Inhaltszusammenfassung für Peak System PEAK-gridARM Eval Board
- Seite 1 PEAK-gridARM Eval Board Linux-basierte Entwicklungsplattform für den gridARM™-Mikrocontroller Hardware-Handbuch Dokumentversion 1.1.1 (2014-03-03)
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Seite 2: Produktbezeichnung
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Berücksichtigte Produkte Produktbezeichnung Ausführung Artikelnummer PEAK-gridARM Evaluation Board IPEH-004051 CANopen® und CiA® sind eingetragene Gemeinschaftsmarken des CAN in Automation e.V. gridARM™ ist eine Marke von Grid Connect, Inc. SD™ und microSD™ sind Marken oder eingetragene Marken von SD-3C in den Vereinigten Staaten, anderen Staaten oder beidem. -
Seite 3: Inhaltsverzeichnis
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Inhalt Einleitung Eigenschaften im Überblick Voraussetzungen für den Betrieb Lieferumfang Inbetriebnahme Board starten Datum und Uhrzeit einstellen Demo-Skripte 2.3.1 LEDs an den Digitalausgängen (led_demo, led_switch) 2.3.2 Taster an den Digitaleingängen (btn_demo) 2.3.3 CAN-Kommunikation (can_demo) Elemente auf dem Board... - Seite 4 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Konfiguration Boot-Flash auswählen Schreibschutz für System-EEPROM aktivieren I/O-Interrupt oder Erkennung microSD™-Karte verwenden Mikrocontroller-LED oder Erkennung USB verwenden Traffic-LEDs zuordnen Knopfzelle für Echtzeituhr wechseln Technische Daten Anhang A Maßzeichnung Anhang B Jumper-Übersicht Anhang C Schaltpläne Microcontroller...
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Seite 5: Einleitung
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Einleitung Der ARM7™-Mikrocontroller gridARM™ wurde von der Firma Grid Connect als System on a Chip-Lösung (SoC) für die Erstellung von Embedded-Anwendungen mit Schwerpunkt auf industrieller Kommunikation entwickelt. Das Evaluation Board PEAK-gridARM ist eine Linux-basierte Entwicklungsplattform für den gridARM- Mikrocontroller. -
Seite 6: Eigenschaften Im Überblick
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Eigenschaften im Überblick ARM7-Mikrocontroller gridARM (80 MHz) Betriebssystem Linux (Version 2.6.36) 4 MByte NOR-Flash mit 16-Bit-Datenbus-Zugriff 8 MByte NOR-Flash mit 32-Bit-Datenbus-Zugriff 64 MByte SDRAM mit 32-Bit-Datenbus-Zugriff I²C-EEPROM für Gerätekonfiguration 4 MByte SPI-Flash Speicherkartenschacht für Speichererweiterung Echtzeituhr (RTC) mit Batterie JTAG-Schnittstelle mit zwei Anschlussmöglichkeiten... -
Seite 7: Voraussetzungen Für Den Betrieb
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch SPI-Bus (1 MHz) für zwei externe Erweiterungen I²C-Bus (400 kHz) für externe Erweiterungen Ein- und Ausgänge 8 digitale Eingänge vorbelegt mit 6 Tastern, einem RTC-Alarm und Speicherkartenerkennung 8 digitale Ausgänge vorbelegt mit 7 LEDs und einem akustischen Signalgeber 5 analoge Eingänge vorbelegt mit 4 Potenziometern... - Seite 8 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Software und Dokumentation • μClinux-dist-Entwicklungsumgebung und Toolchain • Board Support Package (BSP) für Linux mit Quell- und Binärdateien • Hardware-Handbuch mit Schaltplänen, BSP- Benutzerhandbuch (beides PDF)
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Seite 9: Inbetriebnahme
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Inbetriebnahme Das Kapitel beschreibt den Start des PEAK-gridARM Evaluation Board durch Anlegen einer Versorgungsspannung. Der Startvor- gang kann über eine serielle Verbindung am PC beobachtet werden. Anschließend wird erklärt, wie das Datum und die Uhrzeit einge- stellt werden. - Seite 10 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Stecken Sie das mitgelieferte Flachband-Anschlusskabel auf die Doppelstiftleiste „J501 Debug“ auf dem Board. Die rot markierte Litze am Flachbandkabel muss auf der Seite der Pins 1 und 2 der Doppelstiftleiste sein. RS-232 Debug (J501, links), USB (J401, rechts)
- Seite 11 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Hinweis: Falls Sie ein anderes USB-Kabel als das mitgelieferte verwenden, kann es passieren, dass bei einer billigen Ausfüh- rung der Leitungsquerschnitt für eine ordnungsgemäße Span- nungsversorgung nicht ausreicht. Eventuell startet dann das Evaluation Board nicht.
