CompuLab SBC-IOT-IMX8PLUS Industrial Raspberry Pi IoT ゲートウェイ ユーザー ガイド
CompuLab SBC-IOT-IMX8PLUS 産業用ラズベリーパイ IoT ゲートウェイ

導入

この文書について

このドキュメントは、Compulab SBC-IOT-IMX8PLUS の操作とプログラミングに必要な情報を提供する一連のドキュメントの一部です。

関連文書

このマニュアルに記載されていない追加情報については、表 2 に記載されているドキュメントを参照してください。

表 2 関連ドキュメント

書類 位置
SBC-IOT-IMX8PLUS リソース https://www.compulab.com/products/sbcs/sbc-iot-imx8plus-nxp-i- mx8m-plus-internet-of-things-single-board-computer/#devres

以上VIEW

ハイライト

  • NXP i.MX8M-Plus CPU、クアッドコア Cortex-A53
  • 最大 8 GB の RAM と 128 GB の eMMC
  • LTE/4G モデム、WiFi 802.11ax、Bluetooth 5.3
  • 2x LAN、USB3.0、2x USB2.0 および CAN バス
  • 最大 3x RS485 | RS232 およびデジタル I/O
  • セキュア ブートとハードウェア ウォッチドッグ
  • 信頼性と 24 時間年中無休の運用を考慮した設計
  • -40C~80Cの広い温度範囲
  • 入力ボリュームtag8V ~ 36V の範囲および PoE クライアント
  • Debian Linux と Yocto プロジェクト
仕様

表 3 CPU コア、RAM、およびストレージ

特徴 仕様
CPU NXP i.MX8M Plus Quad、クアッドコア ARM Cortex-A53、1.8GHz
非営利 AI/ML ニューラル プロセッシング ユニット、最大 2.3 TOPS
リアルタイム コプロセッサ ARM Cortex-M7、800Mhz
ラム 1GB~8GB、LPDDR4
一次ストレージ 16GB – 128GB eMMC フラッシュ、オンボードはんだ付け

表 4 ネットワーク

特徴 仕様
無線LAN 2x 1000Mbps イーサネット ポート x、RJ45 コネクタ
WiFiとBluetooth 802.11ax WiFi および Bluetooth 5.3 BLE Intel WiFi 6E AX210 モジュールで実装 2x 2.4GHz / 5GHz ラバー ダック アンテナ
セルラー 4G/LTE CAT4 セルラー モジュール、Quectel EC25-E/A セルラー ラバー ダック アンテナ
SIMカードソケット
GNSS GPS
Quectel EC25 モジュールで実装

表 5 ディスプレイとグラフィック

特徴 仕様
ディスプレイ出力 DVI-D、最大 1080p60
 GPU とビデオ GC7000UL GPU1080p60 HEVC/H.265、AVC/H.264* C1800QM CPU オプションのみ

表 6 I/O とシステム

特徴 仕様
USB 2x USB2.0 ポート、タイプ A コネクタ (背面パネル)
1x USB3.0 ポート、タイプ A コネクタ (フロントパネル)
RS485 / RS232 最大 3x RS485 (半二重) | RS232 ポート 絶縁された端子ブロック コネクタ
CANバス 1x CANバスポート絶縁型端子台コネクタ
デジタルI/O 4x デジタル出力 + 4x デジタル入力絶縁、EN 24-61131 準拠の 2V、端子台コネクタ
デバッグ UART-to-USB ブリッジ、micro-USB コネクタ経由の 1x シリアル コンソール
NXP SDP/UUU プロトコル、マイクロ USB コネクタのサポート
拡大 アドオン ボード LVDS、SDIO、USB、SPI、I2C、GPIO 用の拡張コネクタ
安全 i.MX8M Plus HABモジュールで実装されたセキュアブート
LED について 2x 汎用デュアルカラー LED
RTCC の オンボードのコイン電池で動作するリアルタイムクロック
ウォッチドッグ ハードウェアウォッチドッグ
PoE対応 PoE (受電装置) のサポート

