Введение
Плата на базе мегапопулярного китайского процессора Allwinner A13, незатейливо названная нами A13AA, предназначена для использования в качестве основы разнообразных систем управления, требующих одновременно как компактные размеры с возможностью батарейного питания, так и высокие вычислительные возможности. Плата несет на борту процессор с рабочей частотой 1ГГц, оперативную память DDR3, объемом 256Мб и (опционально) флеш память, объемом 4ГБ.
Выбор процессора обусловлен его низкой ценой и неплохим набором периферии. В недостатках — небольшая распространенность в России (именно для покупки чипов, а не в составе планшетов) и откровенно слабая документация. С недостатками вполне можно мириться, в сухом остатке имеем привлекательный чип.
Новые платы появляются как грибы после дождя. Тут и Cubieboard, и Virt2real, и Wirenboard, зачем еще одна? У A13AA есть несколько отличий. Во-первых, плата выполнена максимально компактной, толщина 5,5мм (а без разъема mini USB — всего 3,2мм!). Правда, в версии со встроенной флеш памятью эти показатели увеличиваются на 2мм, но и это не мешает плате оставаться едва ли не самой низкопрофильной среди аналогичных. Во-вторых, плата имеет мощную систему питания на базе микросхемы AXP209, разработанной специально для процессоров Allwinner. Помимо стандартного набора напряжений 3,3В и 5В, пользователю доступны аж 4 индивидуально регулируемых выходных напряжения. Имеется и схема зарядки литиевого аккумулятора, поэтому задача подключения внешнего аккумулятора сводится к подпайке его на нужные контакты. В третьих, пользователю доступна масса портов ввода-вывода, поддерживающих такие интерфейсы как USB, SPI, I2C, USART, SD, CSI (интерфейс камеры), интерфейс для подключения дисплея (18-битный). Среди них имеются два разъема UEXT, поддерживаемых фирмой Olimex и предлагающей массу плат расширения. В четвертых, изначально была поставлена цель сделать цену платы не просто доступной, но и вообще адекватной. Насколько мы близки к этой цели судить вам, прогноз цены составляет 990руб в версии без флеши и 1290руб с 4Гб флеш памяти на борту.
Для кого A13AA
Плата однозначно подойдет вам, если вы конструируете свое устройство для изготовления в одном или нескольких экземплярах, знакомы с линуксом или андроидом (или готовы запустить процессор без ОС), не пугаетесь мысли изготовить, при необходимости, свою «материнскую» плату, и уперлись в ограничения традиционных AVR и STM32 или считаете избыточными другие решения. Дело в том, что развести A13 с памятью DDR3 на двуслойке невозможно, а четыре слоя сразу серьезно увеличивают бюджет изготовления платы, что неприменимо для DIY проектов, да и сложность ее проектирования выше среднего. Теперь же можно будет взять A13AA, поместить на простую двуслойную (да хоть однослойную, почему нет!) базовую плату, поставить кнопки, индикаторы, разъемы, а ЖКИ с тач-скрином, камеру и аккумулятор добавить по вкусу. Ну а если базовая плата не нужна, то A13AA прекрасно будет работать в одиночку, для того чтобы ее запустить, понадобится лишь кабель mini-USB (и карта micro SD — в варианте без флеш). На плате уже имеются разъем mini-USB для питания и отладки, разъем для карты памяти и три аппаратные кнопки — питание, сброс, uboot. Это наверняка оценят студенты и преподаватели, электронщики и программисты, и просто энтузиасты. Плата, возможно, заинтересует и конструкторов бортовой аппаратуры как БПЛА, так и колесного и водного транспорта. Организовать ли передачу изображения с бортовой камеры по wi-fi, записать ли его на карту памяти, обработать ли сигналы с датчиков — на все это плата способна, только wi-fi подключи.
Кому A13AA не подойдет
Однозначно не подойдет тем, кому нужно SATA, HDMI, Ethernet. Этого нет и не будет. Эти интерфейсы усложняют, удорожают плату, увеличивают габариты, если они Вам нужны, выберите другую плату, коих сейчас предостаточно. Также, не стоит закладывать нашу плату в серийный проект, ну тут всё понятно, для массового изделия выгоднее сделать свою конструкцию.
Сравнение с конкурентами
Не совсем правильно называть одноклассников конкурентами, наоборот, мы старались занять нишу, максимально удаленную от имеющихся решений, именно поэтому она позиционируется как встраиваемая (embedded), а вовсе не как маленький компьютер. И конкурировать, например, с Cubieboard мы не собираемся. Но сделать некоторые сравнения мы в силах.
Наиболее близкими к нашей A13AA из широко известных являются Cubieboard и MK802. Близкими по составу, но не по назначению. Они построены на базе A10, напомню, что это старший брат A13, отличается наличием HDMI, бОльшим количеством портов и некоторыми мелочами. MK802 всем хорош, но не имеет GPIO, отпадает. Конечно, его можно совместить с Arduino, но этот дуэт пахнет костылестроением, к тому же он дороже. Cubie уже интереснее, эта плата имеет целый гигабайт оперативки, SATA, 3xUSB, HDMI. Но, как обычно это и бывает, недостатки являются продолжением достоинств, всё это обширное хозяйство больше потребляет, занимает больше места и снова дороже. Кроме того, Cubie напрочь лишен возможности заряжать аккумулятор. По сути, он оптимален как центр управления полетами стационарными объектами с привязкой к розетке, внешнему диску и эзернету.