- Seite 12 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Start des Linux-Bootvorgangs Unten: Linux-Prompt nach dem Beenden des Bootvorgangs...
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Seite 13: Datum Und Uhrzeit Einstellen
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Nach einem erfolgreichen Bootvorgang blinkt die μC-Status-LED auf dem Evaluation Board im Rhythmus eines Heartbeat-Signals (Blink - Blink - Pause). Tipp: Das vorinstallierte Linux-Image ist mit mehreren Demo- Skripten ausgestattet. Eines davon startet automatisch nach dem Bootvorgang und steuert die sieben LEDs an den Digital- ausgängen nacheinander an. -
Seite 14: Demo-Skripte
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Die Echtzeituhr auf dem Evaluation Board bleibt auch nach dem Trennen der Vorsorgungsspannung in Betrieb, da sie durch die Knopfzelle versorgt wird. Demo-Skripte Bei der Auslieferung ist das Linux-Image mit mehreren Demo- Skripten ausgestattet, die Zugriffsmöglichkeiten auf die Peripherie veranschaulichen. -
Seite 15: Taster An Den Digitaleingängen (Btn_Demo)
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Mit dem Skript led_switch können Sie die LEDs einzeln beein- flussen. Der Aufruf erfolgt mit Parametern: led_switch led [on|off] led: cpu, yellow:1, yellow:2, yellow:3, yellow:4, green:5, green:6, red:7 Beispiel (gelbe LED 3 einschalten): /home/peak/demo # ./led_switch yellow:3 on... - Seite 16 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Beispiel (CAN-ID 12F, Datenbytes 45 67 89 AB): cansend can0 12F#456789AB Der Data Length Code (DLC, hier: 4) wird automatisch aus der An- zahl der angegebenen Datenbytes ermittelt.
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Seite 17: Elemente Auf Dem Board
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Elemente auf dem Board Achtung! Durch elektrostatische Entladung (ESD) können Kom- ponenten auf dem PEAK-gridARM Evaluation Board beschädigt oder zerstört werden. Treffen Sie beim Hantieren mit dem Board Vorkehrungen zur Vermeidung von ESD. Versorgungsbuchse Das PEAK-gridARM Evaluation Board kann entweder über den USB- Anschluss (Einstellung bei Auslieferung) oder die Versorgungs- buchse versorgt werden. -
Seite 18: Usb
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Wichtiger Hinweis: Verbinden Sie niemals alle drei Pins des Jumpers JP600 gemeinsam. Der Mikrocontroller sowie die USB-Schnittstelle eines angeschlossenen PCs können ansonsten durch Überspannung zerstört werden. Für die Versorgungsbuchse wird eine Gleichspannungsquelle mit Hohlstecker, zum Beispiel ein Steckernetzteil, benötigt (nicht im Lieferumfang enthalten). -
Seite 19: Can
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Ethernet-Anschluss Neben grundlegenden Kommunikationsfunktionen kann die Ether- net-Schnittstelle auch für ein Firmware-Update verwendet werden. Die CAN-Schnittstelle unterstützt die beiden CAN-Formate 2.0A (Standard) und 2.0B (Extended). Der Transceiver NXP PCA82C251 führt einen High-Speed-CAN-Bus (ISO 11898-2) heraus, der... - Seite 20 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch D-Sub-CAN-Anschluss J500 und Schalterblock für die CAN-Terminierung Der Bus wird an die 9-polige D-Sub-Steckverbindung angeschlos- sen. Die CAN-Belegung entspricht der Spezifikation CiA® 102. Belegung des D-Sub-Anschlusses für CAN, GND und CAN_GND sind bei Auslieferung miteinander verbunden.
