Användarhandbok för CompuLab SBC-IOT-IMX8PLUS Industrial Raspberry Pi IoT Gateway
CompuLab SBC-IOT-IMX8PLUS Industrial Raspberry Pi IoT Gateway

INTRODUKTION

Om detta dokument

Detta dokument är en del av en uppsättning dokument som tillhandahåller information som är nödvändig för att driva och programmera Compulab SBC-IOT-IMX8PLUS.

Relaterade dokument

För ytterligare information som inte tas upp i denna handbok, se dokumenten som listas i Tabell 2.

Tabell 2 Relaterade dokument

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

ÖVERVIEW

Höjdpunkter

  • NXP i.MX8M-Plus CPU, quad-core Cortex-A53
  • Upp till 8 GB RAM och 128 GB eMMC
  • LTE/4G-modem, WiFi 802.11ax, Bluetooth 5.3
  • 2x LAN, USB3.0, 2x USB2.0 och CAN-buss
  • Upp till 3x RS485 | RS232 och digital I/O
  • Säker start och Hardware Watchdog
  • Designad för tillförlitlighet och drift dygnet runt
  • Brett temperaturområde från -40C till 80C
  • Inmatning voltage sortiment av 8V till 36V och PoE-klient
  • Debian Linux och Yocto Project
Specifikationer

Tabell 3 CPU-kärna, RAM-minne och lagring

Särdrag Specifikationer
CPU NXP i.MX8M Plus Quad, fyrkärnig ARM Cortex-A53, 1.8 GHz
NPU AI/ML neural bearbetningsenhet, upp till 2.3 TOPS
Medprocessor i realtid ARM Cortex-M7, 800Mhz
RAM 1 GB – 8 GB, LPDDR4
Primärt förråd 16GB – 128GB eMMC-blixt, lödd ombord

Tabell 4 Nätverk

Särdrag Specifikationer
LAN 2x 1000Mbps Ethernet-portx, RJ45-kontakter
WiFi och Bluetooth 802.11ax WiFi och Bluetooth 5.3 BLE Implementerad med Intel WiFi 6E AX210-modul 2x 2.4GHz / 5GHz gummiankaantenner
Cellulär 4G/LTE CAT4 cellulär modul, Quectel EC25-E/A Anka-antenn av cellgummi
SIM-kortsuttag
GNSS GPS
Implementerad med Quectel EC25-modul

Tabell 5 Display och grafik

Särdrag Specifikationer
Display Output DVI-D, upp till 1080p60
 GPU och video GC7000UL GPU1080p60 HEVC/H.265, AVC/H.264* endast med C1800QM CPU-alternativ

Tabell 6 I/O och system

Särdrag Specifikationer
USB 2x USB2.0-portar, typ-A-kontakter (bakpanel)
1x USB3.0-port, typ-A-kontakt (frontpanel)
RS485 / RS232 Upp till 3x RS485 (halvduplex) | RS232-portar Isolerad kopplingsplint
CAN-buss 1x CAN-bussport Isolerad, plintkontakt
Digital I/O 4x digitala utgångar + 4x digitala ingångar Isolerade, 24V kompatibel med EN 61131-2, kopplingsplint
Felsökning 1x seriell konsol via UART-till-USB-brygga, mikro-USB-kontakt
Stöd för NXP SDP/UUU-protokoll, mikro-USB-kontakt
Expansion Expansionskontakt för tilläggskort LVDS, SDIO, USB, SPI, I2C, GPIOs
Säkerhet Säker start, implementerad med i.MX8M Plus HAB-modul
lysdioder 2x dubbelfärgade lysdioder för allmänt bruk
RTC Realtidsklocka som drivs från ett inbyggt knappcellsbatteri
Vakthund Hårdvara vakthund
PoE Stöd för PoE (driven enhet)

