IOT-GATE-iMX8 Industrielles Raspberry Pi IoT-Gateway
Benutzerhandbuch
IOT-GATE-iMX8 Industrielles Raspberry Pi IoT-Gateway
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Tabelle 1 Revisionshinweise zum Dokument
| Datum | Beschreibung |
| Juni 2020 | ·Erste Veröffentlichung |
| Juni 2020 | · P41-Pinbelegungstabelle in Abschnitt 5.9 hinzugefügt ·Anschlussstiftnummerierung in den Abschnitten 5.4 und 5.10 hinzugefügt |
| August 2020 | ·Abschnitte 3.10 und 5.10 des Add-on für industrielle E/A hinzugefügt |
| September 2020 | ·Fixed LED GPIO Nummer in Abschnitt 5.12 |
| Februar 2021 | ·Legacy-Abschnitt entfernt |
| 2021. Oktober | ·Aktualisierte unterstützte CAN-Modi in Abschnitt 3.10.2 ·Festgelegter Antennenanschlusstyp in Abschnitt 5.12 |
| März 2022 | · PoE-Add-On-Beschreibung in den Abschnitten 3.11 und 5.13 hinzugefügt |
| Januar 2023 | · Zusätzliche Beschreibung des 4–20-mA-Eingangs in den Abschnitten 3.10, 3.10.5 und 5.10 hinzugefügt · Aktualisierte Zeichnung der linken Seitenwand in Abschnitt 5.1.3 · Schaltplan des Digitalausgangs in Abschnitt 3.10.4 aktualisiert · Digitale E/A-Betriebsbedingungen in Abschnitt 3.10.4 hinzugefügt |
| Februar 2023 | · Typischer Stromverbrauch in Abschnitt 7.3 hinzugefügt · Zuordnungstabelle Antennenstecker in Abschnitt 5.12 korrigiert |
EINFÜHRUNG
1.1 Über dieses Dokument
Dieses Dokument ist Teil einer Reihe von Dokumenten, die Informationen enthalten, die für den Betrieb und die Programmierung des Compulab IOT-GATE-iMX8 erforderlich sind.
1.2 Zugehörige Dokumente
Weitere Informationen, die nicht in diesem Handbuch enthalten sind, finden Sie in den in Tabelle 2 aufgeführten Dokumenten.
Tabelle 2 Zugehörige Dokumente
| Dokumentieren | Standort |
| IOT-GATE-iMX8-Designressourcen | https://www.compulab.com/products/iot-gateways/iot-gate-imx8- industrial-arm-iot-gateway/#devres |
ÜBERVIEW
2.1 Highlights
- NXP i.MX8M Mini-CPU, Quad-Core-Cortex-A53
- Bis zu 4 GB RAM und 128 GB eMMC
- LTE-Modem, WLAN ac, Bluetooth 5.1
- 2x Ethernet, 3x USB2, RS485 / RS232, CAN-FD
- Benutzerdefinierte E/A-Erweiterungskarten
- Lüfterloses Design im robusten Aluminiumgehäuse
- Entwickelt für Zuverlässigkeit und 24/7-Betrieb
- Großer Temperaturbereich von -40 °C bis 80 °C
- 5 Jahre Garantie und 15 Jahre Nachkauf
- Breite EingangslautstärketagDer Bereich von 8V bis 36V
- Debian Linux und Yocto-Projekt
2.2 Technische Daten
Tabelle 3 CPU, RAM und Speicher
| Besonderheit | Technische Daten |
| CPU | NXP i.MX8M Mini, Quad-Core-ARM Cortex-A53, 1.8 GHz |
| Echtzeit-Coprozessor | ARM Cortex-M4 |
| RAM | 1 GB – 4 GB, LPDDR4 |
| Primärer Speicher | 4 GB – 64 GB eMMC-Flash, auf der Platine verlötet |
| Sekundärspeicher | 16 GB – 64 GB eMMC-Flash, optionales Modul |
Tabelle 4 Netzwerk
| Besonderheit | Technische Daten |
| LAN | 1x 1000Mbps-Ethernet-Anschluss, RJ45-Anschluss |
| 1x 100Mbps-Ethernet-Anschluss, RJ45-Anschluss | |
| W-lan | 802.11ac WiFi-Schnittstelle Intel WiFi 6 AX200-Modul |
| Bluetooth | Bluetooth 5.1 BLE Intel WiFi 6 AX200-Modul |
| Mobilfunk | 4G/LTE CAT1 Mobilfunkmodul, Simcom SIM7600G * über Mini-PCie-Buchse |
| Integrierter Micro-SIM-Kartensteckplatz | |
