CompuLab SBC-IOT-IMX8PLUS Industrial Raspberry Pi IoT Gateway brugervejledning

Dokument	Beliggenhed
SBC-IOT-IMX8PLUS ressourcer	https://www.compulab.com/products/sbcs/sbc-iot-imx8plus-nxp-i- mx8m-plus-internet-of-things-single-board-computer/#devres

OVERVIEW

Højdepunkter

NXP i.MX8M-Plus CPU, quad-core Cortex-A53
Op til 8 GB RAM og 128 GB eMMC

LTE/4G modem, WiFi 802.11ax, Bluetooth 5.3
2x LAN, USB3.0, 2x USB2.0 og CAN bus

Op til 3x RS485 | RS232 og digital I/O
Sikker boot og Hardware Watchdog

Designet til pålidelighed og drift 24/7
Bredt temperaturområde på -40C til 80C

Input voltage række af 8V til 36V og PoE klient
Debian Linux og Yocto Project

Specifikationer

Tabel 3 CPU-kerne, RAM og lager

Feature	Specifikationer
CPU	NXP i.MX8M Plus Quad, quad-core ARM Cortex-A53, 1.8 GHz
NPU	AI/ML Neural Processing Unit, op til 2.3 TOPS
Real-Time Co-processor	ARM Cortex-M7, 800Mhz
VÆDDER	1 GB – 8 GB, LPDDR4
Primær opbevaring	16GB – 128GB eMMC flash, loddet indbygget

Tabel 4 Netværk

Feature	Specifikationer
LAN	2x 1000Mbps Ethernet-portx, RJ45-stik
WiFi og Bluetooth	802.11ax WiFi og Bluetooth 5.3 BLE Implementeret med Intel WiFi 6E AX210-modul 2x 2.4GHz / 5GHz gummiandantenner
Cellulær	4G/LTE CAT4 cellemodul, Quectel EC25-E/A Cellulær andeantenne af gummi
Cellulær	SIM-kortstik
GNSS	GPS Implementeret med Quectel EC25 modul

Tabel 5 Display og grafik

Feature	Specifikationer
Display output	DVI-D, op til 1080p60
GPU og video	GC7000UL GPU1080p60 HEVC/H.265, AVC/H.264* kun med C1800QM CPU-mulighed

Tabel 6 I/O og system

Feature	Specifikationer
USB	2x USB2.0-porte, type-A-stik (bagpanel)
USB	1x USB3.0-port, type-A-stik (frontpanel)
RS485 / RS232	Op til 3x RS485 (halv-duplex) \| RS232-porte Isoleret klemrækkestik
CANbus	1x CAN-bus portIsoleret, klemrækkestik
Digital I/O	4x digitale udgange + 4x digitale indgange Isoleret, 24V kompatibel med EN 61131-2, klemrækkestik
Debug	1x seriel konsol via UART-til-USB-bro, mikro-USB-stik
Debug	Understøttelse af NXP SDP/UUU-protokol, mikro-USB-stik
Udvidelse	Udvidelsesstik til tilføjelseskort LVDS, SDIO, USB, SPI, I2C, GPIO'er
Sikkerhed	Sikker boot, implementeret med i.MX8M Plus HAB-modul
LED'er	2x almindelige tofarvede LED'er
RTC	Realtidsur drevet fra indbygget møntcellebatteri
Vagthund	Hardware vagthund
PoE	Understøttelse af PoE (powered device)

Tabel 7 El, Mekanik og Miljø

Forsyning Voltage	Ureguleret 8V til 36V
Dimensioner	132 x 84 x 25 mm
Varmeplade	Aluminium varmeplade, 130mm x 80mm * kun med "H"-konfigurationsmulighed
Køling	Passiv køling, ventilatorløst design
Vægt	450 gram
MTTF	2000,000 timer
Driftstemperatur	Kommerciel: 0° til 60° C Forlænget: -20° til 60° C Industriel: -40° til 80° C

KERNESYSTEMKOMPONENTER

NXP i.MX8M Plus SoC

i.MX8M Plus-processorerne har avanceret implementering af en quad ARM® Cortex®-A53-kerne, som fungerer ved hastigheder på op til 1.8 GHz. En Cortex®-M7-kerneprocessor til generelle formål muliggør laveffektbehandling.