Tabell 7 El, Mekanik och Miljö

Supply Voltage Oreglerad 8V till 36V
Mått 132 x 84 x 25 mm
Värmeplatta Värmeplatta av aluminium, 130 mm x 80 mm
* endast med "H" konfigurationsalternativ
Kyl Passiv kylning, fläktlös design
Vikt 450 gram
MTTF 2000,000 XNUMX timmar
Drifttemperatur Kommersiell: 0° till 60° C
Förlängd: -20° till 60° C
Industriell: -40° till 80° C

KÄRNSYSTEMKOMPONENTER

NXP i.MX8M Plus SoC

i.MX8M Plus-processorerna har avancerad implementering av en fyrkärnig ARM® Cortex®-A53-kärna, som arbetar i hastigheter på upp till 1.8 GHz. En Cortex®-M7-kärnprocessor för allmänt ändamål möjliggör lågeffektsbehandling.

Figur 1 i.MX8M Plus blockdiagram
KÄRNSYSTEMKOMPONENTER

Systemminne

DRAM
SBC-IOT-IMX8PLUS är tillgänglig med upp till 8 GB inbyggt LPDDR4-minne.

Primär förvaring
SBC-IOT-IMX8PLUS har upp till 128 GB lödt inbyggt eMMC-minne för lagring av bootloader och operativsystem (kärna och rot filesystemet). Det återstående eMMC-utrymmet används för att lagra allmänna (användar) data.

WiFi och Bluetooth

SBC-IOT-IMX8PLUS kan valfritt monteras med Intel WiFi 6 AX210-modulen som ger 2×2 WiFi 802.11ax och Bluetooth 5.3-gränssnitt. AX210-modulen installeras i M.2-sockel (P22).
WiFi- och Bluetooth-antennanslutningar är tillgängliga via två inbyggda MHF4-kontakter. SBC-IOT-IMX8PLUS levereras med två MHF4-till-RP-SMA-kablar och två 2.4GHz / 5GHz gummiankantenner.

Mobil och GPS

SBC-IOT-IMX8PLUS mobilgränssnitt är implementerat med en mini-PCIe cellulär modemmodul och en nano-SIM-socket. För att ställa in SBC-IOT-IMX8PLUS för mobilfunktionalitet, installera ett aktivt SIM-kort i nano-SIM-uttaget U10. Mobilmodulen ska installeras i mini-PCIe-uttaget P3.

Mobilmodemmodulen implementerar också GNNS / GPS.

Modemantennanslutningar är tillgängliga via inbyggda MHF-kontakter. SBC IOT IMX8PLUS levereras med två MHF-till-SMA-kablar och en cellulär gummi-andantenn.

CompuLab förser SBC-IOT-IMX8PLUS med följande cellulära modemalternativ:

  • 4G/LTE CAT4 cellulär modul, Quectel EC25-E (EU-band)
  • 4G/LTE CAT4 cellulär modul, Quectel EC25-A (band i USA)

Figur 2 uttag för mobilmodem och SIM-kort
Mobilmodem

Ethernet

SBC-IOT-IMX8PLUS har två Ethernet-portar implementerade med i.MX8M Plus interna MAC:er och två Realtek RTL8211 PHYs
ETH1 finns på kontakt P13; ETH2 finns på kontakt P14.
ETH2-porten har valfri POE 802.3af-driven enhetskapacitet.

OBS: ETH2-porten har PoE-driven enhetskapacitet endast när enheten beställs med "POE"-konfigurationsalternativet.

USB

USB3.0

SBC-IOT-IMX8PLUS har en USB3.0-värdport som leds till frontpanelens USB-kontakt J8. USB3.0-porten implementeras direkt med den inbyggda i.MX8M Plus-porten.

USB2.0

SBC-IOT-IMX8PLUS har två externa USB2.0-värdportar. Portarna dirigeras till bakpanelens USB-kontakter P17 och P18. Alla USB2.0-portar är implementerade med MicroChip USB2514 USB-hubb. 3.7 CAN-buss SBC-IOT-IMX8PLUS har en CAN 2.0B-port implementerad med i.MX8M Plus CAN-styrenhet. CAN-busssignaler dirigeras till industriell I/O-kontakt P8. För pin-out detaljer, se avsnitt 5.4.