| GNSS | GPS / GLONASS Implementiert mit Simcom SIM7600G-Modul |
Tabelle 5 E/A und System
| Besonderheit | Technische Daten |
| PCI Express | Primärer Mini-PCIe-Sockel, volle Größe * Wird für das WiFi/BT-Modul verwendet, wenn die Option „WB“ vorhanden ist |
| Sekundärer Mini-PCIe-Sockel, nur USB, volle Größe * Wird für Mobilfunkmodem verwendet, wenn die Option „JS7600G“ vorhanden ist |
|
| USB | 3x USB2.0-Anschlüsse, Typ-A-Anschlüsse |
| Seriell | 1x RS485 (Halbduplex) / RS232-Anschluss, Klemmleiste |
| 1x serielle Konsole über UART-zu-USB-Brücke, Micro-USB-Anschluss | |
| E / A-Erweiterungsmodul | Bis zu 2x CAN-FD / RS485 / RS232, isoliert, Klemmleistenstecker |
| 4x digitale Eingänge + 4x digitale Ausgänge, isoliert, Klemmleistenanschluss | |
| Erweiterung | Erweiterungsanschluss für Erweiterungskarten 2x SPI, 2x UART, I2C, 12x GPIO |
| Sicherheit | Sicheres Booten, implementiert mit dem i.MX8M Mini HAB-Modul |
| Echtzeituhr | Echtzeituhr, die von einer integrierten Knopfzellenbatterie betrieben wird |
Tabelle 6 Elektrik, Mechanik und Umwelt
| Versorgungsvolumentage | Ungeregelt 8V bis 36V |
| Energieaufnahme | 2W – 7W, je nach Systemlast und Konfiguration |
| Maße | 112 x 84 x 25 mm |
| Gehäusematerial | Aluminiumgehäuse |
| Kühlung | Passive Kühlung, lüfterloses Design |
| Gewicht | 450 Gramm |
| MTTF | > 200,000 Stunden |
| Betriebstemperatur | Gewerblich: 0° bis 60° C Erweitert: -20° bis 60° C Industriell: -40° bis 80° C |
KERNSYSTEMKOMPONENTEN
3.1 NXP I.MX8M Mini Soc
Die NXP i.MX8M Mini-Prozessorfamilie verfügt über eine fortschrittliche Implementierung eines Quad-ARM® Cortex®-A53-Kerns, der mit Geschwindigkeiten von bis zu 1.8 GHz arbeitet. Ein Mehrzweck-Cortex®-M4-Core-Prozessor ermöglicht eine stromsparende Verarbeitung.
Abbildung 1 i.MX8M Mini-Blockdiagramm 
3.2 Systemspeicher
3.2.1 DRAM
IOT-GATE-iMX8 ist mit bis zu 4 GB integriertem LPDDR4-Speicher erhältlich.
3.2.2 Primärspeicher
IOT-GATE-iMX8 verfügt über bis zu 64 GB gelöteten integrierten eMMC-Speicher zum Speichern des Bootloaders und des Betriebssystems (Kernel und Root fileSystem). Der verbleibende EMMC-Speicherplatz kann zum Speichern von allgemeinen (Benutzer-)Daten verwendet werden.
3.2.3 Sekundärspeicher
IOT-GATE-iMX8 verfügt über ein optionales eMMC-Modul, mit dem der nichtflüchtige Speicher des Systems erweitert werden kann, um zusätzliche Daten zu speichern, den Primärspeicher zu sichern oder ein sekundäres Betriebssystem zu installieren. Das eMMC-Modul wird in Sockel P14 eingebaut.
3.3 WLAN und Bluetooth
IOT-GATE-iMX8 kann optional mit dem Intel WiFi 6 AX200-Modul bestückt werden, das 2×2 WiFi 802.11ax- und Bluetooth 5.1-Schnittstellen bietet.
Das AX200-Modul ist im Mini-PCIe-Sockel Nr. 1 (P6) montiert.
WLAN-/Bluetooth-Antennenanschlüsse sind über RP-SMA-Anschlüsse an der Seitenwand des IOT-GATE-iMX8 verfügbar.
3.4 Mobilfunk und GPS
Die IOT-GATE-iMX8-Mobilfunkschnittstelle ist mit einem Mini-PCIe-Modemmodul und einem microSIM-Sockel implementiert.
Um das IOT-GATE-iMX8 für Mobilfunkfunktionen einzurichten, installieren Sie eine aktive SIM-Karte in den Micro-SIM-Steckplatz P12. Das Mobilfunkmodul sollte im Mini-PCIe-Sockel P8 installiert werden.
