ARDUINO ABX00049 Kärnelektronikmodul

Beskrivning

Arduino® Portenta X8 är en högpresterande enkelkortsdator designad för att driva den kommande generationen av Industrial Internet of Things. Detta kort kombinerar NXP® i.MX 8M Mini som är värd för ett inbyggt Linux OS med STM32H7 för att dra nytta av Arduino-bibliotek/färdigheter. Shield och carrier boards är tillgängliga för att utöka funktionaliteten hos X8 eller alternativt kan användas som referensdesigner för att utveckla dina egna skräddarsydda lösningar.

Målområden
Edge computing, industriell internet of things, enkelkortsdator, artificiell intelligens

Drag

Komponent	Detaljer
NXP® i.MX 8M Mini Processor	4x Arm® Cortex®-A53 kärnplattformar upp till 1.8 GHz per kärna	32 kB L1-I-cache 32 kB L1-D-cache 512 kB L2-cache
	Arm® Cortex®-M4 kärna upp till 400 MHz	16 kB L1-I-cache 16 kB L2-D-cache
	3D GPU (1x shader, OpenGL® ES 2.0)
	2D GPU
	1x MIPI DSI (4-banor) med PHY
	1080p60 VP9 Profile 0, 2 (10-bitars) dekoder, HEVC/H.265 dekoder, AVC/H.264 Baseline, Main, High dekoder, VP8 dekoder
	1080p60 AVC/H.264-kodare, VP8-kodare
	5x SAI (12Tx + 16Rx externa I2S-banor), 8-kanalig PDM-ingång
	1x MIPI CSI (4-banor) med PHY
	2x USB 2.0 OTG-kontroller med integrerad PHY
	1x PCIe 2.0 (1-bana) med L1 lågeffektsubtillstånd
	1x Gigabit Ethernet (MAC) med AVB och IEEE 1588, energieffektivt Ethernet (EEE) för låg effekt
	4x UART (5mbps)
	4x I2C
	3x SPI
	4x PWM
STM32H747XI mikrokontrollers	Arm® Cortex®-M7 kärna på upp till 480 MHz med dubbelprecision FPU	16K data + 16K instruktion L1 cache
	1x Arm® 32-bitars Cortex®-M4 kärna på upp till 240 MHz med FPU, adaptiv realtidsaccelerator (ART Accelerator™)
	Minne	2 MB flashminne med stöd för läsning och skriv 1 MB RAM
Inbyggt minne	NT6AN512T32AV	2 GB lågeffekt DDR4 DRAM
	FEMDRW016G	16GB Foresee® eMMC Flash-modul
USB-C	High Speed ​​USB
	DisplayPort-utgång
	Drift av värd och enhet
	Stöd för Power Delivery

Komponent	Detaljer
Hög Densitetsanslutningar	1 fil PCI express
	1x 10/100/1000 Ethernet-gränssnitt med PHY
	2x USB HS
	4x UART (2 med flödeskontroll)
	3x I2C
	1x SDCard-gränssnitt
	2x SPI (1 delad med UART)
	1x I2S
	1x PDM-ingång
	4 lane MIPI DSI-utgång
	4 lane MIPI CSI-ingång
	4x PWM-utgångar
	7x GPIO
	8x ADC-ingångar med separat VREF
Murata® 1DX Wi-Fi®/Bluetooth®-modul	Wi-Fi® 802.11b/g/n 65 Mbps
	Bluetooth® 5.1 BR/EDR/LE
NXP® SE050C2 Krypto	Common Criteria EAL 6+ certifierad upp till OS-nivå
	RSA- och ECC-funktioner, hög nyckellängd och framtidssäkra kurvor, som brainpool, Edwards och Montgomery
	AES & 3DES kryptering och dekryptering
	HMAC, CMAC, SHA-1, SHA-224/256/384/512 operationer
	HKDF, MIFARE® KDF, PRF (TLS-PSK)
	Stöd för huvudsakliga TPM-funktioner
	Säkert användarminne med flash upp till 50 kB
	I2C slav (höghastighetsläge, 3.4 Mbit/s), I2C master (snabbt läge, 400 kbit/s)
	SCP03 (buskryptering och krypterad autentiseringsinjektion på applet- och plattformsnivå)
TI ADS7959SRGET	12-bitars, 1 MSPS, 8-kanaligt, Single Ended, Micro Power, SAR ADC
	Två SW valbara unipolära, ingångsområden: 0 till VREF och 0 till 2 x VREF
	Automatiskt och manuellt läge för kanalval
	Två programmerbara larmnivåer per kanal
	Power-down ström (1 µA)
	Ingångsbandbredd (47 MHz vid 3 dB)
NXP® PCF8563BS	Låg effekt realtidsklocka
	Tillhandahåller Century-flagga, år, månad, dag, veckodag, timmar, minuter och sekunder
	Låg reservström; typiskt 250 nA vid VDD = 3.0 V och Tamb = 25°C