Seriell felsökningskonsol

SBC-IOT-IMX8PLUS har en seriell felsökningskonsol via UART-till-USB-brygga över mikro-USB-kontakt. CP2104 UART-till-USB-bryggan är ansluten till i.MX8M Plus UART-port. CP2104 USB-signaler dirigeras till mikro-USB-kontakt P20, som finns på frontpanelen.

Display Output

SBC-IOT-IMX8PLUS har DVI-D-gränssnitt dirigerat till standard HDMI-kontakt. Displayutgångsgränssnitt stöder upplösningar på upp till 1920 x 1080.

USB-programmeringsport

SBC-IOT-IMX8PLUS har ett USB-programmeringsgränssnitt som kan användas för enhetsåterställning med hjälp av NXP UUU-verktyget.
USB-programmeringsgränssnittet leds till frontpanelens kontakt P16.
När en värddator är ansluten med en USB-kabel till USB-programmeringskontakten, inaktiverar SBC-IOTIMX8PLUS normal uppstart från eMMC och går in i Serial Downloader-startläge.

I/O-expansionsuttag

SBC-IOT-IMX8PLUS expansionsgränssnitt finns på M.2 Key-E uttag P12. Expansionskontakten möjliggör integration av anpassade I/O-tilläggskort i SBC-IOT IMX8PLUS. Expansionskontakten har inbyggda gränssnitt som LVDS, I2C, SPI, USB och SDIO.

Industriell I/O (IE-moduler)

SBC-IOT-IMX8PLUS har 4 industriella I/O (IE)-platser som kan förses med upp till 4 olika I/O-moduler. Varje IE-kortplats är isolerad från SBC-IOT-IMX8PLUS. I/O-platser A,B,C kan förses med RS232 eller RS485 I/O-moduler. I/O-plats D kan endast förses med en digital I/O-modul (4x DI, 4x DO).

Tabell 8 Industriell I/O – funktioner och beställningskoder

I/O-kortplats A I/O-plats B I/O-kortplats C I/O-plats D
RS-232 (2-trådar) FARS2 FBRS2 FCRS2
RS-485 (halvduplex) FARS4 FBRS4 FCRS4
Digital I/O (4x DI, 4x DO) FDIO

Kombination examples:

  • För 2x RS485 kommer beställningskoden att vara SBC-IOTIMX8PLUS-...-FARS4 FBRS4-...
  • För 1x RS232 + 1x RS485 + digital I/O kommer beställningskoden att vara SBC IOTIMX8PLUS-…-FARS2- FBRS4-FDIO-…

Vissa I/O-kombinationer kan också implementeras med inbyggda SMT-komponenter.

Industriella I/O-signaler dirigeras till en 2×11-plint på SBC-IOT IMX8PLUS bakpanel. Se avsnitt 5.4 för kontaktstift-out.

IE-RS485
RS485-funktionen är implementerad med MAX13488 transceiver gränssnittad med i.MX8M Plus UART-portar. Nyckelegenskaper:

  • 2-tråd, halv duplex
  • Galvanisk isolering från huvudenheten
  • Programmerbar överföringshastighet på upp till 3 Mbps
  • Mjukvarustyrd termineringsresistor på 120 ohm

IE-RS232
RS232-funktionen är implementerad med MAX3221 (eller kompatibel) transceiver som är ansluten till i.MX8M Plus UART-portar. Nyckelegenskaper:

  • Endast RX/TX
  • Galvanisk isolering från huvudenheten
  • Programmerbar överföringshastighet på upp till 250 kbps

Digitala ingångar och utgångar
Fyra digitala ingångar är implementerade med CLT3-4B digital terminering enligt EN 61131-2. Fyra digitala utgångar är implementerade med VNI4140K solid-state relä enligt EN 61131-2. Nyckelegenskaper:

  • Extern matning voltage upp till 24V
  • Galvanisk isolering från huvudenheten och andra I/O-moduler
  • Digitala utgångar maximal utström – 0.5A per kanal

Figur 3 Digital utgång – typisk kabeldragning example
Digital utgång

Figur 4 Digital ingång – typisk kabeldragning example
Digital utgång

SYSTEMLOGIK

Power Subsystem

Power Rails

SBC-IOT-IMX8PLUS drivs med en enkel kraftskena med en ingångsvolymtage intervall från 8V till 36V.
När SBC-IOT-IMX8PLUS är sammansatt med alternativet "POE" kan den också drivas via ETH2-kontakt från en 802.3at Type 1 PoE-källa.