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Seite 21: Rs-232 Terminal
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch geschieht, indem beide Schalter auf dem Schalterblock J500 auf ON gesetzt werden. RS-232 Terminal Der D-Sub-Anschluss J502 stellt per RS-232 (V.24-Pegel) ein Terminal-Zugriff für administrative Zwecke bereit. Mit einem D-Sub- Verlängerungskabel (9-polig m-w, 1:1) kann eine Verbindung zu einem PC hergestellt werden. -
Seite 22: Rs-232 Debug
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Belegung des D-Sub-Anschlusses für RS-232 Terminal Funktion Pin auf J503 RS-232 Debug Die Doppelpfostenleiste J501 stellt per RS-232 (V.24-Pegel) einen Debugging-Zugriff bereit. Das Evaluation Board ist bei Auslieferung so konfiguriert, dass Ausgaben des Bootloaders und der Linux- Umgebung und Eingaben über diese Schnittstelle erfolgen (siehe... -
Seite 23: Jtag
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch RS-232-Anschluss für Debugging-Zwecke Funktion Pin auf J501 JTAG Für die Entwicklung am Mikrocontroller steht eine JTAG-Schnitt- stelle mit zwei Anschlussmöglichkeiten zur Verfügung. J100 ist eine 10-polige Doppelpfostenleiste, J101 eine 10-polige Steckerwanne mit 1,27-mm-Raster. -
Seite 24: Microsd™-Steckplatz
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch JTAG-Anschlüsse J100 (Doppelpfostenleiste) und J101 (Steckerwanne) Funktion Pin auf J100 Pin auf J101 1, 2 3, 5, 9 μC Reset nicht vorhanden 3,3 V RTCK nicht vorhanden TRST microSD™-Steckplatz Eine microSD-Karte kann unter anderem für System-Updates verwendet werden. -
Seite 25: Textdisplay-Anschluss
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch microSD-Steckplatz J400 Hinweis: Eine eingesteckte microSD-Karte blockiert die Kom- munikation mit weiteren Geräten, die am SPI-Bus angeschlos- sen sind (z. B. intern angebunden: 4 MB Flash-ROM). Entfernen Sie die microSD-Karte, um die Kommunikation mit weiteren Geräten wieder zu ermöglichen. -
Seite 26: Textdisplay
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Leistenfelder P400 und P401 für ein Textdisplay und Potenziometer für die Kontrasteinstellung Anschlusspins eines Textdisplays Pin auf Pin auf Name Pegel Funktion Textdisplay P400/P401 P401-1 Masse P401-2 5 V oder 3,3 V Versorgung P401-3 0 - 1,5 V... -
Seite 27: I²C/Spi
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch 3.10 I²C/SPI Über die Pfostenleiste H400 kann direkt auf die Signale der Kommu- nikationsbusse I²C und SPI zugegriffen werden. Die Pfostenleiste ist bei Auslieferung nicht bestückt. Die Pins haben folgende Funktionen: 3,3 V I²C SCL I²C SDA... -
Seite 28: Digitaleingänge Und -Ausgänge
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Der SPI-Bus bindet auf dem Evaluation Board intern die folgende Peripherie an: microSD-Karte 4 MByte Flash-ROM 3.11 Digitaleingänge und -ausgänge Über den I²C-Bus sind sechs Taster, die Erkennung einer microSD- Karte und der RTC-Alarm als Digitaleingänge und außerdem sieben LEDs und ein Signalgeber als Digitalausgänge angebunden. -
Seite 29: Analogeingänge
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch 3.12 Analogeingänge Fünf Analogeingänge sind direkt vom gridARM-Mikrocontroller herausgeführt. Die Referenzspannung beträgt 3,3 V. Vier der Analogeingänge sind mit Potienziometern versehen. Ein direkter Zugriff auf die Analogeingänge erfolgt über das Leisten- feld H403. Dazu müssen die Potenziometer von den Eingängen getrennt werden, indem die zwischengeschalteten Jumper geöffnet... -
Seite 30: Status-Led Mikrocontroller
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Pin auf H403 Funktion Nicht belegt GND analog (bei Auslieferung verbunden mit GND) 3,3 V analog Achtung! Die Pins sind direkt mit dem Mikrocontroller verbun- den und nicht geschützt. Ein falscher Gebrauch kann zur Beschädigung des Mikrocontrollers führen. -
Seite 31: Echtzeituhr