Komponent	Detaljer
ROHM BD71847AMWV Programmerbar PMIC	Dynamisk voltage skalning
	3.3V/2A voltage utgång till bärarkortet
Temperaturområde	-40°C till +85°C	Det är användarens ensamma ansvar att testa kortets funktion i hela temperaturområdet
Säkerhetsinformation	Klass A

Applikation Examples

Arduino® Portenta X8 har designats för inbäddade datorapplikationer med hög prestanda i åtanke, baserad på den fyrkärniga NXP® i.MX 8M Mini-processorn. Portentas formfaktor möjliggör användningen av ett brett utbud av sköldar för att utöka dess funktionalitet.

• Inbäddad Linux: Kickstarta distributionen av Industry 4.0 med Linux Board Support-paket som körs på den funktionsspäckade och energieffektiva Arduino® Portenta X8. Använd GNU-verktygskedjan för att utveckla dina lösningar utan teknisk inlåsning.
• Högpresterande nätverk: Arduino® Portenta X8 inkluderar Wi-Fi® och Bluetooth®-anslutning för att interagera med ett brett utbud av externa enheter och nätverk som ger hög flexibilitet. Dessutom ger Gigabit Ethernet-gränssnittet hög hastighet och låg latens för de mest krävande applikationerna.
• Höghastighetsmodulär inbäddad utveckling: Arduino® Portenta X8 är en fantastisk enhet för att utveckla ett brett utbud av anpassade lösningar. Högdensitetskontakten ger tillgång till många funktioner, inklusive PCIe-anslutning, CAN, SAI och MIPI. Alternativt kan du använda Arduinos ekosystem av professionellt designade brädor som referens för dina egna mönster. Programvarubehållare med låg kod möjliggör snabb implementering.

Tillbehör

• USB-C-hubb
• USB-C till HDMI-adapter

Relaterade produkter

• Arduino® Portenta Breakout Board (ASX00031)

Rekommenderade driftförhållanden

Symbol	Beskrivning	Min	Typ	Max	Enhet
VIN	Inmatning voltage från VIN pad	4.5	5	5.5	V
VUSB	Inmatning voltage från USB-kontakten	4.5	5	5.5	V
V3V3	3.3 V utgång till användarapplikation		3.1		V
I3V3	3.3 V utgångsström tillgänglig för användarapplikation	–	–	1000	mA
VIH	Ingång på hög nivå voltage	2.31	–	3.3	V
VIL	Ingång lågnivå voltage	0	–	0.99	V
IOH Max	Ström vid VDD-0.4 V, utgång högt inställd			8	mA
IOL Max	Ström vid VSS+0.4 V, utgång låg inställd			8	mA
VOH	Utgång hög voltage, 8 mA	2.7	–	3.3	V
VOL	Utgång låg voltage, 8 mA	0	–	0.4	V

Energiförbrukning

Symbol	Beskrivning	Min	Typ	Max	Enhet
PBL	Strömförbrukning med upptagen loop		2350		mW
PLP	Strömförbrukning i lågenergiläge		200		mW
PMAX	Maximal strömförbrukning		4000		mW

Det rekommenderas att använda en USB 3.0-port när du ansluter till Portenta X8 som kan leverera den ström som krävs. Dynamisk skalning av Portenta X8 kan ändra strömförbrukningen, vilket leder till strömhöjningar under uppstart. Genomsnittlig strömförbrukning anges i tabellen ovan för flera referensscenarier.