表 7 電気、機械、および環境

供給量tage 未調整の 8V ~ 36V
寸法 132 x 84 x 25mm
ヒートプレート アルミヒートプレート 130mm×80mm
* 「H」構成オプションのみ
冷却 パッシブ冷却、ファンレス設計
重さ 450グラム
平均時間 2000,000時間
動作温度 商用: 0° ~ 60° C
拡張: -20° ~ 60° C
工業用: -40° ~ 80° C

コア システム コンポーネント

NXP i.MX8M プラス SoC

i.MX8M Plus プロセッサは、最大 53 GHz の速度で動作するクワッド ARM® Cortex®-A1.8 コアの高度な実装を特長としています。 汎用 Cortex®-M7 コア プロセッサにより、低電力処理が可能になります。

図 1 i.MX8M Plus のブロック図
コア システム コンポーネント

システムメモリ

メモリ
SBC-IOT-IMX8PLUS は、最大 8GB のオンボード LPDDR4 メモリで利用できます。

プライマリストレージ
SBC-IOT-IMX8PLUS は、ブートローダーとオペレーティング システム (カーネルとルート fileシステム)。 残りの eMMC スペースは、汎用 (ユーザー) データの保存に使用されます。

WiFiとBluetooth

SBC-IOT-IMX8PLUS は、オプションで Intel WiFi 6 AX210 モジュールと組み合わせることができ、2×2 WiFi 802.11ax および Bluetooth 5.3 インターフェイスを提供します。AX210 モジュールは M.2 ソケット (P22) に取り付けられます。
WiFi および Bluetooth アンテナ接続は、4 つのオンボード MHF8 コネクタを介して利用できます。SBC-IOT-IMX4PLUS には、2.4 本の MHF5-RP-SMA ケーブルと XNUMX つの XNUMXGHz/XNUMXGHz ラバーダック アンテナが付属しています。

携帯電話と GPS

SBC-IOT-IMX8PLUS セルラー インターフェイスは、mini-PCIe セルラー モデム モジュールと nano-SIM ソケットを使用して実装されています。SBC-IOT-IMX8PLUS をセルラー機能用に設定するには、アクティブな SIM カードを nano-SIM ソケット U10 に取り付けます。セルラー モジュールは、mini PCIe ソケット P3 に取り付ける必要があります。

セルラー モデム モジュールは、GNNS / GPS も実装しています。

モデム アンテナ接続は、オンボード MHF コネクタを介して利用できます。SBC IOT IMX8PLUS には、XNUMX 本の MHF-SMA ケーブルと XNUMX 本のセルラー ラバー ダック アンテナが付属しています。

CompuLab は、SBC-IOT-IMX8PLUS に次のセルラー モデム オプションを提供します。

  • 4G/LTE CAT4 セルラーモジュール、Quectel EC25-E (EU バンド)
  • 4G/LTE CAT4 セルラーモジュール、Quectel EC25-A (US バンド)

図2 セルラーモデムとSIMカードソケット
セルラーモデム

イーサネット

SBC-IOT-IMX8PLUS には、i.MX8M Plus 内部 MAC と 8211 つの Realtek RTLXNUMX PHY を実装した XNUMX つのイーサネット ポートが組み込まれています。
ETH1 はコネクタ P13 で使用できます。 ETH2 はコネクタ P14 で使用できます。
ETH2 ポートは、オプションの POE 802.3af 受電デバイス機能を備えています。

注: ETH2 ポートは、ユニットが「POE」構成オプションで注文された場合にのみ、PoE 給電デバイス機能を備えています。

USB

USB3.0

SBC-IOT-IMX8PLUS は、フロント パネルの USB コネクタ J3.0 にルーティングされる 8 つの USB3.0 ホスト ポートを備えています。 USB8 ポートは、ネイティブの i.MXXNUMXM Plus ポートに直接実装されています。

