對于本身在學習linux開發、嵌入式開發的同學,不防多接觸學習下i.MX 6UL/6ULL系列產品,將來也可能會有更多的機會。

I.MX6U-ALPHA開箱

本次電路城也拿到了正點原子推出的以NXP I.MX6UL/ULL 為核心的開發平臺I.MX6U-ALPHA ,與其它面向方案類不同屬性的是這款板子主要針對初學者或者有興趣的工程師進行學習和評估,因此,尤其基于NXP I.MX6UL/ULL核心模塊的擴展底板功能尤其豐富,毫不夸張的說可以位立基于I.MX6UL/ULL處理器擴展功能榜的第一梯隊。

從包裝上來看,正點原子I.MX6U-ALPHA開發板應該十分大氣。

內部的配件包括正點原子I.MX6U-ALPHA開發板一塊,12V/1.A電源適配器一個,FPC連接器一個,串口線一條,miniUSB線一條,WiFi模塊一個以及杜邦線若干,讓筆者在意的是,雖然I.MX6U-ALPHA開發板兼容了mini PCI-E接口的4G模塊,但是4G模塊只是作為選配配件,默認的開發套件中是不搭配的,但是欣喜的地方是開發板自帶了一個4.3英寸的電容觸摸屏(實際購買的時候標配應該也同樣不會搭載,但是用戶可以選擇更大的7英寸觸摸屏)。

硬件介紹

I.MX6U-ALPHA開發板尺寸為 100mm*180mm ,開發板分為底板和核心板,底板與核心板通過BTB連接器連接,底板主要是核心板的功能擴展,資源十分豐富,幾乎把核心板上的I.MX6UL/ULL應用處理器的內部資源發揮到了極致,基本所有I.MX6UL/ULL的內部資源都可以在此開發板上驗證,同時擴充豐富的接口和功能模塊,整個開發板的布局也看起來非常和諧。

同樣可以看到的是正點原子I.MX6U-ALPHA開發板的資源基本都分布在一面,在底板的背面則基本無電路,僅有一個揚聲器以及MicroSD卡座,這樣對于工程師或者學生來說熟悉板子非常友好,入門也更為清晰簡單。

接下來具體看下板載的資源,將屏幕取下。

 

取下核心板,擴展板資源。

底板上的具體資源如下:

  • 1 個核心板接口,支持 I.MX6UL/6ULL 等核心板
  • 1 個電源指示燈(藍色)
  • 1 個狀態指示燈(紅色)
  • 1 個六軸(陀螺儀+加速度)傳感器芯片,ICM20608
  • 1 個高性能音頻編解碼芯片,WM8960
  • 1 路 CAN 接口,采用 TJA1050 芯片
  • 1 路 485 接口,采用 SP3485 芯片
  • 1 路 RS232 串口(母)接口,采用 SP3232 芯片
  • 1 個 ATK 模塊接口,支持正點原子藍牙/GPS/MPU6050/手勢識別等模
  • 1 個光環境傳感器(光照、距離、紅外三合一)
  • 1 個攝像頭模塊接口
  • 1 個 OLED 模塊接口
  • 1 個 USB 串口,可用于代碼調試
  • 1 個 USB SLAVE(OTG)接口,用于 USB 從機通信
  • 1 個 USB HOST(OTG)接口,用于 USB 主機通信
  • 1 個有源蜂鳴器
  • 1 個 RS232/RS485 選擇接口
  • 1 個串口選擇接口
  • 1 個 TF 卡接口(在板子背面)
  • 2 個 10M/100M 以太網接口(RJ45)
  • 1 個錄音頭(MIC/咪頭)
  • 1 路立體聲音頻輸出接口
  • 1 路立體聲錄音輸入接口
  • 1 個小揚聲器(在板子背面)
  • 2 個揚聲器外接接口,左右聲道。
  • 1 組 5V 電源供應/接入口
  • 1 組 3.3V 電源供應/接入口
  • 1 個直流電源輸入接口(輸入電壓范圍:DC6~24V)
  • 1 個啟動模式選擇配置接口
  • 1 個 RTC 后備電池座,并帶電池
  • 1 個復位按鈕,可用于復位 MPU 和 LCD
  • 1 個功能按鈕
  • 1 個電源開關,控制整個板的電源
  • 1 個 Mini PCIE 4G 模塊接口
  • 1 個 Nano SIM 卡接口
  • 1 個 SDIO WIFI 接口

