嵌入式ARM核心板介紹

隨著嵌入式行業的快速發展，越來越多的專案需要處理複雜演算法及網路協議，需要進行豐富的人機互動操作。高階ARM 處理器的逐漸普及也使得“ARM 核心板”進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用，為工程師選型及產品開發提供一些思路。

首先我們需要了解什麼是核心板？ 核心板是指將miniPC 的核心功能打包封裝成一塊主機板的最小系統板，一般包括主控制器、記憶體、電子硬碟、電源管理等關鍵器件。若主控制器為ARM 架構的晶片，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

為什麼要做核心板？使用核心板有什麼好處呢？區別於簡單的Cortex-M 核心的微控制器，較為高階Cortex-A 處理器一般都需要驅動外接的記憶體及儲存，執行復雜的Linux 或安卓系統。一般來講，此類系統會涉及到軟硬體方面的技術要點，如高速訊號硬體設計、嵌入式Linux 核心級驅動的開發、檔案系統的移植與最佳化等等。為節省研發投入，縮短產品開發週期，選擇一款功能符合專案要求且效能穩定的核心板是一個不錯的技術路線。硬體人員僅需做簡單的外圍電路，就能成型功能主機板；軟體人員再也不必關注複雜的底層核心及驅動問題，可以將精力集中到業務邏輯上。

圖2    嵌入式Linux 核心板配套驅動開發

ARM 核心板上的外設資源一般取決於主控晶片的資源，常見的UART 、SPI 、IIC 、USB 、CAN 、百兆網等都有整合，高階的ARM 核心板還可以支援PCIe 、SATA 、千兆網、HDMI 等資源。同常見的微控制器，ARM 核心板的功能引腳也存在不同程度的複用，該複用功能一般在核心檔案或裝置樹檔案中配置。關於引腳分配及外設資源的複用，核心板廠家一般都提供相關文件或技術支援。

圖3   HD335x-IOT  雙網口12 串列埠ARM 主機板

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穩定的產品，還能節省成本，少走彎路。選擇核心板一般從以下幾個方面入手：核心板的效能、作業系統、外設資源、工作溫度、技術服務等。

l     核心板效能：一般指處理器的架構、核心數、主頻、浮點運算能力等，除此之外，核心闆闆載的記憶體大小、儲存大小也在一定程度上影響核心板效能。

l     作業系統：常用的系統有安卓、Ubuntu 、精簡Linux （如yocto 構建的），依據不同的專案需求選擇適合的系統。一般低端的ARM 核心板無法執行安卓系統，甚至是Ubuntu 系統。

l     外設資源：外設方面需要注意複用問題，藉助廠商提供的引腳複用表審查資源是否夠用。此外，部分引腳可能與系統啟動相關或存在晶片設計BUG ，需要謹慎使用，避免入坑。

l     工作溫度：嚴格的工業領域一定要選擇工業級產品，其工作溫度在-40~85 度，商業級產品工作溫度滿足0~70 度標準。

l     技術服務：ARM 核心板的應用是個複雜的過程，大都涉及到核心與驅動的除錯。在需要核心板外設資源不足時，還需要開發擴充套件晶片的驅動。因此，優質的廠商、專業的技術服務是衡量產品價值的重要指標。

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行技術交流，避免因選型問題導致開發延期。武漢永珍奧科專業的ARM 核心板研發、銷售團隊，為您提供免費的方案及產品技術諮詢。

永珍奧科擁有以華中科技大學博士後為核心的嵌入式專家團隊、系統底層軟體團隊、 EMC工程師團隊，目前已完成31個系列（ARM9、MIPS、Cortex-A7/A8/A9、Cortex-A35/A53/A55/A72、DSP、FPGA）數十種高階CPU的技術方案儲備，在RTOS、Windows、Linux、Andriod 等系統上有豐富的設計經驗。