Strömlägen

SBC-IOT-IMX8PLUS stöder tre hårdvarulägen

Tabell 9 Strömlägen

Strömläge Beskrivning
ON Alla interna kraftskenor är aktiverade. Läget går in automatiskt när huvudströmförsörjningen är ansluten.
AV CPU-kärnans kraftskenor är avstängda. Alla perifera kraftskenor är avstängda.
Sova DRAM hålls i självuppdatering. De flesta CPU-kärnans kraftskenor är avstängda. De flesta av de perifera kraftskenorna är avstängda.

RTC reservbatteri
SBC-IOT-IMX8PLUS har ett 120mAh myntcellslitiumbatteri, som upprätthåller den inbyggda RTC-en när huvudströmförsörjningen inte är närvarande.

Realtidsklocka

SBC-IOT-IMX8PLUS RTC är implementerat med AM1805 realtidsklocka (RTC) chip. RTC:n är ansluten till i.MX8M Plus SoC med I2C-gränssnitt på adress 0xD2/D3. SBC IOT-IMX8PLUS reservbatteri håller RTC igång för att upprätthålla klock- och tidsinformation närhelst huvudströmförsörjningen inte är närvarande.

Hårdvara Watchdog

SBC-IOT-IMX8PLUS watchdog-funktion implementeras med i.MX8M Plus watchdog.

GRÄNSSNITT OCH ANSLUTNINGAR

Anslutningsplatser

Panelanslutningar
Anslutningsplatser

Interna kontakter
Interna kontakter

DC Power Jack (J7)

DC-strömingångskontakt.

Tabell 10 DC-jackkontakt stift ut

Stift

Signalnamn DC-jackkontakt

1

DC IN

2

GND

 

Tabell 11 DC-jackkontaktdata

Tillverkare

Fabr. P/N
Kontakta Teknik

DC-081HS(-2.5)

Kontakten är kompatibel med SBC-IOT-IMX8PLUS AC PSU och IOTG ACC-CABDC DC-kabel som finns tillgänglig från CompuLab.

USB-värdanslutningar (J8, P17, P18)

SBC-IOT-IMX8PLUS USB3.0 värdport är tillgänglig via standard typ-A USB3-kontakt J8. SBC-IOT-IMX8PLUS USB2.0-värdportar är tillgängliga via två standardtyp-A USB-kontakter P17 och P18.
För ytterligare information, se avsnitt 3.6 i detta dokument.

Industriell I/O-kontakt (P8)

SBC-IOT-IMX8PLUS industriella I/O-signaler dirigeras till plint P8. Pin-out bestäms av I/O-modulernas konfiguration. För ytterligare information, se avsnitt 3.12.

Tabell 12 Industriell I/O-tilläggskontakt, pin-out

I/O-modul Stift Singals namn Isolation Power Domain
A 1 RS232_TXD / RS485_POS 1
2 KAN JAG 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
C/D 21 ISO_GND_3 3
C/D 22 ISO_GND_3 3

Tabell 13 Industriell I/O-tilläggskontaktdata

Kontakttyp Pinnumrering
22-polig dubbelkontakt med tryckfjäderanslutningar Låsning: skruvfläns. Stigning: 2.54 mm
Trådtvärsnitt: AWG 20 – AWG 30
Kontakt P/N: Kunacon HGCH25422500K Passande kontakt P/N: Kunacon PDFD25422500K
NOTERA: CompuLab förser den matchande kontakten med gatewayenheten
Pinnumrering

Seriell felsökningskonsol (P5)

SBC-IOT-IMX8PLUS seriellt felsökningskonsolgränssnitt dirigeras till mikro-USB-kontakt P20. För ytterligare information, se avsnitt 3.8 i detta dokument.