Figur 1 i.MX8M Plus blokdiagram

Systemhukommelse

DRAM
SBC-IOT-IMX8PLUS fås med op til 8 GB indbygget LPDDR4-hukommelse.

Primær opbevaring
SBC-IOT-IMX8PLUS har op til 128 GB loddet indbygget eMMC-hukommelse til lagring af bootloader og operativsystem (kerne og rod filesystem). Den resterende eMMC-plads bruges til at lagre generelle (bruger) data.

WiFi og Bluetooth

SBC-IOT-IMX8PLUS kan valgfrit samles med Intel WiFi 6 AX210-modulet, der giver 2×2 WiFi 802.11ax og Bluetooth 5.3-grænseflader. AX210-modulet er installeret i M.2-sokkel (P22).
WiFi- og Bluetooth-antenneforbindelser er tilgængelige via to indbyggede MHF4-stik. SBC-IOT-IMX8PLUS leveres med to MHF4-til-RP-SMA kabler og to 2.4GHz / 5GHz gummiandantenner.

Mobil og GPS

SBC-IOT-IMX8PLUS mobilgrænseflade er implementeret med et mini-PCIe cellulært modemmodul og et nano-SIM-stik. For at konfigurere SBC-IOT-IMX8PLUS til mobilfunktionalitet skal du installere et aktivt SIM-kort i nano-SIM-stikket U10. Mobilmodulet skal installeres i mini PCIe-stik P3.

Det cellulære modemmodul implementerer også GNNS / GPS.

Modemantenneforbindelser er tilgængelige via indbyggede MHF-stik. SBC IOT IMX8PLUS leveres med to MHF-til-SMA-kabler og en cellulær gummi-and-antenne.

CompuLab forsyner SBC-IOT-IMX8PLUS med følgende cellulære modemmuligheder:

4G/LTE CAT4 cellulært modul, Quectel EC25-E (EU-bånd)
4G/LTE CAT4 cellulært modul, Quectel EC25-A (US-bånd)

Figur 2 mobilmodem og SIM-kortstik

Ethernet

SBC-IOT-IMX8PLUS inkorporerer to Ethernet-porte implementeret med i.MX8M Plus interne MAC'er og to Realtek RTL8211 PHY'er
ETH1 er tilgængelig på stik P13; ETH2 er tilgængelig på stik P14.
ETH2-porten har valgfri POE 802.3af-drevet enhed.

BEMÆRK: ETH2-porten har kun PoE-drevet enhedskapacitet, når enheden er bestilt med 'POE'-konfigurationsmuligheden.

USB

USB3.0

SBC-IOT-IMX8PLUS har én USB3.0-værtsport, der er dirigeret til frontpanelets USB-stik J8. USB3.0-porten implementeres direkte med den native i.MX8M Plus-port.

USB2.0

SBC-IOT-IMX8PLUS har to eksterne USB2.0-værtsporte. Portene er ført til bagpanelets USB-stik P17 og P18. Alle USB2.0-porte er implementeret med MicroChip USB2514 USB-hub. 3.7 CAN-bus SBC-IOT-IMX8PLUS har én CAN 2.0B-port implementeret med i.MX8M Plus CAN-controller. CAN-bus-signaler dirigeres til industrielt I/O-stik P8. For pin-out detaljer henvises til afsnit 5.4.

Seriel debug-konsol

SBC-IOT-IMX8PLUS har en seriel debug-konsol via UART-til-USB-bro over mikro-USB-stik. CP2104 UART-til-USB-broen er forbundet med i.MX8M Plus UART-port. CP2104 USB-signaler sendes til mikro-USB-stik P20, som er placeret på frontpanelet.

Display output

SBC-IOT-IMX8PLUS har DVI-D-interface, der er dirigeret til standard HDMI-stik. Display output interface understøtter opløsninger på op til 1920 x 1080.