Blockdiagram

Styrelsetopologi

Främre View

Ref.	Beskrivning	Ref.	Beskrivning
U1	BD71847AMWV i.MX 8M Mini PMIC	U2	MIMX8MM6CVTKZAA i.MX 8M Mini Quad IC
U4	NCP383LMUAJAATXG Strömbegränsande strömbrytare	U6	ANX7625 MIPI-DSI/DPI till USB Type-C™ Bridge IC
U7	MP28210 Step Down IC	U9	LBEE5KL1DX-883 WLAN+Bluetooth® Combo IC
U12	PCMF2USB3B/CZ Dubbelriktad EMI-skydd IC	U16,U21,U22,U23	FXL4TD245UMX 4-bitars dubbelriktad voltage-nivå Translator IC
U17	DSC6151HI2B 25MHz MEMS-oscillator	U18	DSC6151HI2B 27MHz MEMS-oscillator
U19	NT6AN512T32AV 2GB LP-DDR4 DRAM	IC1,IC2,IC3,IC4	SN74LVC1G125DCKR 3-tillstånd 1.65-V till 5.5-V buffert-IC
PB1	PTS820J25KSMTRLFS Återställningstryckknapp	Dl1	KPHHS-1005SURCK Ström på SMD LED
DL2	SMLP34RGB2W3 RGB Common Anode SMD LED	Y1	CX3225GB24000P0HPQCC 24MHz kristall
Y3	DSC2311KI2-R0012 MEMS-oscillator med dubbla utgångar	J3	CX90B1-24P USB Type-C-kontakt
J4	U.FL-R-SMT-1(60) UFL-kontakt

Tillbaka View

Ref.	Beskrivning	Ref.	Beskrivning
U3	LM66100DCKR Ideal Diod	U5	FEMDRW016G 16 GB eMMC Flash IC
U8	KSZ9031RNXIA Gigabit Ethernet Transceiver IC	U10	FXMA2102L8X Dual Supply, 2-Bit Voltage Translator IC
U11	SE050C2HQ1/Z01SDZ IoT Secure Element	U12, U13, U14	PCMF2USB3B/CZ Dubbelriktad EMI-skydd IC
U15	NX18P3001UKZ Dubbelriktad strömbrytare IC	U20	STM32H747AII6 Dual ARM® Cortex® M7/M4 IC
Y2	SIT1532AI-J4-DCC-32.768E 32.768KHz MEMS Oscillator IC	Jl, J1	Högdensitetskontakter
Q1	2N7002T-7-F N-Channel 60V 115mA MOSFET

Processor

Arduino Portenta X8 använder sig av två ARM®-baserade fysiska bearbetningsenheter.

NXP® i.MX 8M Mini Quad Core mikroprocessor
MIMX8MM6CVTKZAA iMX8M (U2) har en fyrkärnig ARM® Cortex® A53 som körs på upp till 1.8 GHz för högpresterande applikationer tillsammans med en ARM® Cortex® M4 som körs på upp till 400 MHz. ARM® Cortex® A53 kan köra ett fullfjädrat Linux- eller Android-operativsystem genom ett Board Support Packages (BSP) på ett flertrådigt sätt. Detta kan utökas genom användning av specialiserade mjukvarubehållare via OTA-uppdateringar. ARM® Cortex® M4 har lägre strömförbrukning vilket möjliggör effektiv sömnhantering samt optimal prestanda i realtidsapplikationer och är reserverad för framtida användning. Båda processorerna kan dela all kringutrustning och resurser som finns tillgängliga på i.MX 8M Mini, inklusive PCIe, on-chip-minne, GPIO, GPU och ljud.