Das Mobilfunkmodemmodul implementiert auch GNNS/GPS.
Modemantennenanschlüsse sind über RP-SMA-Anschlüsse an der IOT-GATE-iMX8-Seitenwand verfügbar. CompuLab liefert IOT-GATE-iMX8 mit den folgenden Mobilfunkmodemoptionen:
- 4G/LTE CAT1-Modul, Simcom SIM7600G (globale Bänder)
Abbildung 2 Serviceschacht – Mobilfunkmodem 
3.5 Ethernet
IOT-GATE-iMX8 enthält zwei Ethernet-Ports:
- ETH1 – primärer 1000Mbps-Port implementiert mit i.MX8M Mini MAC und Atheros AR8033 PHY
- ETH2 – sekundärer 100-Mbps-Port, implementiert mit Microchip LAN9514-Controller
Die Ethernet-Ports sind am dualen RJ45-Anschluss P46 verfügbar.
3.6 USB 2.0
IOT-GATE-iMX8 verfügt über drei externe USB2.0-Host-Ports. Die Ports werden auf die USB-Anschlüsse P3, P4 und J4 geführt. Der USB-Anschluss auf der Vorderseite (J4) ist direkt mit der nativen USB-Schnittstelle des i.MX8M Mini implementiert. Die Ports auf der Rückseite (P3, P4) sind mit dem integrierten USB-Hub implementiert.
3.7 RS485 / RS232
Das IOT-GATE-iMX8 verfügt über einen benutzerkonfigurierbaren RS485-/RS232-Port, der mit dem SP330-Transceiver implementiert ist, der mit dem NXP i.MX8M Mini-UART-Port verbunden ist. Port-Signale werden zum Klemmleistenstecker P7 geführt.
3.8 Serielle Debug-Konsole
Das IOT-GATE-IMX8 verfügt über eine serielle Debug-Konsole über eine UART-zu-USB-Brücke über den Micro-USB-Anschluss P5. Die CP2104-UART-zu-USB-Brücke ist mit dem i.MX8M-Mini-UART-Port verbunden. USB-Signale des CP2104 werden zum Micro-USB-Anschluss auf der Vorderseite geleitet.
3.9 E/A-Erweiterungsbuchse
Die IOT-GATE-iMX8-Erweiterungsschnittstelle ist auf dem M.2 Key-E-Sockel P41 verfügbar. Der Erweiterungsanschluss ermöglicht die Integration benutzerdefinierter E/A-Zusatzkarten in IOT-GATE-iMX8. Der Erweiterungsanschluss verfügt über eine Reihe eingebetteter Schnittstellen wie I2C, SPI, UART und GPIOs. Alle Schnittstellen werden direkt vom i.MX8M Mini SoC abgeleitet.
3.10 Add-On für industrielle E/A
IOT-GATE-iMX8 kann optional mit der industriellen E/A-Zusatzplatine montiert werden, die im E/A-Erweiterungssockel installiert ist. Das industrielle E/A-Add-On verfügt über bis zu drei separate E/A-Module, mit denen verschiedene Kombinationen von isolierten CAN-, RS485-, RS232-, digitalen Ausgängen und Eingängen implementiert werden können. Die folgende Tabelle zeigt die unterstützten E/A-Kombinationen und Bestellcodes.
Tabelle 7 Industrielles E/A-Add-on – unterstützte Kombinationen
| Funktion | Bestellnummer | |
| E/A-Modul A | RS232 (Rx/Tx) | FARS2 |
| RS485 (2-Draht) | FARS4 | |
| CAN-FD | FACAN | |
| 4–20 mA Eingang | FACL42 | |
| E/A-Modul B | RS232 (Rx/Tx) | FBRS2 |
| RS485 (2-Draht) | FBRS4 | |
| CAN-FD | FBCAN | |
| 4–20 mA Eingang | FBCL42 | |
| E/A-Modul C | 4x DI + 4x DO | FCDIO |
Kombination Bspamples:
- Für 2x RS485 lautet der Bestellcode IOTG-IMX8-…-FARS4-FBRS4-…
- Für RS485 + CAN + 4xDI+4xDO lautet der Bestellcode IOTG-IMX8-…-FARS4-FBCAN-FCDIO…
Einzelheiten zu den Anschlüssen finden Sie in Abschnitt 5.10
3.10.1 RS485
Die RS485-Funktion wird mit dem MAX13488-Transceiver implementiert, der mit dem i.MX8M-Mini-UART-Port verbunden ist. Schlüsseleigenschaften:
- 2-Draht, Halbduplex
- Galvanische Trennung vom Hauptgerät und anderen E/A-Modulen
- Programmierbare Baudrate von bis zu 4 Mbps
- Softwaregesteuerter 120-Ohm-Abschlusswiderstand
3.10.2 CAN-FD
Die CAN-Funktion wird mit dem MCP2518FD-Controller implementiert, der mit dem i.MX8M-Mini-SPI-Port verbunden ist.