USB-programmeringsport

SBC-IOT-IMX8PLUS har et USB-programmeringsinterface, der kan bruges til gendannelse af enheden ved hjælp af NXP UUU-værktøjet.
USB-programmeringsgrænsefladen føres til frontpanelstikket P16.
Når en værts-pc er forbundet med et USB-kabel til USB-programmeringsstikket, deaktiverer SBC-IOTIMX8PLUS normal opstart fra eMMC og går i seriel downloader-starttilstand.

I/O udvidelsesstik

SBC-IOT-IMX8PLUS udvidelsesinterface er tilgængelig på M.2 Key-E socket P12. Udvidelsesstikket tillader integration af brugerdefinerede I/O-tilføjelseskort i SBC-IOT IMX8PLUS. Udvidelsesstikket har indlejrede grænseflader som LVDS, I2C, SPI, USB og SDIO.

Industriel I/O (IE-moduler)

SBC-IOT-IMX8PLUS har 4 industrielle I/O (IE) slots, der kan udstyres med op til 4 forskellige I/O-moduler. Hver IE-slot er isoleret fra SBC-IOT-IMX8PLUS. I/O slots A,B,C kan monteres med RS232 eller RS485 I/O moduler. I/O slot D kan kun monteres med et digitalt I/O (4x DI, 4x DO) modul.

Tabel 8 Industriel I/O – funktioner og bestillingskoder

	I/O slot A	I/O slot B	I/O slot C	I/O slot D
RS-232 (2-leder)	FARS2	FBRS2	FCRS2	–
RS-485 (halv-duplex)	FARS4	FBRS4	FCRS4	–
Digital I/O (4x DI, 4x DO)	–	–	–	FDIO

Kombination examples:

For 2x RS485 vil bestillingskoden være SBC-IOTIMX8PLUS-...-FARS4 FBRS4-...
For 1x RS232 + 1x RS485 + digital I/O vil bestillingskoden være SBC IOTIMX8PLUS-…-FARS2- FBRS4-FDIO-…

Visse I/O-kombinationer kan også implementeres med indbyggede SMT-komponenter.

Industrielle I/O-signaler dirigeres til en 2×11 klemrække på SBC-IOT IMX8PLUS bagpanelet. Se afsnit 5.4 for kontaktstift-out.

IE-RS485
RS485-funktionen er implementeret med MAX13488 transceiver forbundet med i.MX8M Plus UART-porte. Nøglekarakteristika:

2-leder, halv duplex

Galvanisk isolering fra hovedenheden
Programmerbar baudrate på op til 3 Mbps
Softwarestyret 120ohm termineringsmodstand

IE-RS232
RS232-funktionen er implementeret med MAX3221 (eller kompatibel) transceiver forbundet med i.MX8M Plus UART-porte. Nøglekarakteristika:

Kun RX/TX
Galvanisk isolering fra hovedenheden

Programmerbar baudrate på op til 250 kbps

Digitale indgange og udgange
Fire digitale indgange er implementeret med CLT3-4B digital terminering efter EN 61131-2. Fire digitale udgange er implementeret med VNI4140K solid-state relæ efter EN 61131-2. Nøglekarakteristika:

Ekstern forsyning voltage op til 24V

Galvanisk isolering fra hovedenheden og andre I/O-moduler
Digitale udgange maksimal udgangsstrøm – 0.5A pr. kanal

Figur 3 Digital udgang – typisk ledningsføring f.eksample

Figur 4 Digital indgang – typisk ledningsføring f.eksample

SYSTEMLOGIK

Power Subsystem

Strømskinner

SBC-IOT-IMX8PLUS forsynes med en enkelt strømskinne med en indgangsvoltage område fra 8V til 36V.
Når SBC-IOT-IMX8PLUS er samlet med "POE"-indstillingen, kan den også strømforsynes via ETH2-stik fra en 802.3at Type 1 PoE-kilde.

Strømtilstande

SBC-IOT-IMX8PLUS understøtter tre hardware strømtilstande

Tabel 9 Strømtilstande

Strømtilstand	Beskrivelse
ON	Alle interne strømskinner er aktiveret. Tilstanden aktiveres automatisk, når hovedstrømforsyningen er tilsluttet.
SLUKKET	CPU kerne strømskinner er slukket. Alle perifere strømskinner er slukket.
Sove	DRAM vedligeholdes i selv-opdatering. De fleste CPU-kernestrømskinner er slukket. De fleste af de perifere strømskinner er slukket.