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch 3.14 Echtzeituhr Die Echtzeituhr ist per I²C-Bus am gridARM-Mikrocontroller ange- bunden. Sie wird durch die Knopfzelle gepuffert, falls keine Versor- gungsspannung anliegt (JP429 auf Stellung 3-2). Das Alarm-Signal der Echtzeituhr kann über den I/O-Baustein am I²C-Bus (IO_B7) gelesen werden. -
Seite 32: Konfiguration
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Konfiguration Auf dem PEAK-gridARM Evaluation Board bestehen Konfigurations- möglichkeiten verschiedener Hardware-Funktionen: Boot-Flash auswählen (unten) Schreibschutz für System-EEPROM aktivieren (Seite 33) I/O-Interrupt oder Erkennung microSD™-Karte verwenden (Seite Mikrocontroller-LED oder Erkennung USB verwenden (Seite 35) Traffic-LEDs zuordnen (Seite 36) Knopfzelle für Echtzeituhr wechseln (Seite 38) -
Seite 33: Schreibschutz Für System-Eeprom Aktivieren
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Jumper JP200, JP201 und JP104 Jumperstellung JP200 und JP201 NOR-Flash-Auswahl geschlossen* 16-Bit bei CS0 und 32-Bit bei CS2 3-2* offen 32-Bit bei CS0 Jumperstellung JP104 Bootloader offen Interner des gridARM-μC geschlossen* Aus externem Flash (CS0) * Einstellung bei Auslieferung Schreibschutz für System-EEPROM... -
Seite 34: I/O-Interrupt Oder Erkennung Microsd™-Karte Verwenden
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch (Einstellung bei Auslieferung) wird das System-EEPROM nicht benötigt und steht dem Anwender komplett zur Verfügung. Jumper JP430 Jumperstellung Schreibschutz offen* deaktiviert geschlossen aktiviert * Einstellung bei Auslieferung I/O-Interrupt oder Erkennung microSD™- Karte verwenden Die Erkennung einer eingelegten microSD-Karte erfolgt normaler- weise über den I/O-Baustein am I²C-Bus (IO_B6). -
Seite 35: Mikrocontroller-Led Oder Erkennung Usb Verwenden
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch abgeklemmt und ein Interrupt-Signal steht nicht mehr zur Verfügung. Jumper JP431 Jumperstellung Port PA02 verbunden mit 1-2* Interrupt I²C-I/O Erkennung microSD-Karte * Einstellung bei Auslieferung Mikrocontroller-LED oder Erkennung USB verwenden Der Port PA15 des gridARM-Mikrocontrollers ist bei Auslieferung der LED „μC Status“... -
Seite 36: Traffic-Leds Zuordnen
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Jumper JP432 Jumperstellung Port PA15 verbunden mit 1-2* LED „μC Status“ Erkennung USB * Einstellung bei Auslieferung Traffic-LEDs zuordnen Zwei der vier Traffic-LEDs können entweder der CAN-Kommuni- kation oder der Kommunikation via RS-232 Debug zugeordnet werden. -
Seite 37: Transmit-Led Can Oder Debug
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Transmit-LED CAN oder Debug Receive-LED CAN oder Debug Jumper JP505 und JP506 und Traffic-LEDs Jumperstellung Traffic-Anzeige für… 2-1* CAN Tx 2-1* CAN Rx RS-232 Debug TxD RS-232 Debug RxD * Einstellung bei Auslieferung... -
Seite 38: Knopfzelle Für Echtzeituhr Wechseln
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Knopfzelle für Echtzeituhr wechseln Die vom Evaluation Board verwendete Echtzeituhr (RTC) oder der Timer im gridARM-Mikrocontroller wird durch eine Knopfzelle des IEC-Typs CR 2032 (3 V) versorgt, solange das Evaluation Board ausgeschaltet ist. Knopfzelle für die Echtzeituhr Eine neue Knopfzelle hält mehrere Jahre. -
Seite 39: Technische Daten
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Technische Daten Versorgung Versorgungsspannung 12 V DC nominell, 8 - 30 V möglich Stromaufnahme (bei 12 V) Leerlauf U-Boot: 100 mA Leerlauf Linux-Kernel: 150 - 180 mA Pufferbatterie für Knopfzelle CR 2032, 3 V Echtzeituhr oder VddBU... - Seite 40 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch SPI Serial Flash ROM Größe 4 MByte SPI-Modi 0 und 3 Chip Erase Time 35 ms (typisch) Sector/Block Erase Time 18 ms (typisch) Byte Program Time 7 μs (typisch) Parallel Flash ROM Größe 4 MByte, 16-Bit...