- Unterstützt die Modi CAN 2.0A, CAN 2.0B und CAN FD
- Galvanische Trennung vom Hauptgerät und anderen E/A-Modulen
- Datenrate von bis zu 8Mbps
3.10.3 RS232
Die RS232-Funktion wird mit einem MAX3221-Transceiver (oder einem kompatiblen) Transceiver implementiert, der mit dem i.MX8MMini-UART-Port verbunden ist. Schlüsseleigenschaften:
- Nur RX/TX
- Galvanische Trennung vom Hauptgerät und anderen E/A-Modulen
- Programmierbare Baudrate von bis zu 250 kbps
3.10.4 Digitale Ein- und Ausgänge
Vier digitale Eingänge sind mit der digitalen Terminierung CLT3-4B nach EN 61131-2 realisiert. Mit dem Halbleiterrelais VNI4140K sind vier digitale Ausgänge nach EN 61131-2 realisiert. Schlüsseleigenschaften:
- Konzipiert für 24-V-SPS-Anwendungen
- Galvanische Trennung vom Hauptgerät und anderen E/A-Modulen
- Maximaler Ausgangsstrom der digitalen Ausgänge – 0.5 A pro Kanal
Tabelle 8 Betriebsbedingungen für digitale E/A
| Parameter | Beschreibung | Mindest | Typ. | Max | Einheit |
| 24V_IN | Externe Stromversorgung Voltage | 12 | 24 | 30 | V |
| Fahrgestellnummer niedrig | Maximale Eingangsvoltage als LOW erkannt | 4 | V | ||
| Fahrgestellnummer hoch | Minimale Eingangslautstärketage als HIGH erkannt | 6 | V |
Abbildung 3 Digitaler Ausgang – typische Verdrahtung Bspample
Abbildung 4 Digitaler Eingang – typische Verdrahtung Bspample 
3.10.5 4–20-mA-Eingang
Der 4–20-mA-Eingang wird mit dem Maxim MAX11108 12-Bit-ADC implementiert.
Der ADC ist von der IOT-GATE-IMX8-Haupteinheit isoliert. Die ADC-Eingangsschaltung ist in der folgenden Abbildung dargestellt.
Abbildung 5 4–20-mA-Eingang – ADC-Eingangsschaltung 
3.11 PoE-Add-On-Add-On
IOT-GATE-iMX8 kann optional mit einer PoE-Zusatzplatine montiert werden, die in der E/A-Erweiterungsbuchse installiert ist. Das PoE-Add-On implementiert einen zusätzlichen 100-Mbit-Ethernet-Port mit PoE-Gerätefähigkeit. Bei Montage mit PoE-Add-On (Konfigurationsoption „FPOE“) kann IOT-GATE-iMX8 über ein POE-PSE-fähiges Netzwerkkabel mit Strom versorgt werden.
Der PoE-Add-On-Ethernet-Port wird mit einem Microchip LAN9500A-Controller implementiert. Ausgestattet mit dem PoE-Add-On ist IOT-GATE-iMX8 ein Gerät der IEEE 802.3af-Klasse, das bis zu 13.5 W vom Netzwerkkabel aufnehmen kann. POE PD wird mit ON-Halbleitern NCP1090 implementiert.
NOTIZ: Das PoE-Add-On verwendet den I/O-Erweiterungssockel. Das PoE-Add-On kann nicht mit dem Industrial I/O-Add-On oder anderen Add-On-Boards kombiniert werden.
NOTIZ: Der PoE-Add-On-Ethernet-Controller verwendet einen der USB-Anschlüsse des Systems. Wenn das PoE-Add-On vorhanden ist, ist der USB-Anschluss P4 auf der Rückseite deaktiviert.
SYSTEMLOGIK
4.1 Stromversorgungs-Subsystem
4.1.1 Stromschienen
IOT-GATE-iMX8 wird mit einer einzigen Stromschiene mit EingangsvoltagDer Bereich von 8V bis 36V.
4.1.2 Energiemodi
IOT-GATE-iMX8 unterstützt zwei Hardware-Energiemodi.