RTC backup-batteri
SBC-IOT-IMX8PLUS har et 120mAh møntcelle-lithiumbatteri, som opretholder den indbyggede RTC, når hovedstrømforsyningen ikke er til stede.

Realtidsur

SBC-IOT-IMX8PLUS RTC er implementeret med AM1805 real-time clock (RTC) chippen. RTC'en er forbundet til i.MX8M Plus SoC ved hjælp af I2C-grænsefladen på adressen 0xD2/D3. SBC IOT-IMX8PLUS backup-batteri holder RTC kørende for at vedligeholde ur- og tidsinformation, når hovedstrømforsyningen ikke er til stede.

Hardware Watchdog

SBC-IOT-IMX8PLUS vagthund-funktion er implementeret med i.MX8M Plus vagthund.

GRÆNSEFLADER OG FORBINDELSER

Forbindelsesplaceringer

Panelstik

Interne stik

DC strømstik (J7)

DC strømindgangsstik.

Tabel 10 DC-jackstik pin-out

Stift	Signal navn
1	DC IN
2	GND

Tabel 11 DC-jackstikdata

Fabrikant	Fabr. P/N
Kontakt Teknologi	DC-081HS(-2.5)

Konnektoren er kompatibel med SBC-IOT-IMX8PLUS AC PSU og IOTG ACC-CABDC DC-kabel, der fås fra CompuLab.

USB-værtsstik (J8, P17, P18)

SBC-IOT-IMX8PLUS USB3.0-værtsport er tilgængelig via standard type-A USB3-stik J8. SBC-IOT-IMX8PLUS USB2.0-værtsporte er tilgængelige via to standard type-A USB-stik P17 og P18.
For yderligere detaljer henvises til afsnit 3.6 i dette dokument.

Industriel I/O-stik (P8)

SBC-IOT-IMX8PLUS industrielle I/O-signaler sendes til klemme P8. Pin-out bestemmes af I/O-modulernes konfiguration. For yderligere detaljer henvises til afsnit 3.12.

Tabel 12 Industriel I/O-tilføjelsesstik pin-out

I/O modul	Stift	Singal Navn	Isolation Power Domain
A	1	RS232_TXD / RS485_POS	1
–	2	CAN_L	1
A	3	RS232_RXD / RS485_NEG	1
–	4	CAN_H	1
A	5	ISO_GND_1	1
B	6	RS232_RXD / RS485_NEG	2
B	7	RS232_TXD / RS485_POS	2
B	8	ISO_GND_2	2
D	9	IN0	3
D	10	IN1	3
D	11	IN2	3
C	12	RS232_TXD / RS485_POS	3
D	13	IN3	3
C	14	RS232_RXD / RS485_NEG	3
D	15	UD0	3
D	16	UD1	3
D	17	UD3	3
D	18	UD2	3
D	19	24V_IN	3
D	20	24V_IN	3
C/D	21	ISO_GND_3	3
C/D	22	ISO_GND_3	3

Tabel 13 Industrielle I/O-tilføjelsesstikdata

Connector type	Pin-nummerering
22-polet dual-raw stik med push-in fjederforbindelser Låsning: skrueflange Pitch: 2.54 mm Trådtværsnit: AWG 20 – AWG 30 Stik P/N: Kunacon HGCH25422500K Passende stik P/N: Kunacon PDFD25422500K NOTE: CompuLab leverer det tilhørende stik med gatewayenheden

Seriel debug-konsol (P5)

SBC-IOT-IMX8PLUS seriel debug konsol interface er dirigeret til mikro USB stik P20. For yderligere information henvises til afsnit 3.8 i dette dokument.

RJ45 Ethernet-stik (P13, P14)

SBC-IOT-IMX8PLUS Ethernet-port ETH1 dirigeres til RJ45-stik P13. SBC IOT-IMX8PLUS Ethernet-port ETH2 dirigeres til RJ45-stik P14. For yderligere detaljer henvises til afsnit 3.5 i dette dokument.

