Pro větší aplikace, jako jsou zabezpečovací systémy, průmyslová automatizace, mobilní zařízení (GSM/GPRS), IP telefonie či firewall nebo router, je výhodné používat zařízení, na nichž běží OS Linux, nebo která mají dvě Ethernetová rozhraní. Všechny tyto a mnohé další aplikace spolehlivě zvládají zařízení typu SLD (Small Linux Device). Své uplatnění pak naleznou i v aplikacích pro inteligentní konverzi dat z 2x RS-232/485 do Ethernetu nebo v síťových audio systémech. Výhodou proti PC jsou kromě ceny hlavně menší rozměry, nižší spotřeba a vyšší spolehlivost.

SLD PXA PCBoard

Modul PXA255 je určen k provozování síťových embedded aplikací a optimalizován pro vývoj velmi výkonných internetových zařízení a k tvorbě síťové infrastruktury. Je vybaven dvěma síťovými rozhraními 10Mb/s, z nichž jedno může sloužit pro připojení k síti LAN a druhé k PC. Na desce je rovněž integrován zvukový adaptér, který umožňuje použití SLD v IP telefonii. SLD PCBoard je dodáván ve třech provedeních, z nichž nejvýkonnější provedení, verze PRO, je určeno pro náročné úkoly vyžadující výkonný CPU a velkou paměť. Toto provedení může být rovněž v ethernetové síti použito jako firewall, router/switch atd.

Vývojová deska PXA255 je založena na nové architektuře procesorů Intel Xscale, které zvyšují výkonnost při nižší spotřebě energie. Mikroarchitektura XScale je založena na technologii Intel Strong ARM, což zajišťuje slučitelnost s architekturou ARM, a tudíž i kompatibilitu softwarových řešení. Vývojová deska PXA255 obsahuje procesor Intel XScale, paměti SDRAM a Intel StrataFlash, 2 ethernetové řadiče, 3 sériové porty a 1 stereofonní audio výstup.

Základní hardwarové vlastnosti

• CPU Intel XScale PXA255
• Frekvence 200/400 MHz
• Paměť Flash 8..32 MB s ochranou proti smazání
• Paměť SDRAM 32..64 MB
• 2 x 10Mb Ethernet
• Zvukový adaptér AC97 – stereofonní linkový vstup a výstup, mikrofonní vstup mono, mono/stereo sluchátkový výstup
• Napájení : 7,5V (konektor: 5.5x2.1mm, kladný pól na dutince )
• Rozměry : 100 x 107 x 24 mm

Integrovaná rozhraní

• 4x RS-232
• 2x rozhraní ethernet 10BASE-T (čip CS8900a)
• 1x JTAG pro primární nahrání software do PXA250

Softwarová výbava

• OS Linux verze 2.4.19-rmk4-pxa2
• Souborový systém (ROMFS, JFFS2, EXT2, NFS, RAMFS)
• Terminál
• SSH, TFTP
• LINUX utility (Bash, Vi, atd.)
• Síťové ovladače
• Demo MP3 player

Více o nabízených provedeních

Sériové porty PXA255

PXA255 obsahuje tři asynchronní sériové porty (FFUART, BTUART a STUART) a jeden synchronní (SSPC).

• FFUART podporuje plné řízení toku, zatímco BTUART podporuje jen hardwarové RTS/CTS. Pouze dva porty UART na procesoru jsou připojeny na konektory, a to FFUART a BTUART.
• SP0 a RS232 sdílí port FFUART, SP0 (10pinový header) a konektory RS232 (vidlice DB-9) s úrovněmi V.28.
• Konektor SP1 (10pinový header) připojuje BTUART a nabízí úrovně 3.3-5V. STUART není vyveden na konektor.

Řadič synchronního sériového portu (SSP) podporuje tři protokoly: National Semiconductor’s Microwire, Texas Instruments Synchronous Serial Protocol, a Motorola’s Serial Peripheral Interface. Port SSPC je vyveden na 10pinový header SSP.

Blokové schéma PCBoard PXA 255

Programové vybavení

Jako výchozí je předinstalován operační systém Linux a programovou výbavu lze snadno měnit přes rozhraní JTAG, boot loader nebo přes mtd zařízení (za běhu jádra). PCBoard lze konfigurovat prostřednictvím sériového portu RS-232, přičemž pro efektivní práci lze používat běžné terminálové programy. Po zprovoznění síťových rozhraní lze celý systém konfigurovat vzdáleně přes LAN/Internet pomocí protokolu SSH. Podporován je také vzdálený upload/upgrade systému. Flash paměť slouží pro uložení uživatelských aplikací. Zdrojové kódy jsou k dispozici na „CD Development tools for PXA255 Board“.

SLD PXA255 v provedení DIMM modulu

SLD PXA255 v provedení DIMM modulu je malý obvod s rozměry 67x36 mm, který může být vložen do patice DIMM 144. Ústředním prvkem modulu je opět mikroprocesor PXA255. Modul je rovněž vybaven paměťmi SDRAM a FLASH, stejně jako zvukovou kartou s touchscreenem.

DIMM konektor je vybaven všemi vývody nezbytnými pro další činnost modulu, jako jsou adresové a datové sběrnice, GPIO vývody, napájením 3,3V a vývody audio zařízení a touchscreenu. Další dva rozšiřující konektory se nacházejí na spodní straně modulu a obsahují horní část sběrnice dat a výstupy nezbytné pro rozšíření paměti SDRAM. Modul je dodáván s předinstalovaným bootloaderem (Armboot) a operačním systémem Linux vybaveným ovladači pro periferní zařízení modulu.