Tabelle 9 Leistungsmodi
| Power-Modus | Beschreibung |
| ON | Alle internen Stromschienen sind aktiviert. Der Modus wird automatisch aktiviert, wenn die Hauptstromversorgung angeschlossen wird. |
| AUS | i.MX8M Mini-Core-Stromschienen sind ausgeschaltet, die meisten Stromschienen der Peripheriegeräte sind ausgeschaltet. |
4.1.3 RTC-Backup-Batterie
Das IOT-GATE-iMX8 verfügt über eine 120-mAh-Lithium-Knopfzellenbatterie, die die On-Board-RTC aufrechterhält, wenn die Hauptstromversorgung nicht vorhanden ist.
4.2 Echtzeituhr
Die IOT-GATE-iMX8 RTC ist mit der AM1805 Echtzeituhr (RTC) implementiert. Die RTC ist über die I8C2-Schnittstelle an der Adresse 2xD0/D2 mit dem i.MX3M SoC verbunden. Die IOT-GATE-iMX8-Pufferbatterie hält die RTC am Laufen, um Uhr- und Zeitinformationen aufrechtzuerhalten, wenn die Hauptstromversorgung nicht vorhanden ist.
SCHNITTSTELLEN UND ANSCHLÜSSE
5.1 Anschlusspositionen
5.1.1 Frontplatte 
5.1.2 Rückseite
5.1.3 Linke Seitenwand 
5.1.4 Rechte Seitenwand
5.1.5 Wartungsschacht 
5.2 Gleichstrombuchse (J1)
DC-Stromeingangsanschluss.
Tabelle 10 Pinbelegung des J1-Anschlusses
| Stift | Signalname |  |
| 1 | DC-Eingang | |
| 2 | Masse | |
Tabelle 11 Daten des J1-Anschlusses
| Hersteller | Hersteller P/N |
| Kontakt-Technologie | DC-081HS(-2.5) |
Der Stecker ist kompatibel mit dem von CompuLab erhältlichen Netzteil IOT-GATE-iMX8.
5.3 USB-Host-Anschlüsse (J4, P3, P4)
Die externen USB8-Hostports des IOT-GATE-iMX2.0 sind über drei standardmäßige Typ-A-USB-Anschlüsse (J4, P3, P4) verfügbar. Weitere Einzelheiten finden Sie in Abschnitt 3.6 dieses Dokuments.
5.4 RS485 / RS232-Anschluss (P7)
Das IOT-GATE-iMX8 verfügt über eine konfigurierbare RS485/RS232-Schnittstelle, die zu Klemmenblock P7 geführt wird. Der RS485 / RS232-Betriebsmodus wird in der Software gesteuert. Weitere Details finden Sie in der IOT-GATEiMX8 Linux-Dokumentation.
Tabelle 12 Pinbelegung des P7-Anschlusses
| Stift | RS485-Modus | RS232-Modus | Pin-Nummerierung |
| 1 | RS485_NEG | RS232_TXD |
|
| 2 | RS485_POS | RS232_RTS | |
| 3 | Masse | Masse | |
| 4 | NC | RS232_CTS | |
| 5 | NC | RS232_RXD | |
| 6 | Masse | Masse |
5.5 Serielle Debug-Konsole (P5)
Die Schnittstelle der seriellen Debug-Konsole des IOT-GATE-iMX8 wird zum Mikro-USB-Anschluss P5 geführt. Weitere Informationen finden Sie in Abschnitt 3.8 dieses Dokuments.
5.6 RJ45-Dual-Ethernet-Anschluss (S. 46)
Die beiden Ethernet-Ports des IOT-GATE-iMX8 werden zum dualen RJ45-Anschluss P46 geführt. Weitere Einzelheiten finden Sie in Abschnitt 3.5 dieses Dokuments.
5.7 USIM-Buchse (P12)
Die uSIM-Buchse (P12) ist mit der Mini-PCIe-Buchse P8 verbunden.
5.8 Mini-PCIe-Steckplätze (P6, P8)
IOT-GATE-iMX8 verfügt über zwei Mini-PCIe-Steckplätze (P6, P8), die unterschiedliche Schnittstellen implementieren und für unterschiedliche Funktionen vorgesehen sind.
- Der Mini-PCie-Sockel Nr. 1 ist hauptsächlich für WiFi-Module gedacht, die eine PCIe-Schnittstelle benötigen
- Mini-PCIe-Steckplatz Nr. 2 ist hauptsächlich für Mobilfunkmodems und LORA-Module vorgesehen
Tabelle 13 Mini-PCIe-Socket-Schnittstellen
| Schnittstelle | Mini-PCIe-Buchse Nr. 1 (P6) | Mini-PCIe-Buchse Nr. 2 (P8) |
| PCIe | Ja | NEIN |
| USB | Ja | Ja |
| SIM | NEIN | Ja |
NOTIZ: Mini-PCIe-Steckplatz Nr. 2 (P8) verfügt nicht über eine PCIe-Schnittstelle.