RJ45 Ethernet-kontakter (P13, P14)

SBC-IOT-IMX8PLUS Ethernet-port ETH1 dirigeras till RJ45-kontakt P13. SBC IOT-IMX8PLUS Ethernet-port ETH2 dirigeras till RJ45-kontakt P14. För ytterligare information, se avsnitt 3.5 i detta dokument.

Mini-PCIe-uttag (P3)

SBC-IOT-IMX8PLUS har en mini-PCIe-socket P3 huvudsakligen avsedd för cellulära modemmoduler. P3 implementerar USB- och SIM-gränssnitt. Socket P3 implementerar inte PCIe-signaler.

Nano-SIM-uttag (U10)
Nano-uSIM-uttaget (U10) är anslutet till mini-PCIe-uttaget P3.

Expansionskontakt (P19)

SBC-IOT-IMX8PLUS expansionsgränssnitt är tillgängligt på M.2 Key-E-sockel med en anpassad pin-out P19. Expansionskontakten gör det möjligt att integrera anpassade I/O-tilläggskort i SBC-IOTIMX8PLUS. Följande tabell beskriver kontaktstiftets uttag och tillgängliga stiftfunktioner.

Tabell 14 Expansionskontaktens stift

Stift Singals namn Beskrivning Stift Signalnamn Beskrivning
2 VCC_3.3V Uteffekt 3.3V 1 GND
4 VCC_3.3V Uteffekt 3.3V 3 USB_DP Valfri multiplexad USB2 från USB Hub
6 VCC_5V Uteffekt 5V 5 USB_DN Valfri multiplexad USB2 från USB Hub
8 VCC_5V Uteffekt 5V 7 GND
10 VBATA_IN Strömingång (8V – 36V) 9 I2C6_SCL I2C6_SCL / PWM4_OUT / GPIO3_IO19
12 VBATA_IN Strömingång (8V – 36V) 11 I2C6_SDA I2C6_SDA / PWM3_OUT / GPIO3_IO20
14 VBATA_IN Strömingång (8V – 36V) 13 GND
16 EXT_PWRBTNn ON/OFF-ingång 15 ECSPI2_SS0 ECSPI2_SS0 / GPIO5_IO13
18 GND 17 ECSPI2_MISO ECSPI2_MISO / GPIO5_IO12
20 EXT_RESET Återställ ingång 19 GND
22 RESERVERAD 21 ECSPI2_SCLK ECSPI2_SCLK / GPIO5_IO10
24 NC Nyckel E hack 23 ECSPI2_MOSI ECSPI2_MOSI / GPIO5_IO11
26 NC Nyckel E hack 25 NC Nyckel E hack
28 NC Nyckel E hack 27 NC Nyckel E hack
30 NC Nyckel E hack 29 NC Nyckel E hack
32 GND 31 NC Nyckel E hack
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 RESERVERAD 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 utgångsklocka
50 SD2_DATA3 SD2_DATA3 / GPIO2_IO18 49 LVDS_CLK_N LVDS utgångsklocka
52 SD2_CMD SD2_CMD / GPIO2_IO14 51 GND
54 SD2_DATA0 SD2_DATA0 / GPIO2_IO15 53 LVDS_D3_N LVDS utdata
56 GND 55 LVDS_D3_P LVDS utdata
58 SD2_DATA1 SD2_DATA1 / GPIO2_IO16 57 GND
60 SD2_nRST SD2_nRST / GPIO2_IO19 59 LVDS_D2_N LVDS utdata
62 GND 61 LVDS_D2_P LVDS utdata
64 RESERVERAD 63 GND
66 GND 65 LVDS_D1_N LVDS utdata
68 RESERVERAD 67 LVDS_D1_P LVDS utdata
70 RESERVERAD 69 GND
72 VCC_3.3V Uteffekt 3.3V 71 LVDS_D0_P LVDS utdata
74 VCC_3.3V Uteffekt 3.3V 73 LVDS_D0_N LVDS utdata
75 GND
Indikeringslysdioder

Tabellerna nedan beskriver SBC-IOT-IMX8PLUS indikatorlampor.