USB2.0

SBC-IOT-IMX8PLUS には、2.0 つの外部 USB17 ホスト ポートがあります。ポートは、背面パネルの USB コネクタ P18 および P2.0 にルーティングされます。すべての USB2514 ポートは、MicroChip USB3.7 USB ハブを使用して実装されています。8 CAN バス SBC-IOT-IMX2.0PLUS には、i.MX8M Plus CAN コントローラを使用して実装された 8 つの CAN 5.4B ポートがあります。CAN バス信号は、産業用 I/O コネクタ PXNUMX にルーティングされます。ピン配列の詳細については、セクション XNUMX を参照してください。

シリアル デバッグ コンソール

SBC-IOT-IMX8PLUS は、マイクロ USB コネクタを介した UART-to-USB ブリッジを介したシリアル デバッグ コンソールを備えています。 CP2104 UART-to-USB ブリッジは、i.MX8M Plus UART ポートに接続されています。 CP2104 USB 信号は、フロント パネルにあるマイクロ USB コネクタ P20 にルーティングされます。

ディスプレイ出力

SBC-IOT-IMX8PLUS は、標準の HDMI コネクタにルーティングされる DVI-D インターフェイスを備えています。 ディスプレイ出力インターフェイスは、最大 1920 x 1080 の解像度をサポートします。

USBプログラミングポート

SBC-IOT-IMX8PLUS は、NXP UUU ユーティリティを使用したデバイス リカバリに使用できる USB プログラミング インターフェイスを備えています。
USB プログラミング インターフェイスは、フロント パネル コネクタ P16 にルーティングされます。
ホスト PC が USB ケーブルで USB プログラミング コネクタに接続されると、SBC-IOTIMX8PLUS は eMMC からの通常のブートを無効にし、シリアル ダウンローダー ブート モードに入ります。

I/O拡張ソケット

SBC-IOT-IMX8PLUS 拡張インターフェースは、M.2 Key-E ソケット P12 で利用できます。拡張コネクタを使用すると、カスタム I/O アドオン ボードを SBC-IOT IMX8PLUS に統合できます。拡張コネクタには、LVDS、I2C、SPI、USB、SDIO などの組み込みインターフェースが搭載されています。

産業用 I/O (IE モジュール)

SBC-IOT-IMX8PLUS には、最大 4 つの異なる I/O モジュールを装着できる 4 つの産業用 I/O (IE) スロットがあります。各 IE スロットは SBC-IOT-IMX8PLUS から分離されています。I/O スロット A、B、C には、RS232 または RS485 I/O モジュールを装着できます。I/O スロット D には、デジタル I/O (4x DI、4x DO) モジュールのみを装着できます。

表 8 産業用 I/O – 機能と注文コード

I/O スロット A I/O スロット B I/O スロット C I/O スロット D
RS-232(2線式) FARS2 FBRS2 FCRS2
RS-485(半二重) FARS4 FBRS4 FCRS4
デジタル I/O (4x DI、4x DO) FDIO

組み合わせ例ampレ:

  • 2x RS485 の場合、注文コードは SBC-IOTIMX8PLUS-…-FARS4 FBRS4-… になります。
  • 1x RS232 + 1x RS485 + デジタル I/O の場合、注文コードは SBC IOTIMX8PLUS-…-FARS2- FBRS4-FDIO-… になります。

特定の I/O の組み合わせは、オンボード SMT コンポーネントで実装することもできます。

産業用 I/O 信号は、SBC-IOT IMX2PLUS 背面パネルの 11×8 端子ブロックにルーティングされます。コネクタのピン配置については、セクション 5.4 を参照してください。

IE-RS485
RS485 機能は、i.MX13488M Plus UART ポートに接続された MAX8 トランシーバで実装されます。 主な特徴:

  • 2 線式、半二重
  • 本体からのガルバニック絶縁
  • 最大3Mbpsのプログラム可能なボーレート
  • ソフトウェア制御の 120Ω 終端抵抗

IE-RS232
RS232 機能は、i.MX3221M Plus UART ポートに接続された MAX8 (または互換) トランシーバで実装されます。 主な特徴:

  • RX/TXのみ
  • 本体からのガルバニック絶縁
  • 最大 250kbps のプログラム可能なボーレート

デジタル入力と出力
3 つのデジタル入力は、EN 4-61131 に準拠した CLT2-4140B デジタル終端で実装されています。 61131 つのデジタル出力は、EN 2-XNUMX に準拠した VNIXNUMXK ソリッドステート リレーで実装されています。 主な特徴:

  • 外部供給voltage最大24V
  • メインユニットおよびその他の I/O モジュールからのガルバニック絶縁
  • デジタル出力の最大出力電流 – チャンネルあたり 0.5A

図 3 デジタル出力 – 一般的な配線例ample
デジタル出力

図 4 デジタル入力 – 一般的な配線例ample
デジタル出力

システムロジック

電源サブシステム

パワーレール

SBC-IOT-IMX8PLUS は、入力ボリュームを備えた単一の電源レールで給電されますtag8V~36Vの範囲。
SBC-IOT-IMX8PLUS が「POE」オプションで組み立てられている場合、2at タイプ 802.3 PoE ソースから ETH1 コネクタを介して電力を供給することもできます。

パワーモード

SBC-IOT-IMX8PLUSはXNUMXつのハードウェア電源モードをサポート

表 9 電力モード

パワーモード 説明
ON すべての内部電源レールが有効になります。 主電源を接続すると自動的にモードに入ります。
オフ CPU コアの電源レールがオフになっています。 すべての周辺電源レールがオフになっています。
寝る DRAM はセルフリフレッシュで維持されます。 ほとんどの CPU コアの電源レールがオフになっています。 周辺機器の電源レールのほとんどがオフになっています。

RTCバックアップバッテリー
SBC-IOT-IMX8PLUS は、主電源が存在しないときは常にオンボード RTC を維持する 120mAh コイン型リチウム電池を備えています。

リアルタイムクロック

SBC-IOT-IMX8PLUS RTC は、AM1805 リアルタイム クロック (RTC) チップを使用して実装されています。RTC は、アドレス 8xD2/D0 の I2C インターフェイスを使用して i.MX3M Plus SoC に接続されます。SBC IOT-IMX8PLUS バックアップ バッテリーは、主電源が存在しない場合でも RTC を稼働させ、クロックと時間情報を維持します。

ハードウェアウォッチドッグ

SBC-IOT-IMX8PLUSウォッチドッグ機能は、i.MX8M Plusウォッチドッグで実装されています。

インターフェースとコネクタ

コネクタの位置

パネルコネクタ
コネクタの位置

内部コネクタ
内部コネクタ

DC 電源ジャック (J7)

DC 電源入力コネクタ。

表 10 DC ジャック コネクタのピン配列

ピン

信号名 DCジャックコネクタ

1

DC入力

2

グランド

 

表 11 DC ジャック コネクタのデータ

メーカー

製造品番
接触技術

DC-081HS(-2.5)

このコネクタは、CompuLab から入手できる SBC-IOT-IMX8PLUS AC PSU および IOTG ACC-CABDC DC ケーブルと互換性があります。

USB ホスト コネクタ (J8、P17、P18)

SBC-IOT-IMX8PLUS USB3.0 ホスト ポートは、標準タイプ A USB3 コネクタ J8 を介して利用できます。SBC-IOT-IMX8PLUS USB2.0 ホスト ポートは、17 つの標準タイプ A USB コネクタ P18 および PXNUMX を介して利用できます。
詳細については、このドキュメントのセクション 3.6 を参照してください。

産業用 I/O コネクタ (P8)

SBC-IOT-IMX8PLUS 産業用 I/O 信号は端子台 P8 にルーティングされます。 ピン配置は、I/O モジュールの構成によって決まります。 詳細については、セクション 3.12 を参照してください。