5.9 E/A-Erweiterungsanschluss (P41)
IOT-GATE-iMX8 E/A-Erweiterungssteckverbinder P41 ermöglicht den Anschluss von Zusatzkarten an IOT-GATE-iMX8.
Einige der P41-Signale werden von i.MX8M Mini-Multifunktions-Pins abgeleitet. In der folgenden Tabelle sind die Anschlussbelegung und die verfügbaren Pin-Funktionen aufgeführt.
NOTIZ: Die Auswahl der multifunktionalen Stiftfunktion wird in der Software gesteuert.
NOTIZ: Jeder multifunktionale Stift kann jeweils für eine einzelne Funktion verwendet werden.
NOTIZ: Für jede Funktion kann nur ein Pin verwendet werden (falls eine Funktion auf mehr als einem Schnittstellen-Pin der Trägerplatine verfügbar ist).
Tabelle 14 Pinbelegung des P41-Anschlusses
| Stift | Singalname | Beschreibung |
| 1 | Masse | IOT-GATE-iMX8 gemeinsame Masse |
| 2 | VCC_3V3 | IOT-GATE-iMX8 3.3 V Stromschiene |
| 3 | EXT_HUSB_DP3 | Optionales positives Datensignal des USB-Anschlusses. Gemultiplext mit Anschluss P4 auf der Rückseite |
| 4 | VCC_3V3 | IOT-GATE-iMX8 3.3 V Stromschiene |
| 5 | EXT_HUSB_DN3 | Optionales negatives Datensignal des USB-Anschlusses. Gemultiplext mit Anschluss P4 auf der Rückseite. |
| 6 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben |
| 7 | Masse | IOT-GATE-iMX8 gemeinsame Masse |
| 8 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben |
| 9 | JTAG_NTRST | Prozessor JTAG Schnittstelle. Reset-Signal testen. |
| 10 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben. |
| 11 | JTAG_TMS | Prozessor JTAG Schnittstelle. Testmodusauswahlsignal. |
| 12 | VCC_SOM | IOT-GATE-iMX8 3.7 V Stromschiene |
| 13 | JTAG_TDO | Prozessor JTAG Schnittstelle. Testen Sie das Datenausgangssignal. |
| 14 | VCC_SOM | IOT-GATE-iMX8 3.7 V Stromschiene |
| 15 | JTAG_TDI | Prozessor JTAG Schnittstelle. Testdaten im Signal. |
| 16 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben. |
| 17 | JTAG_TCK | Prozessor JTAG Schnittstelle. Taktsignal testen. |
| 18 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben. |
| 19 | JTAG_MOD | Prozessor JTAG Schnittstelle. JTAG Modussignal. |
| 20 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben. |
| 21 | VCC_5 V | IOT-GATE-iMX8 5 V Stromschiene |
| 22 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben. |
| 23 | VCC_5 V | IOT-GATE-iMX8 5 V Stromschiene |
| 32 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben. |
| 33 | QSPIA_DATA3 | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: QSPIA_DATA3, GPIO3_IO[9] |
| 34 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben. |
| 35 | QSPIA_DATA2 | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: QSPI_A_DATA2, GPIO3_IO[8] |
| 36 | ECSPI2_MISO/UART4_CTS | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: ECSPI2_MISO, UART4_CTS, GPIO5_IO[12] |
| 37 | QSPIA_DATA1 | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: QSPI_A_DATA1, GPIO3_IO[7] |
| 38 | ECSPI2_SS0/UART4_RTS | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: ECSPI2_SS0, UART4_RTS, GPIO5_IO[13] |
| 39 | QSPIA_DATA0 | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: QSPI_A_DATA0, GPIO3_IO[6] |
| 40 | ECSPI2_SCLK/UART4_RX | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: ECSPI2_SCLK, UART4_RXD, GPIO5_IO[10] |
| 41 | QSPIA_NSS0 | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: QSPI_A_SS0_B, GPIO3_IO[1] |
| 42 | ECSPI2_MOSI/UART4_TX | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: ECSPI2_MOSI, UART4_TXD, GPIO5_IO[11] |