從正點原子 I.MX6U-ALPHA 開發板底板的資源來看,可以看到其特點還是非常突出:具有豐富的接口,提供十來種標準接口,可以方便的進行各種外設的實驗和開發;設計靈活多樣,通過核心板+轉接板+底板形式,板上很多資源都可以靈活配置,以滿足 不同條件下的使用;引出了 105 個 IO 口,極大的方便大家擴展及使用;資源豐富,板載高性能音頻編解碼芯片、六軸傳感器、百兆網卡、光環境傳感器以及各種接口芯片,滿足各種應用需求;還有就是人性化設計,各個接口都有絲印標注,且用方框框出,使用起來一目了然;部分常用外設大絲印標出,方便查找,對于初學者來說極其棒。

核心板實物圖如下,整個核心板的外形尺寸為 46mm*36mm 大小,非常小巧,核心板采用 6 層板設計,單獨地層、電源層,且關鍵信號采用等長線走線,板子采用了貼片板對板連接器,使得其可 以很方便的應用在各種項目上。

可以在背面看到BTB連接器。

目前筆者手上拿到的核心板的配置為MCIMX6Y2CVM08AB+512MB的 NAND FLASH。用戶還可以選擇MCIMX6Y2CVM05AB版本或者EMMC版本,其中處理器都是面向工業級的,而MCIMX6Y2CVM08AB主頻接近800MHz,MCIMX6Y2CVM05AB版本則為528MHz。

I.MX6ULL NAND 版核心板為工業級工作溫度,可以應用在溫度要求嚴格的場合。總的來說,正點原子 I.MX6ULL 核心板的特點包括體積小巧,方便使用到各種項目里面;核心板使用 120P BTB 連接座,可以非常方便的集成到客戶 PCB 上,更換簡單,方便維修測試。

了解了正點原子I.MX6U-ALPHA開發板詳細的硬件資源,我們通過實物來細看下各個接口的形態。

從左自右分別是攝像頭模塊接口、BOOT選擇撥碼開關、光環境傳感器、SDIO WiFi模塊接口、ATK模塊接口、左右揚聲器接口、耳機輸出接口、錄音輸入接口、復位鍵、用戶鍵

CAN接口、RGB LCD接口、USB HOST接口、USB OTG接口(SLAVE)、USB 轉TTL接口。

電源接口、電源開關、5V電源接口、3.3V電源接口,3個USB HOST接口、兩個以太網接口、RS232接口、RS485接口。

LED(紅色用戶指示燈,藍色電源指示燈)、4G模塊SIM卡座、miniPCIE 4G模塊接口。

看完正點原子I.MX6U-ALPHA開發板的板載資源介紹是不是真心感嘆資源的豐富,功能極其強大,如果將這個開發板吃透了,那么任何恩智浦NXP i.MX系列或者Arm Cortex-A系列的處理器你基本上都能舉一反三。

上電使用

I.MX6U-ALPHA開發板出廠已經內置了系統在板載的NAND Flash內,所以上電即可使用。當然,從官方來講,正點原子會繼續更新 uboot 和內核以及文件系統,修復可能存在的 bug、優化程序及添加新的功能。如果有這方面需求的用戶可以自己重新燒錄系統,目前提供兩種辦法一種方式是使用正點原子修改過的 NXP 官方的上位機 工具 mfgtool,這種固化系統方式可以使用 PC 機在線直接固化系統;另一種方法需要制作 SD 卡系統卡,插卡的方式固化系統。