表 12 産業用 I/O アドオン コネクタのピン配列

I/O モジュール ピン シンガル名 絶縁電源ドメイン
A 1 RS232_TXD / RS485_POS 1
2 私はできる 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 OUT0 3
D 16 OUT1 3
D 17 OUT3 3
D 18 OUT2 3
D 19 24V_IN 3
D 20 24V_IN 3
CD 21 ISO_GND_3 3
CD 22 ISO_GND_3 3

表 13 産業用 I/O アドオン コネクタ データ

コネクタタイプ ピン番号
プッシュインスプリング接続の22ピンデュアルロープラグ ロック:ねじフランジ ピッチ:2.54 mm
ワイヤー断面: AWG 20 – AWG 30
コネクタ品番:クナコン HGCH25422500K 相手側コネクタ品番:クナコン PDFD25422500K
注記: CompuLab は、ゲートウェイ ユニットと嵌合するコネクタを提供します。
ピン番号

シリアル デバッグ コンソール (P5)

SBC-IOT-IMX8PLUS シリアル デバッグ コンソール インターフェイスは、マイクロ USB コネクタ P20 にルーティングされます。 詳細については、このドキュメントのセクション 3.8 を参照してください。

RJ45 イーサネット コネクタ (P13、P14)

SBC-IOT-IMX8PLUS イーサネット ポート ETH1 は、RJ45 コネクタ P13 にルーティングされます。SBC IOT-IMX8PLUS イーサネット ポート ETH2 は、RJ45 コネクタ P14 にルーティングされます。詳細については、このドキュメントのセクション 3.5 を参照してください。

ミニ PCIe ソケット (P3)

SBC-IOT-IMX8PLUS は、主にセルラー モデム モジュール用の mini-PCIe ソケット P3 を 3 つ備えています。 P3 は、USB および SIM インターフェイスを実装しています。 ソケット PXNUMX は PCIe 信号を実装していません。

Nano-SIM ソケット (U10)
nano-uSIM ソケット (U10) は mini-PCIe ソケット P3 に接続されます。

拡張コネクタ (P19)

SBC-IOT-IMX8PLUS 拡張インターフェースは、カスタム ピン配列 P2 を備えた M.19 Key-E ソケットで使用できます。拡張コネクタを使用すると、カスタム I/O アドオン ボードを SBC-IOTIMX8PLUS に統合できます。次の表は、コネクタのピン配列と使用可能なピン機能の概要を示しています。