Tabell 15 Power LED

Huvudström ansluten LED-tillstånd
Ja On
Inga Av

LED-lampor för allmänna ändamål styrs av SoC GPIO:er.

Tabell 16 Användarlampa #1

GP5_IO05 tillstånd LED-tillstånd
Låg Av
Hög Röd

Tabell 17 Användarlampa #2

GP5_IO01 tillstånd GP4_IO28 tillstånd LED-tillstånd
Låg Låg Av
Låg Hög Grön
Hög Låg Röd
Hög Hög Gul

Antennkontakter

SBC-IOT-IMX8PLUS har upp till fyra kontakter för externa antenner.

Tabell 18 Tilldelning av standardantennkontakt

Anslutningsnamn Fungera Anslutningstyp
WLAN-A / BT WiFi/BT huvudantenn RP-SMA
WLAN-B WiFi-hjälpantenn RP-SMA
WWAN LTE huvudantenn SMA
AUX GPS-antenn SMA

MEKANISK

Värmeplatta och kyllösningar

SBC-IOT-IMX8PLUS är försedd med en valfri värmeplatta. Värmeplattan är utformad för att fungera som ett termiskt gränssnitt och bör vanligtvis användas i kombination med en kylfläns eller en extern kyllösning. En kyllösning måste tillhandahållas för att säkerställa att temperaturen under värsta tänkbara förhållanden upprätthålls på valfri plats på värmespridarens yta enligt SBC-IOTIMX8PLUS temperaturspecifikationer. Olika värmehanteringslösningar kan användas, inklusive aktiva och passiva värmeavledningsmetoder.

Mekaniska ritningar

SBC-IOT-IMX8PLUS 3D-modell finns tillgänglig för nedladdning på:
https://www.compulab.com/products/sbcs/sbc-iot-imx8plus-nxp-i-mx8m-plus-internet-of-thingssingle-board-computer/#devres

DRIFTSKARAKTERISTIKA

Absoluta högsta betyg

Tabell 19 Absoluta maximala betyg

Parameter Min Max Enhet
Huvudströmförsörjning voltage -0.3 40 V

NOTERA: Stress utöver absoluta maxvärden kan orsaka permanent skada på enheten.

Rekommenderade driftförhållanden

Tabell 20 Rekommenderade driftförhållanden

Parameter Min Typ. Max Enhet
Huvudströmförsörjning voltage 8 12 36 V

Stöd

© 2022 CompuLab
Ingen garanti för riktighet ges beträffande innehållet i informationen i denna publikation. I den utsträckning lagen tillåter, kommer inget ansvar (inklusive ett ansvar gentemot någon person på grund av vårdslöshet) att accepteras av CompuLab, dess dotterbolag eller anställda för någon direkt eller indirekt förlust eller skada orsakad av utelämnanden eller felaktigheter i detta dokument.
CompuLab förbehåller sig rätten att ändra detaljer i denna publikation utan föregående meddelande.
Produkt- och företagsnamn häri kan vara varumärken som tillhör sina respektive ägare.

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

Logotyp

Dokument/resurser

CompuLab SBC-IOT-IMX8PLUS Industrial Raspberry Pi IoT Gateway [pdf] Användarhandbok
SBC-IOT-IMX8PLUS Industrial Raspberry Pi IoT Gateway, SBC-IOT-IMX8PLUS, Industrial Raspberry Pi IoT Gateway, Raspberry Pi IoT Gateway, Pi IoT Gateway

Referenser

Lämna en kommentar

Din e-postadress kommer inte att publiceras. Obligatoriska fält är markerade *