STM32 Dual Core mikroprocessor
X8 inkluderar en inbäddad H7 i form av en STM32H747AII6 IC (U20) med en dubbelkärnig ARM® Cortex® M7 och ARM® Cortex® M4. Denna IC används som en I/O-expander för NXP® i.MX 8M Mini (U2). Kringutrustning styrs automatiskt via M7-kärnan. Dessutom är M4-kärnan tillgänglig för realtidskontroll av motorer och andra tidskritiska maskiner på barebones-nivå. M7-kärnan fungerar som en förmedlare mellan kringutrustningen och i.MX 8M Mini och kör en proprietär firmware oåtkomlig för användaren. STM32H7 utsätts inte för nätverk och bör programmeras via i.MX 8M Mini (U2).

Wi-Fi®/Bluetooth®-anslutning

Murata® LBEE5KL1DX-883 trådlös modul (U9) ger samtidigt Wi-Fi® och Bluetooth®-anslutning i ett ultralitet paket baserat på Cypress CYW4343W. IEEE802.11b/g/n Wi-Fi®-gränssnittet kan användas som en åtkomstpunkt (AP), station (STA) eller som en dubbelläges samtidig AP/STA och stöder en maximal överföringshastighet på 65 Mbps. Bluetooth®-gränssnittet stöder Bluetooth® Classic och Bluetooth® Low Energy. En integrerad antennkretsbrytare gör att en enda extern antenn (J4 eller ANT1) kan delas mellan Wi-Fi® och Bluetooth®. Modul U9 gränssnitt med i.MX 8M Mini (U2) via ett 4bit SDIO och UART-gränssnitt. Baserat på mjukvarustacken för den trådlösa modulen i det inbyggda Linux OS, stöds Bluetooth® 5.1 tillsammans med Wi-Fi® som överensstämmer med IEEE802.11b/g/n-standarden.

Inbyggda minnen
Arduino® Portenta X8 innehåller två inbyggda minnesmoduler. En NT6AN512T32AV 2 GB LP-DDR4 DRAM (U19) och 16 GB Forsee eMMC Flash-modul (FEMDRW016G) (U5) är tillgängliga för i.MX 8M Mini (U2).

Kryptofunktioner
Arduino® Portenta X8 möjliggör IC-nivå kant-till-moln-säkerhet genom NXP® SE050C2 Crypto-chip (U11). Detta ger Common Criteria EAL 6+ säkerhetscertifiering upp till OS-nivå, såväl som RSA/ECC kryptografisk algoritmstöd och lagring av autentiseringsuppgifter. Den interagerar med NXP® i.MX 8M Mini via I2C.

Gigabit Ethernet
NXP® i.MX 8M Mini Quad inkluderar en 10/100/1000 Ethernet-kontroller med stöd för energieffektivt Ethernet (EEE), Ethernet AVB och IEEE 1588. En extern fysisk kontakt krävs för att slutföra gränssnittet. Detta kan nås via en högdensitetskontakt med en extern komponent som Arduino® Portenta Breakout-kort.

USB-C-kontakt
USB-C-kontakten ger flera anslutningsalternativ över ett enda fysiskt gränssnitt:

• Tillhandahåll kortströmförsörjning i både DFP- och DRP-läge
• Käll ström till extern kringutrustning när kortet drivs via VIN
• Exponera höghastighets (480 Mbps) eller full hastighet (12 Mbps) USB-värd-/enhetsgränssnitt
• Exponera Displayport-utgångsgränssnitt Displayport-gränssnittet kan användas i kombination med USB och kan antingen användas med en enkel kabeladapter när kortet drivs via VIN eller med donglar som kan ge ström till kortet samtidigt som Displayport och USB matas ut. Sådana donglar tillhandahåller vanligtvis en Ethernet över USB-port, en 2-ports USB-hubb och en USB-C-port som kan användas för att förse systemet med ström.

Realtidsklocka
Realtidsklockan gör det möjligt att hålla tiden på dagen med en mycket låg strömförbrukning.