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Seite 41: Anhang A Maßzeichnung
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Anhang A Maßzeichnung Die Abbildung entspricht nicht der Originalgröße. -
Seite 42: Anhang B Jumper-Übersicht
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Anhang B Jumper-Übersicht Jumper auf der Oberseite... - Seite 43 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Jumper auf der Unterseite...
- Seite 44 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Jumper Stellung Funktion JP100 1-2* VddBU 1,2 V von der Versorgung VddBU 1,2 V von LDO/Knopfzelle (siehe JP429) JP101 offen* Wake-up durch einen Wechsel zwischen den beiden Zuständen geschl. JP104 offen Interner Bootloader des gridARM-μC geschl.*...
- Seite 45 PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Jumper Stellung Funktion JP429 Echtzeitzähler im Mikrocontroller wird per Knopfzelle versorgt (nur sinnvoll mit JP100 auf 2-3) 2-3* RTC am I²C-Bus wird per Knopfzelle versorgt JP430 offen* System-EEPROM beschreibbar geschl. System-EEPROM schreibgeschützt JP431 1-2* PA02: Interrupt vom I²C-I/O-Baustein...
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Seite 46: Anhang C Schaltpläne
PEAK-gridARM Eval Board – Hardware-Handbuch Anhang C Schaltpläne Auf den folgenden Seiten sind die Schaltpläne des PEAK-gridARM Evaluation Board aufgeführt, unterteilt in folgende Abschnitte: Microcontroller Memory Ethernet Serial Power Supply... - Seite 47 Serial VddBU VddBU IO.SchDoc Serial.SchDoc 1M to reduce bat current in SHDN mode CAN_Tx CAN_Tx R100 R101 TP100 TP101 wake up CAN_Rx CAN_Rx R137 JTAG JP101 Dbg_TxDi Dbg_TxDi WakeUp SHDN Dbg_RxDi Dbg_RxDi Board sleep mode not supported J101 SHF-105-01-L-D-TH Term_TxDi Term_TxDi uC clock U100B...
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Seite 48: Memory
32bit wide SDRAM U100C SDRAM x 16 DQM0_A0 SDRAM x 16 DQM0_A0 DQM2_A1 NWR2_DQM2_A1 U200A U201A A10_SDRAM A10_SDRAM DQ10 DQ10 DQ11 DQ11 A16_BA0 PCK2_PA16 BA0_A16 DQ12 DQ12 A17_BA1 PCK3_PA17 BA1_A17 DQ13 DQ13 A16_BA0 A16_BA0 SCK1_PA18 DQ14 DQ14 A17_BA1 A17_BA1 RTS1_PA19 DQ15 DQ15 CTS1_PA20... - Seite 49 RJ45 1GBit PHY GEMAC R300 100R U100E U301A internal Termination WE-7499111440 (-40..+85°C) J300 RGMII R332 RGMII_TxClk C300 DA1_P TXCLK GTX_CLK TxRxP_A DA_P R333 RGMII_TxCtl 100nF DA1_N TXCTL Tx_EN TxRxM_A DA_N R334 RGMII_TXD0 TXD0 TxD0 DB_P R335 RGMII_TXD1 DB1_P TXD1 TxD1 TxRxP_B DB_N R336...
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Seite 50: I/O
LCD text display (These parts mandatory in own designs !) (These parts optional in own designs) (These parts optional in own designs) 5V0aux EEPROM EEPROM C411 JP427 2-3 default 1k x 8 100nF C400 P400 U406 U400 R401 open=write enable 100nF T400 100R... -
Seite 51: Serial
TP502 Reset CAN U507 MAX810L EUR+T isolated U500 5V0aux R505 R525 GNDiso PCA82C251T RESET J500 CAN_Tx CAN_Txi GNDiso C524 C525 CAN_Tx GNDiso C526 R500 L500 47pF 47pF CAN_Rx CAN_Rxi CANH GNDiso CAN_Rx CANH Out2 5V0aux CANL CANL Out1 JP500 C500 GNDiso 2-3 default D500... -
Seite 52: Power Supply
JP600: 1-2: Supply from USB 2-3 Supply from ext. power -NEVER- tie 1-2-3 together, ext. power in USB power in as this will destroy your PC ! 40V/3A J600 Vsupply F600 L600 JP600 L605 R600 Input CT1210K30 8...30V D600 5V0_USBin SK34B WE744772100 WE742792116...