Modul je určený pro zákazníky užívající procesory PXA 255 jako jádro svých aplikací, kterým toto řešení oproti provedení PCBoard nabízí nesporné výhody. Především pak:

• snadnou výměnu procesoru a pamětí a
• nižší technologické požadavky na vývoj vlastního hardware (technologicky složité a kritické části mohou být obsaženy na DIMM modulu).

Blokové schéma SLD PXA255 v provedení DIMM

DIMM BASE BOARD

K SLD zařízením v provedení DIMM slotu lze též objednat „základní desku“ obsahující všechna nezbytná rozhraní a jejich konektory. Umožňuje vytvořit finální produkt přesně odpovídající požadavkům uživatelů, kteří do pozice DIMM slotu obsadí PXA255 modul s požadovanou rychlostí procesoru a velikostí paměti. Intel PXA255 DIMM BASE BOARD je určen k provozování embedded síťových aplikací a je navržen především pro velmi výkonná internetová zařízení a pro vytváření síťové infrastruktury.

Rozhraní DIMM BASE BOARD

• 2 x 100Mb Ethernet
• 2 x PCMCIA slot, 1 x Compact Flash,
• 1 x IDE konektor – reálně pracující v režimech:
  • 2 x PCMCIA
  • 1 x PCMCIA + 1 x Compact Flash
  • 1 x PCMCIA + IDE
  • 1 x Compact Flash + IDE
• RS232 konektor (terminálový výstup)
• IR sériové rozhraní
• SPI rozhraní
• UART konektor (3.3-5V)
• JTAG rozhraní
• Ac´97 audio (stereo LINE IN/OUT, MIC IN)
• Standardní rozhraní displeje
• ATA2 rozhraní pro připojení HDD, CDROM…
• 2 x PS/2 – myš a klávesnice
• bateriově zálohovaný obvod RTC

Oproti SLD PXA PCBoard je vybaven dvojicí síťových adaptérů ASIX (čipy AX88796) s přenosovou rychlostí až 100Mbit/s a rozhraním PCMCIA, které umožňuje snadné a rychlé rozšíření paměti FLASH prostřednictvím Compact Flash karty. Dále disponuje rozhraním pro připojení barevného LCD displeje (SHARP LQ64D343) s možností využití Touchscreenu pro snazší obsluhu. Nechybí ani rozhraní IDE pro připojení pevného disku umožňujícího uchovávat velká množství nasbíraných.

Blokové schéma DIMM BASE BOARD

Napájení lze realizovat pomocí střídavého adaptéru (6-48V), nebo přímo ze sítě LAN. Bez zajímavosti není ani výstup kompozitního videosignálu pomocí kterého lze k DIMM BASE BOARDu připojit rozšiřující video modul, nebo například data/video projektor.

Široká paleta nabízených rozhraní umožňuje použít DIMM BASE BOARD v roli výkonné pracovní stanice, síťového serveru nebo klientského terminálu. Podpora protokolu SSH umožňuje uživatelům zabezpečený přenos dat či vzdálenou konfiguraci SLD zařízení prostřednictvím ethernetu nebo internetu.

Závěr

SLD zařízení s procesory PXA255 nabízejí zajímavou alternativu k běžně používaným embedded zařízením a zvláště pak při použití provedení do DIMM slotu lze velmi jednoduše realizovat téměř libovolnou aplikaci s hardwarem nakonfigurovaným přesně dle potřeby a snadno upgradovatelným. Lze je rovněž použít jako výkonné jádro do konkrétního uživatelského hardwaru, či ve spojení s některou z vývojových desek jako hotový výrobek.
 

Další informace a kompletní dokumentaci získáte na www.HWGroup.cz. Více o SLD PXA 255 DIMM a DIMM BASE BOARD dozvíte v samostatném článku.

Oldřich Mrázek
mrazek@ HW.cz

Zdroje & download

• Objednat SLD PC Board Basic v HW Shopu => 5.990 Kč bez DPH
• Objednat SLD PC Board SERVER v HW Shopu => 5.500 Kč bez DPH
• Objednat SLD PC Board PRO v HW Shopu => 8.300 Kč bez DPH
• Objednat SLD PXA 255 DIMM BASIC v HW Shopu => 8.300 Kč bez DPH
• Objednat SLD PXA 255 DIMM PRO v HW Shopu => 8.300 Kč bez DPH
• Objednat SLD DIMM BASE BOARD v HW Shopu => 5.500 Kč bez DPH

• Základní informace o architektuře ARM: www.arm.com.
• Arm Reference Manual: www.arm.com/ARMARM.
• Informace o architektuře XScale : developer.intel.com
• Zdroje a manuály pro gcc, gdb, glib+ a binární utility : www.gnu.org.
• Zdroje kernelu a patche jsou na stránce: www.arm.linux.org.uk.
• Informace o firmware a hardware PXA250: developer.voipac.com

• Další informace o SLD zařízeních, starter kitu atd najdete na http://www.HWgroup.cz/products/sld/
   
• Download katalogového listu k SLD DIMM BASE BOARD a SLD PXA 255 DIMM - dimm_pc.pdf