Kraftträd

Styrelsedrift

• Komma igång – IDE
  Om du vill programmera din Arduino® Portenta X8 när du är offline måste du installera Arduino® Desktop IDE [1] För att ansluta Arduino® Edge-kontrollen till din dator behöver du en Type-c USB-kabel. Detta ger också ström till kortet, vilket indikeras av lysdioden.
• Komma igång – Arduino Web Redaktör
  Alla Arduino®-brädor, inklusive den här, fungerar direkt på Arduino® Web Editor [2], genom att bara installera en enkel plugin. Arduino® Web Editor är värd online, därför kommer den alltid att vara uppdaterad med de senaste funktionerna och stöd för alla anslagstavlor. Följ [3] för att börja koda i webbläsaren och ladda upp dina skisser till din tavla.
• Komma igång – Arduino IoT Cloud
  Alla Arduino® IoT-aktiverade produkter stöds på Arduino® IoT Cloud som låter dig logga, grafiska och analysera sensordata, utlösa händelser och automatisera ditt hem eller företag.
• Sample Skisser
  SampSkisserna för Arduino® Portenta X8 finns antingen i "Examples"-menyn i Arduino® IDE eller i avsnittet "Dokumentation" i Arduino Pro webwebbplats [4]
• Onlineresurser
  Nu när du har gått igenom grunderna för vad du kan göra med tavlan kan du utforska de oändliga möjligheter den ger genom att kolla spännande projekt på ProjectHub [5], Arduino® Library Reference [6] och onlinebutiken [7] där du kommer att kunna komplettera ditt kort med sensorer, ställdon och mer.
• Styrelseåterställning
  Alla Arduino-kort har en inbyggd bootloader som gör det möjligt att flasha kortet via USB. Om en skiss låser processorn och kortet inte längre kan nås via USB är det möjligt att gå in i bootloader-läge genom att dubbelklicka på återställningsknappen direkt efter uppstart.

Mekanisk information

Pinout

Monteringshål och skivkontur

Certifieringar

Certifiering	Detaljer
CE (EU)	EN 301489-1 EN 301489-1 EN 300328 EN 62368-1 EN 62311
WEEE (EU)	Ja
RoHS (EU)	2011/65/(EU) 2015/863/(EU)
REACH (EU)	Ja
UKCA (UK)	Ja
RCM (RCM)	Ja
FCC (USA)	ID. Radio: Del 15.247 MPE: Del 2.1091
RCM (AU)	Ja

Försäkran om överensstämmelse CE DoC (EU)

Vi förklarar under vårt ensamma ansvar att produkterna ovan är i överensstämmelse med de väsentliga kraven i följande EU-direktiv och därför kvalificerar sig för fri rörlighet inom marknader som omfattar Europeiska unionen (EU) och Europeiska ekonomiska samarbetsområdet (EES).

Försäkran om överensstämmelse med EU RoHS & REACH 21101/19/2021
Arduino-kort är i överensstämmelse med RoHS 2-direktivet 2011/65/EU från Europaparlamentet och RoHS 3-direktivet 2015/863/EU från rådet av den 4 juni 2015 om begränsning av användningen av vissa farliga ämnen i elektrisk och elektronisk utrustning.

Ämne	Maxgräns (ppm)
Bly (Pb)	1000
Kadmium (Cd)	100
Kvicksilver (Hg)	1000
Sexvärt krom (Cr6+)	1000
Polybromerade bifenyler (PBB)	1000
Polybromerade difenyletrar (PBDE)	1000
Bis(2-etylhexyl}ftalat (DEHP)	1000
Bensylbutylftalat (BBP)	1000
Dibutylftalat (DBP)	1000
Diisobutylftalat (DIBP)	1000

Undantag: Inga undantag begärs.
Arduino Boards är helt kompatibla med de relaterade kraven i Europeiska unionens förordning (EG) 1907/2006 om registrering, utvärdering, auktorisation och begränsning av kemikalier (REACH). Vi deklarerar ingen av SVHC:erna (https://echa.europa.eu/web/guest/candidate-list-table), kandidatlistan över ämnen med mycket stor betänklighet för godkännande som för närvarande släppts av ECHA, finns i alla produkter (och även förpackningar) i mängder med en koncentration som är lika med eller över 0.1 %. Så vitt vi vet deklarerar vi också att våra produkter inte innehåller några av de ämnen som är listade på "Auktorisationslistan" (bilaga XIV till REACH-förordningarna) och substanser av mycket hög grad (SVHC) i några betydande mängder enligt specificerat genom bilaga XVII till kandidatlistan publicerad av ECHA (European Chemical Agency) 1907/2006/EC.