| 43 | QSPIA_SCLK | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: QSPI_A_SCLK, GPIO3_IO[0] |
| 44 | VCC_SOM | IOT-GATE-iMX8 3.7 V Stromschiene |
| 45 | Masse | IOT-GATE-iMX8 gemeinsame Masse |
| 46 | VCC_SOM | IOT-GATE-iMX8 3.7 V Stromschiene |
| 47 | DSI_DN3 | MIPI-DSI, Daten-Diff-Paar Nr. 3 negativ |
| 48 | I2C4_SCL_CM | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: I2C4_SCL, PWM2_OUT, GPIO5_IO[20] |
| 49 | DSI_DP3 | MIPI-DSI, Daten-Diff-Paar Nr. 3 positiv |
| 50 | I2C4_SDA_CM | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: I2C4_SDA, PWM1_OUT, GPIO5_IO[21] |
| 51 | Masse | IOT-GATE-iMX8 gemeinsame Masse |
| 52 | SAI3_TXC | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: GPT1_COMPARE2, UART2_TXD, GPIO5_IO[0] |
| 53 | DSI_DN2 | MIPI-DSI, Daten-Diff-Paar Nr. 2 negativ |
| 54 | SAI3_TXFS | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: GPT1_CAPTURE2, UART2_RXD, GPIO4_IO[31] |
| 55 | DSI_DP2 | MIPI-DSI, Daten-Diff-Paar Nr. 2 positiv |
| 56 | UART4_TXD | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: UART4_TXD, UART2_RTS, GPIO5_IO[29] |
| 57 | Masse | IOT-GATE-iMX8 gemeinsame Masse |
| 58 | UART2_RXD/ECSPI3_MISO | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: UART2_RXD, ECSPI3_MISO, GPIO5_IO[24] |
| 59 | DSI_DN1 | MIPI-DSI, Daten-Diff-Paar Nr. 1 negativ |
| 60 | UART2_TXD/ECSPI3_SS0 | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: UART2_TXD, ECSPI3_SS0, GPIO5_IO[25] |
| 61 | DSI_DP1 | MIPI-DSI, Daten-Diff-Paar Nr. 1 positiv |
| 62 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben. |
| 63 | Masse | IOT-GATE-iMX8 gemeinsame Masse |
| 64 | RESERVIERT | Reserviert für zukünftige Verwendung. Muss unverbunden bleiben. |
| 65 | DSI_DN0 | MIPI-DSI, Daten-Diff-Paar Nr. 0 negativ |
| 66 | UART4_RXD | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: UART4_RXD, UART2_CTS, GPIO5_IO[28] |
| 67 | DSI_DP0 | MIPI-DSI, Daten-Diff-Paar Nr. 0 positiv |
| 68 | ECSPI3_SCLK | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: ECSPI3_SCLK, GPIO5_IO[22] |
| 69 | Masse | IOT-GATE-iMX8 gemeinsame Masse |
| 70 | ECSPI3_MOSI | Multifunktionales Signal. Verfügbare Funktionen: ECSPI3_MOSI, GPIO5_IO[23] |
| 71 | DSI_CKN | MIPI-DSI, Taktdifferenzpaar negativ |
| 72 | EXT_PWRBTNn | IOT-GATE-iMX8 EIN/AUS-Signal |
| 73 | DSI_CKP | MIPI-DSI, Taktdifferenzpaar positiv |
| 74 | EXT_RESETn | IOT-GATE-iMX8 Kaltstartsignal |
| 75 | Masse | IOT-GATE-iMX8 gemeinsame Masse |
5.10
Industrielle E/A-Zusatzkarte
Tabelle 15 Pinbelegung des Add-On-Steckverbinders für industrielle E/A
| E / A-Modul | Stift | Singal |
| A | 1 | RS232_TXD / RS485_POS / CAN_H / 4-20_mA_IN+ |
| 2 | ISO_GND_A | |
| 3 | RS232_RXD / RS485_NEG / CAN_L | |
| 4 | NC | |
| 5 | 4-20_mA_IN- | |
| B | 6 | 4-20_mA_IN- |
| 7 | RS232_TXD / RS485_POS / CAN_H / 4-20_mA_IN+ | |
| 8 | ISO_GND_B | |
| 9 | RS232_RXD / RS485_NEG / CAN_L | |
| 10 | NC | |
| C | 11 | OUT0 |
| 12 | OUT2 | |
| 13 | OUT1 | |
| 14 | OUT3 | |
| 15 | IN0 | |
| 16 | IN2 | |
| 17 | IN1 | |
| 18 | IN3 | |
| 19 | 24V_IN | |
| 20 | ISO_GND_C |
Tabelle 16 Daten des Industrie-E/A-Zusatzsteckers
| Steckertyp | Pin-Nummerierung |
| P/N: Kunacon PDFD25420500K 20-poliger Dual-Raw-Stecker mit Push-In-Federanschlüssen Verriegelung: Schraubflansch Raster: 2.54 mm Leiterquerschnitt: AWG 20 – AWG 30 |
 |
5.11 Anzeige-LEDs
Die folgenden Tabellen beschreiben IOT-GATE-iMX8-Anzeige-LEDs.