Mini-PCIe-stik (P3)

SBC-IOT-IMX8PLUS har en mini-PCIe socket P3 hovedsageligt beregnet til cellulære modemmoduler. P3 implementerer USB- og SIM-grænseflader. Socket P3 implementerer ikke PCIe-signaler.

Nano-SIM-stik (U10)
Nano-uSIM-stikket (U10) er forbundet til mini-PCIe-stik P3.

Udvidelsesstik (P19)

SBC-IOT-IMX8PLUS udvidelsesinterface er tilgængelig på M.2 Key-E-sokkel med en brugerdefineret pin-out P19. Udvidelsesstikket gør det muligt at integrere brugerdefinerede I/O-tilføjelseskort i SBC-IOTIMX8PLUS. Følgende tabel viser stikkets pin-out og tilgængelige pin-funktioner.

Tabel 14 Ekspansionsstik pin-out

Stift	Singal navn	Beskrivelse	Stift	Signalnavn	Beskrivelse
2	VCC_3.3V	Udgangseffekt 3.3V	1	GND
4	VCC_3.3V	Udgangseffekt 3.3V	3	USB_DP	Valgfri multiplekset USB2 fra USB Hub
6	VCC_5V	Udgangseffekt 5V	5	USB_DN	Valgfri multiplekset USB2 fra USB Hub
8	VCC_5V	Udgangseffekt 5V	7	GND
10	VBATA_IN	Strømindgang (8V – 36V)	9	I2C6_SCL	I2C6_SCL / PWM4_OUT / GPIO3_IO19
12	VBATA_IN	Strømindgang (8V – 36V)	11	I2C6_SDA	I2C6_SDA / PWM3_OUT / GPIO3_IO20
14	VBATA_IN	Strømindgang (8V – 36V)	13	GND
16	EXT_PWRBTNn	ON/OFF indgang	15	ECSPI2_SS0	ECSPI2_SS0 / GPIO5_IO13
18	GND		17	ECSPI2_MISO	ECSPI2_MISO / GPIO5_IO12
20	EXT_RESET	Nulstil input	19	GND
22	RESERVERET		21	ECSPI2_SCLK	ECSPI2_SCLK / GPIO5_IO10
24	NC	Nøgle E hak	23	ECSPI2_MOSI	ECSPI2_MOSI / GPIO5_IO11
26	NC	Nøgle E hak	25	NC	Nøgle E hak
28	NC	Nøgle E hak	27	NC	Nøgle E hak
30	NC	Nøgle E hak	29	NC	Nøgle E hak
32	GND		31	NC	Nøgle E hak
34	I2C5_SDA	I2C5_SDA / PWM1_OUT / GPIO3_IO25	33	GND
36	I2C5_SCL	I2C5_SCL / PWM2_OUT / GPIO3_IO21	35	JTAG_TMS	SoC JTAG
38	GND		37	JTAG_TDI	SoC JTAG
40	JTAG_TCK	SoC JTAG	39	GND
42	GND		41	JTAG_MOD	SoC JTAG
44	RESERVERET		43	JTAG_TDO	SoC JTAG
46	SD2_DATA2	SD2_DATA2 / GPIO2_IO17	45	GND
48	SD2_CLK	SD2_CLK/GPIO2_IO13	47	LVDS_CLK_P	LVDS udgangsur
50	SD2_DATA3	SD2_DATA3 / GPIO2_IO18	49	LVDS_CLK_N	LVDS udgangsur
52	SD2_CMD	SD2_CMD / GPIO2_IO14	51	GND
54	SD2_DATA0	SD2_DATA0 / GPIO2_IO15	53	LVDS_D3_N	LVDS-outputdata
56	GND		55	LVDS_D3_P	LVDS-outputdata
58	SD2_DATA1	SD2_DATA1 / GPIO2_IO16	57	GND
60	SD2_nRST	SD2_nRST / GPIO2_IO19	59	LVDS_D2_N	LVDS-outputdata
62	GND		61	LVDS_D2_P	LVDS-outputdata
64	RESERVERET		63	GND
66	GND		65	LVDS_D1_N	LVDS-outputdata
68	RESERVERET		67	LVDS_D1_P	LVDS-outputdata
70	RESERVERET		69	GND
72	VCC_3.3V	Udgangseffekt 3.3V	71	LVDS_D0_P	LVDS-outputdata
74	VCC_3.3V	Udgangseffekt 3.3V	73	LVDS_D0_N	LVDS-outputdata
			75	GND

Indikator LED'er

Tabellerne nedenfor beskriver SBC-IOT-IMX8PLUS indikator LED'er.