這里就不重新燒錄系統了,我們直接上電使用,然而要要深入操控開發板,需要安裝串口調試終端軟件,在串口調試終端里可以輸入指令來調試開發板。

使用開發板的USB轉TTL串口需要安裝串口驅動,值得稱贊的是相比一些廠商的開發板,正點原子的開發板的資料非常豐富以及齊全,串口驅動也為用戶直接準備好,我們在網盤中找到相應的CH340驅動安裝。

插上USB轉串口,開發板上電,可以在電腦上看到相應的串口。

開發板系統啟動畫面。

進入系統,正點原子I.MX6U-ALPHA開發板搭載了一個Qt5文件系統,UI設計感覺非常不錯。

下面的演示視頻可以實際看到UI操作的體驗。

另外,我們通過putty等串口工具打開相應的串口即可以查看到更底層的系統相關信息。I.MX6U-ALPHA開發板處理器信息如下:

系統版本如下:

以太網功能。

LED功能測試。

紅色LED點亮效果如下:

Qt5的文件系統含 GStreamer(流媒體應用的開源多媒體框架),它采用基于插件(plugin)和管道(pipeline)體系結構,提供了 GStreamer 相關的庫,同時提供了相關的應用程序。簡單來說, 用戶可以把它當作一種多媒體播放器。然后我們就可以使用播放器播放我們的音頻和視頻了, 但 GStreamer 的功能遠遠不僅僅是這些。 由于 CPU 沒有硬件多媒體解碼器且 CPU 資源有限,播放視頻分辨率不能太高,幀率也不 要太高,否則播放會有卡頓感。因此使用了提前準備好的播放視頻,執行播放指令。

實際的播放效果如下圖所示。

視頻效果如下,分辨率為 856x480, 25幀。

正點原子也基本上為所有的板載功能都提供了演示的例程,筆者實測結果都可以使用沒有任何問題,在本文中更多的例程不再一一演示,除了豐富的例程資源,正點原子也提供了相應的視頻教程,不難想象,1500頁的Linux教程加上150講的視頻教程(而且還在持續更新中),堪稱手把手教你搞定恩智浦I.MX6U系列應用處理器的開發學習。

不過有些遺憾的是正點原子的資料目前都放在百度網盤中,而且資料容量巨大,雖然可以免費下載,但是對于沒有百度超級會員的用戶,全部下載下來比較麻煩,因此筆者推薦尤其視頻類的視頻可以直接去正點原子官方的視頻網站觀看,后期電路城的視頻頻道也會持續更新,也可以免費觀看。

其中資料A盤中的冰山一角。

對于這個硬件比較透明的時代,多數用戶選擇開發板基本上要么出于實際需求,要么是想學習,而對于想學習的朋友,衡量一款開發板是否值得購買,除了開發板本身的知名度,生態系統如何,多數還是看相應的廠商提供的資料完整性,支持力度,而對于這類用戶,正點原子的I.MX6U-ALPHA開發板是你值得考慮入手的一款,筆者也體驗過恩智浦官方推出的相應評估套件,從學習的角度來看,從資料到功能,說實話完全沒法跟I.MX6U-ALPHA相比。

小結

介紹了正點原子最新推出的基于ARM Cortex-A7處理器的開發板I.MX6U-ALPHA,板卡以核心板+底板的組合方式,I.MX6U-ALPHA開發板搭載恩智浦i.MX6UltraLite應用處理器,這是恩智浦一代經典的基于ARM Cortex-A7工業級處理器,最大支持800MHz主頻,具有低功耗、先進的電源管理架構、高效的安全性等特點,開發板可以借助存儲器和多個連接接口,連接WiFi、Bluetooth、4G LTE模塊、顯示器和攝像頭傳感器等多種外設,從而滿足物聯網、車載信息處理、家庭能源管理系統、工控領域等特定需求,有需要的工程師可以前往正點原子官方購買。

 

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