表 14 拡張コネクタのピン配列

ピン 歌名 説明 ピン 信号名 説明
2 VCC_3.3V パワー出力3.3V 1 グランド
4 VCC_3.3V パワー出力3.3V 3 USB_DP オプションの USB ハブからの多重化 USB2
6 VCC_5V パワー出力5V 5 USB_DN オプションの USB ハブからの多重化 USB2
8 VCC_5V パワー出力5V 7 グランド
10 VBATA_IN 電源入力(8V~36V) 9 I2C6_SCL I2C6_SCL / PWM4_OUT / GPIO3_IO19
12 VBATA_IN 電源入力(8V~36V) 11 I2C6_SDA I2C6_SDA / PWM3_OUT / GPIO3_IO20
14 VBATA_IN 電源入力(8V~36V) 13 グランド
16 EXT_PWRBTNn オンオフ入力 15 ECSPI2_SS0 ECSPI2_SS0 / GPIO5_IO13
18 グランド 17 ECSPI2_MISO ECSPI2_MISO / GPIO5_IO12
20 EXT_RESET 入力をリセット 19 グランド
22 予約済み 21 ECSPI2_SCLK ECSPI2_SCLK / GPIO5_IO10
24 NC キー E ノッチ 23 ECSPI2_MOSI ECSPI2_MOSI / GPIO5_IO11
26 NC キー E ノッチ 25 NC キー E ノッチ
28 NC キー E ノッチ 27 NC キー E ノッチ
30 NC キー E ノッチ 29 NC キー E ノッチ
32 グランド 31 NC キー E ノッチ
34 I2C5_SDA I2C5_SDA / PWM1_OUT / GPIO3_IO25 33 グランド
36 I2C5_SCL I2C5_SCL / PWM2_OUT / GPIO3_IO21 35 JTAG_TMS SoCJTAG
38 グランド 37 JTAG_TDI SoCJTAG
40 JTAG_TCK SoCJTAG 39 グランド
42 グランド 41 JTAG_モッド SoCJTAG
44 予約済み 43 JTAG_TDO SoCJTAG
46 SD2_DATA2 SD2_DATA2 / GPIO2_IO17 45 グランド
48 SD2_CLK SD2_CLK/GPIO2_IO13 47 LVDS_CLK_P LVDS出力クロック
50 SD2_DATA3 SD2_DATA3 / GPIO2_IO18 49 LVDS_CLK_N LVDS出力クロック
52 SD2_CMD SD2_CMD / GPIO2_IO14 51 グランド
54 SD2_DATA0 SD2_DATA0 / GPIO2_IO15 53 LVDS_D3_N LVDS出力データ
56 グランド 55 LVDS_D3_P LVDS出力データ
58 SD2_DATA1 SD2_DATA1 / GPIO2_IO16 57 グランド
60 SD2_nRST SD2_nRST / GPIO2_IO19 59 LVDS_D2_N LVDS出力データ
62 グランド 61 LVDS_D2_P LVDS出力データ
64 予約済み 63 グランド
66 グランド 65 LVDS_D1_N LVDS出力データ
68 予約済み 67 LVDS_D1_P LVDS出力データ
70 予約済み 69 グランド
72 VCC_3.3V パワー出力3.3V 71 LVDS_D0_P LVDS出力データ
74 VCC_3.3V パワー出力3.3V 73 LVDS_D0_N LVDS出力データ
75 グランド
インジケーターLED

次の表に、SBC-IOT-IMX8PLUS インジケータ LED を示します。

表 15 電源 LED

主電源が接続されました LEDの状態
はい On
いいえ オフ

汎用 LED は SoC GPIO によって制御されます。

表 16 ユーザー LED #1

GP5_IO05 の状態 LEDの状態
低い オフ
高い

表 17 ユーザー LED #2

GP5_IO01 の状態 GP4_IO28 の状態 LEDの状態
低い 低い オフ
低い 高い
高い 低い
高い 高い 黄色

アンテナコネクタ

SBC-IOT-IMX8PLUS は、外部アンテナ用に最大 XNUMX つのコネクタを備えています。

表 18 デフォルトのアンテナ コネクタの割り当て

コネクタ名 関数 コネクタタイプ
無線LAN-A / BT WiFi/BT メインアンテナ RP-SMA
無線LAN-B WiFi補助アンテナ RP-SMA
無線LAN LTEメインアンテナ スマ
補助 GPSアンテナ スマ

機械的

ヒートプレートと冷却ソリューション

SBC-IOT-IMX8PLUS には、オプションのヒート プレート アセンブリが付属しています。ヒート プレートは熱インターフェイスとして機能するように設計されており、通常はヒートシンクまたは外部冷却ソリューションと組み合わせて使用​​する必要があります。最悪の状況でも、ヒート スプレッダ表面のどの部分の温度も SBC-IOTIMX8PLUS の温度仕様に従って維持されるように、冷却ソリューションを用意する必要があります。アクティブおよびパッシブの熱放散アプローチを含む、さまざまな熱管理ソリューションを使用できます。

機械図面

SBC-IOT-IMX8PLUS 3D モデルは、次の場所からダウンロードできます。
https://www.compulab.com/products/sbcs/sbc-iot-imx8plus-nxp-i-mx8m-plus-internet-of-thingssingle-board-computer/#devres

動作特性

絶対最大定格

表19絶対最大定格

パラメータ マックス ユニット
主電源容量tage -0.3 40 V

注記: 絶対最大定格を超えるストレスは、デバイスに恒久的な損傷を与える可能性があります。

推奨動作条件

表20推奨される動作条件

パラメータ タイプ マックス ユニット
主電源容量tage 8 12 36 V

サポート

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