Tabel 15 Power LED

Hovedstrøm tilsluttet	LED tilstand
Ja	On
Ingen	Slukket

LED'er til generelle formål styres af SoC GPIO'er.

Tabel 16 Bruger-LED #1

GP5_IO05 tilstand	LED tilstand
Lav	Slukket
Høj	Rød

Tabel 17 Bruger-LED #2

GP5_IO01 tilstand	GP4_IO28 tilstand	LED tilstand
Lav	Lav	Slukket
Lav	Høj	Grøn
Høj	Lav	Rød
Høj	Høj	Gul

Antennestik

SBC-IOT-IMX8PLUS har op til fire stik til eksterne antenner.

Tabel 18 Standard tildeling af antennestik

Forbindelsesnavn	Fungere	Connector Type
WLAN-A / BT	WiFi/BT hovedantenne	RP-SMA
WLAN-B	WiFi hjælpeantenne	RP-SMA
WWAN	LTE hovedantenne	SMA
AUX	GPS antenne	SMA

MEKANISK

Varmeplade og køleløsninger

SBC-IOT-IMX8PLUS er forsynet med en valgfri varmepladesamling. Varmepladen er designet til at fungere som en termisk grænseflade og bør normalt bruges sammen med en køleplade eller en ekstern køleløsning. En køleløsning skal være tilvejebragt for at sikre, at temperaturen på ethvert sted på varmesprederens overflade under værst tænkelige forhold opretholdes i overensstemmelse med SBC-IOTIMX8PLUS temperaturspecifikationerne. Forskellige varmestyringsløsninger kan bruges, herunder aktive og passive varmeafledningsmetoder.

Mekaniske tegninger

SBC-IOT-IMX8PLUS 3D-model er tilgængelig til download på:
https://www.compulab.com/products/sbcs/sbc-iot-imx8plus-nxp-i-mx8m-plus-internet-of-thingssingle-board-computer/#devres

OPERATIONELLE KARAKTERISTIKA

Absolut maksimale vurderinger

Tabel 19 Absolutte maksimumvurderinger

Parameter	Min	Maks	Enhed
Hovedstrømforsyning voltage	-0.3	40	V

NOTE: Stress ud over det absolutte maksimum kan forårsage permanent skade på enheden.

Anbefalede driftsbetingelser

Tabel 20 Anbefalede driftsforhold

Parameter	Min	Typ.	Maks	Enhed
Hovedstrømforsyning voltage	8	12	36	V

Støtte

© 2022 CompuLab
Der gives ingen garanti for nøjagtighed vedrørende indholdet af oplysningerne i denne publikation. I det omfang loven tillader det, vil intet ansvar (herunder et ansvar over for nogen person på grund af uagtsomhed) blive accepteret af CompuLab, dets datterselskaber eller ansatte for direkte eller indirekte tab eller skade forårsaget af udeladelser fra eller unøjagtigheder i dette dokument.
CompuLab forbeholder sig retten til at ændre detaljer i denne publikation uden varsel.
Produkt- og virksomhedsnavne heri kan være varemærker tilhørende deres respektive ejere.

CompuLab
17 Ha Yetzira St., Yokneam Illit 2069208, Israel
Tlf.: +972 (4) 8290100
www.compulab.com
Fax: +972 (4) 8325251

Dokumenter/ressourcer

CompuLab SBC-IOT-IMX8PLUS Industrial Raspberry Pi IoT Gateway [pdfBrugervejledning
SBC-IOT-IMX8PLUS Industriel Raspberry Pi IoT Gateway, SBC-IOT-IMX8PLUS, Industriel Raspberry Pi IoT Gateway, Raspberry Pi IoT Gateway, Pi IoT Gateway

Referencer

Brugermanual

INDLEDNING