Konfliktmineraldeklaration
Som en global leverantör av elektroniska och elektriska komponenter är Arduino medveten om våra skyldigheter med avseende på lagar och förordningar angående konfliktmineraler, särskilt Dodd-Frank Wall Street Reform and Consumer Protection Act, Section 1502. Arduino är inte direkt källa till eller bearbeta konflikter. mineraler som tenn, tantal, volfram eller guld. Konfliktmineraler finns i våra produkter i form av lod eller som en komponent i metallegeringar. Som en del av vår rimliga due diligence har Arduino kontaktat komponentleverantörer inom vår försörjningskedja för att verifiera deras fortsatta efterlevnad av bestämmelserna. Baserat på den information som vi fått hittills förklarar vi att våra produkter innehåller konfliktmineraler som kommer från konfliktfria områden.

FCC Varning

Eventuella ändringar eller modifieringar som inte uttryckligen godkänts av den part som ansvarar för efterlevnaden kan ogiltigförklara användarens behörighet att använda utrustningen.
Denna enhet uppfyller del 15 av FCC-reglerna. Driften är föremål för följande två villkor:

1. Denna enhet får inte orsaka skadliga störningar
2. denna enhet måste acceptera alla mottagna störningar, inklusive störningar som kan orsaka oönskad funktion.

FCC uttalande om exponering för RF-strålning:

1. Denna sändare får inte placeras eller användas tillsammans med någon annan antenn eller sändare.
2. Denna utrustning uppfyller gränsvärdena för RF-strålningsexponering som anges för en okontrollerad miljö.
3. Denna utrustning bör installeras och användas med ett minsta avstånd på 20 cm mellan kylaren och din kropp.

Användarmanualer för licensbefriade radioapparater ska innehålla följande eller motsvarande meddelande på en iögonfallande plats i användarmanualen eller alternativt på enheten eller båda. Denna enhet överensstämmer med Industry Canadas licensbefriade RSS-standard(er). Driften är föremål för följande två villkor:

1. denna enhet kanske inte orsakar störningar
2. denna enhet måste acceptera alla störningar, inklusive störningar som kan orsaka oönskad drift av enheten.

IC SAR-varning:
Svenska Denna utrustning bör installeras och användas med ett minsta avstånd på 20 cm mellan kylaren och din kropp.

Viktig: Driftstemperaturen för EUT får inte överstiga 85 ℃ och bör inte vara lägre än -40 ℃.
Härmed förklarar Arduino Srl att denna produkt överensstämmer med väsentliga krav och andra relevanta bestämmelser i direktiv 201453/EU. Denna produkt är tillåten att användas i alla EU-medlemsstater.

Frekvensband	Maximal uteffekt (ERP)
2.4 GHz, 40 kanaler	+6dBm

Företagsinformation

Företagsnamn	Arduino SRL
Företagsadress	Via Andrea Appiani 25, 20900, MONZA MB, Italien

Referensdokumentation

Ref	Länk
Arduino IDE (skrivbord)	https://www.arduino.cc/en/Main/Software
Arduino IDE (moln)	https://create.arduino.cc/editor
Cloud IDE Komma igång	https://create.arduino.cc/projecthub/Arduino_Genuino/getting-started-with-arduino-  web-editor-4b3e4a
Arduino Pro Webplats	https://www.arduino.cc/pro
Projektnav	https://create.arduino.cc/projecthub?by=part&part_id=11332&sort=trending
Biblioteksreferens	https://github.com/arduino-libraries/
Onlinebutik	https://store.arduino.cc/

Ändringslogg

Datum	Ändringar
24/03/2022	Släppa

Dokument/resurser

ARDUINO ABX00049 Kärnelektronikmodul [pdf] Användarmanual ABX00049 Core Electronics Module, ABX00049, Core Electronics Module, Electronics Module, Module

Referenser

• Användarmanual