Tabelle 17 Power-LED (DS1)
| Hauptstrom angeschlossen | LED-Zustand |
| Ja | On |
| NEIN | Aus |
Tabelle 18 Benutzer-LED (DS4)
Allzweck-LED (DS4) wird von den SoC-GPIOs GP3_IO19 und GP3_IO25 gesteuert.
| GP3_IO19-Zustand | GP3_IO25-Zustand | LED-Zustand |
| Niedrig | Niedrig | Aus |
| Niedrig | Hoch | Grün |
| Hoch | Niedrig | Gelb |
| Hoch | Hoch | Orange |
5.12 Antennenanschlüsse
Das IOT-GATE-iMX8 verfügt über bis zu vier RP-SMA-Anschlüsse für externe Antennen.
Tabelle 19 Standardbelegung des Antennenanschlusses
| Konnektor | Funktion |
| ANT1 | WiFi-A / BT-Antenne |
| ANT2 | WiFi-B-Antenne |
| ANT3 | Modem-GNSS-Antenne |
| ANT4 | MAIN-Antenne des Modems |
5.13 PoE-Zusatz-RJ45-Ethernet-Anschluss
Der IOT-GATE-iMX8 PoE-Add-on-Ethernet-Port wird zum Standard-RJ45-Anschluss auf der linken Seitenwand geführt. Weitere Einzelheiten finden Sie in Abschnitt 3.11 dieses Dokuments.
MECHANISCHE ZEICHNUNGEN
IOT-GATE-iMX8 3D-Modell steht zum Download bereit unter:
https://www.compulab.com/products/iot-gateways/iot-gate-imx8-industrial-arm-iot-gateway/#devres
BETRIEBSEIGENSCHAFTEN
7.1 Absolute Maximalwerte
Tabelle 20 Absolute Höchstbewertungen
| Parameter | Mindest | Max | Einheit |
| Hauptstromversorgung Voltage | -0.3 | 40 | V |
7.2 Empfohlene Betriebsbedingungen
Tabelle 21 Empfohlene Betriebsbedingungen
| Parameter | Mindest | Typ. | Max | Einheit |
| Hauptstromversorgung Voltage | 8 | 12 | 36 | V |
7.3 Typische Leistungsaufnahme
Tabelle 22 IOT-GATE-iMX8 Typischer Stromverbrauch
| Anwendungsfall | Anwendungsfallbeschreibung | Aktuell | Leistung |
| Linux im Leerlauf | Linux aktiv, Ethernet aktiv, keine Aktivität | 220 mA | 2.6 W |
| Wi-Fi- oder Ethernet-Datenübertragung | Linux up + aktive Ethernet- oder Wi-Fi-Datenübertragung | 300 mA | 3.6 W |
| Datenübertragung per Mobilfunkmodem | Linux up + aktive Modemdatenübertragung | 420 mA | 5W |
| Starke Mischbelastung ohne Zellaktivität | CPU- und Speicher-Stresstest + Wi-Fi läuft + Bluetooth läuft + Ethernet-Aktivität + LEDs |
400 mA |
4.8 W |
| Starke Mischlast mit aktiver Mobilfunkmodem-Datenübertragung | CPU- und Speicher-Stresstest + aktive Modem-Datenübertragung |
600 mA |
7.2 W |
Der Stromverbrauch wurde mit folgendem Setup gemessen:
- Configuration – IOTG-IMX8-D4-NA32-WB-JS7600G-FARS4-FBCAN-PS-XL
- Standard IOT-GATE-IMX8 12VDC Netzteil
- Software-Stack – Stock Debian (Bullseye) für IOT-GATE-iMX8 v3.1.2
Dokumente / Ressourcen
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CompuLab IOT-GATE-iMX8 Industrielles Raspberry Pi IoT-Gateway [pdf] Benutzerhandbuch IOT-GATE-iMX8 Industrielles Raspberry Pi IoT-Gateway, IOT-GATE-iMX8, Industrielles Raspberry Pi IoT-Gateway, Raspberry Pi IoT-Gateway, Pi IoT-Gateway |