Самыми близкими аналогами являются платы Olinuxino-micro и Olinuxino на базе A13. Первая не имеет микросхемы управления питанием, что не столь экономично и не поддерживает заряд аккумулятора, кроме того, не имеет флеш памяти совсем. Вторая имеет вдвое больше ОЗУ — 512Мб, встроенный хаб на 3 USB, может питаться от внешнего источника с широким диапазоном напряжения. Всё это неплохо, но занимает место, потребляет энергию, а главное, стоит денег, ТАМ — 35..55 евро, а ЗДЕСЬ — еще больше в рублях, да еще и редко бывает в наличии.
На сладкое осталась Малинка. 25 долларов — это сильная заявка, плюс широкая раскрученность и поддержка, небольшие габариты. Но и минусы есть. Купить пирожок в России за эти деньги нереально, да и встраиваемой эту плату назвать трудно, работы от аккумулятора нет и тактовая частота ниже.
Как видим, в некоторых исключительных случаях, A13AA незаменима, а цена с учетом российских условий, так вообще самая низкая из всех сколь-нибудь похожих по вычислительным способностям плат.
Особенности
Плата построена на базе OLinuXino от Olimex, честь им и хвала, без этих душевных болгарских наших братьев наш проект вряд ли бы состоялся.
Размеры платы 78,8*64,8мм, разводка выполнена в четырех слоях. По краям платы размещены контактные площадки с отверстиями для двухрядных штырей типа PLD с шагом 2,54мм, в просторечии “гребенка”. Меньший шаг выводов был бы удобнее, но примененный тип повсеместно распространен и дешевле других. Платы планируется поставлять без штырей, чтобы Вы сами могли их запаять на любую сторону платы и при этом чуть-чуть сэкономить. Для тех, кто не желает возиться с паяльником экономя каждую копейку, рассмотрим вопрос о поставке платы с установленными штырями. Штыри позволяют либо припаять плату к другой плате “бутербродом”, либо подключить гибкий шлейф с разъемом IDC, который элементарно собирается из ленточного кабеля и собственно разъема, путем обжимания, даже без специального инструмента. Именно такое соединение применяется в стандарте IDE, а точнее, в старой версии с 40-жильным кабелем. Конечно, ничего не мешает запаять нужные провода прямо в отверстия, этот вариант может пригодиться для монтажа на объектах, подверженных вибрации. Всего таких разъемов пять. Один 60-контактный совмещает в себе интерфейс для камеры и ЖКИ. Два десятиконтактных представляют собой UEXT интерфейсы (один из них с ограничениями). Один восьмиконтактный содержит в себе питающие пины. И, наконец, один 40-контактный заполнен оставшимися линиями GPIO, аудио входом и выходом, двумя каналами USB (один из которых совмещен с установленным на плате разъемом mini-USB), выводами, дублирующими кнопки, размещенные на плате, а также, вход АЦП для подключения других аппаратных кнопок и прочими нужными сигналами.
Вопросы и ответы
Почему всего 256Мб ОЗУ?
Давайте разберемся, а мало ли это? Для персонального компьютера и даже обычного смартфона это и правда, маловато, но для встраиваемых применений, набор приложений как правило ограничен и в среднем, потребности большинства укладываются в единицы-десятки мегабайт. Больше нужно лишь для определенного класса задач, тяжелой обработки видео, фото в высоком разрешении, баз данных, игр. Все это характерно для десктопных применений на железе, имеющим не только процессор, но и дисковые и сетевые интерфейсы, чтобы эти самые объемы откуда-то получать и куда-то отправлять, и это не наш случай. Кроме того, одна микросхема DDR3 потребляет в пике более 200мА, это немало для аккумуляторного устройства и удвоение объема памяти удваивает потребление, даже если память и не используется приложениями. И наконец, WirenBoard к примеру, имеет «всего» 64Мб что не мешает ей существовать.
Каково энергопотребление системы?
По оценке Olimex, на частоте 1ГГц система потребляет 2Вт, в спящем режиме 3мА от аккумулятора.
Почему старый одноядерный A13, ведь уже есть четырехядерный A31?
Ответ весьма прост — цена. Кроме того, крайне мало встраиваемых применений требуют многопоточности, поэтому многоядерность для них избыточна. Есть еще маленький нюанс, A13 выпускается в корпусе с выводами, что удешевляет монтаж при небольших партиях, а поскольку мы не собираемся выпускать плату миллионами, это тоже имеет значение.
Какие существуют модули расширения и где их взять?
На сайте Olimex есть довольно большой перечень разнообразных модулей. Цены великоваты, поэтому, если будет спрос, мы сделаем наиболее востребованные аналоги дешевле.
Как приобрести?
Пока никак. Собственно, проект делается в первую очередь для собственных нужд, однако, было бы некрасиво не поделиться с сообществом результатами труда. В связи с этим, нет никакого предзаказа. Когда платы появятся в наличии, мы сможем предложить их приобрести сразу, ориентировочный срок — август 2013г. Пока же, считаем нужным сообщить о самом факте и набраться терпения.
ссылка на оригинал статьи http://habrahabr.ru/post/182000/
Добавить комментарий