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CompuLab SBC-IOT-iMX8 物联网网关

CompuLab-SBC-IOT-iMX80-物联网-网关-产品

产品信息

规格

  • CPU:NXP i.MX8M Mini四核Cortex-A53
  • 内存:最高 4GB
  • 存储:128GB eMMC
  • 连接性:LTE 调制解调器、WiFi 802.11ax、蓝牙 5.1
  • 端口:2x 以太网、3x USB2、RS485 / RS232、CAN-FD
  • 扩展:定制I/O扩展板
  • 工作温度:-40°C 至 80°C
  • 保修期:5 年,其中 15 年可用
  • 输入音量tag范围:8V 至 36V
  • 操作系统:Debian Linux 和 Yocto 项目

产品使用说明

1.安装

确保SBC-IOT-iMX8已关闭。连接必要的外围设备,例如以太网电缆、USB 设备和电源。

2.开机

按电源按钮打开设备。等待系统启动。

3. 操作系统设置

在初始引导期间按照屏幕上的说明设置操作系统(Debian Linux 或 Yocto Project)。

4. 连接性

E使用可用端口建立与 WiFi 网络、LTE 调制解调器和其他设备的连接。

5. 扩展板

如果使用定制 I/O 扩展板,请参阅各自的手册以获取安装和配置说明。

常见问题

  • 问:SBC-IOT-iMX8 的保修期是多少?
    • 答:该产品享有 5 年保修,最长可用期限为 15 年。
  • 问:建议的工作温度范围是多少?
    • 答:该设备的工作温度范围为 -40°C 至 80°C。

© 2023 计算机实验室

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表 1 文档修订说明

日期 描述
2020 年 XNUMX 月 · 首次发布
2020 年 XNUMX 月 · 在第 41 节中添加了 P5.8 引脚分配表

· 在第 5.3 节和第 5.9 节中添加了连接器引脚编号

2020 年 XNUMX 月 · 添加了工业 I/O 附加部分 3.10 和 5.10
2020 年 XNUMX 月 · 修复了第 5.11 节中的 LED GPIO 编号
2021 年 XNUMX 月 · 删除了遗留部分
2023 年 XNUMX 月 · 添加了第 6.1 节“加热板和冷却解决方案”

介绍

关于本文档

本文档是一组文档的一部分,提供操作和编程 Compulab SBC-IOT-iMX8 所需的信息。

相关文件

有关本手册未涵盖的其他信息,请参阅表 2 中列出的文档。

表 2 相关文件

文档 地点
SBC-IOT-iMX8设计资源 https://www.compulab.com/products/sbcs/sbc-iot-imx8-nxp-i-mx8m- 迷你物联网单板计算机/#devres

超过VIEW

亮点

  • NXP i.MX8M 迷你 CPU,四核 Cortex-A53
  • 高达 4GB RAM 和 128GB eMMC
  • LTE 调制解调器、WiFi 802.11ax、蓝牙 5.1
  • 2x 以太网, 3x USB2, RS485 / RS232, CAN-FD
  • 自定义 I/O 扩展板
  • 专为可靠性和 24/7 运行而设计
  • -40C 至 80C 的宽温度范围
  • 5 年保修和 15 年可用性
  • 宽输入音量tag8V 至 36V 的范围
  • Debian Linux 和 Yocto 项目

规格

表 3 CPU、RAM 和存储

特征 规格
中央处理器 NXP i.MX8M Mini,四核 ARM Cortex-A53,1.8GHz
实时协处理器 ARM Cortex-M4
内存 1GB – 4GB,LPDDR4
主存储 4GB – 64GB eMMC 闪存,板载
二级存储 16GB – 64GB eMMC 闪存,可选模块

表 4 网络

特征 规格
局域网 1x 1000Mbps 以太网端口,RJ45 连接器
1x 100Mbps 以太网端口,RJ45 连接器
无线上网 802.11ax WiFi 接口 Intel WiFi 6 AX200 模块
蓝牙 蓝牙 5.1 BLE

英特尔 WiFi 6 AX200 模块

 

蜂窝网络

4G/LTE CAT1 蜂窝模块,Simcom SIM7600G

* 通过迷你 PCIe 插座

板载micro-SIM卡插槽
GNSS GPS / 格洛纳斯

使用Simcom SIM7600G模块实现

表 5 I/O 和系统

 

特征

 

规格

PCI Express mini-PCIe 插槽,全尺寸

* 与WiFi/BT模块互斥

USB 3 个 USB2.0 端口,A 型连接器
调试 1 个串行控制台,通过 UART 转 USB 桥接器、微型 USB 连接器
串行 1x RS485(2 线)/RS232 端口,接线端子
接口插件 高达 2x CAN-FD | RS485 | RS232 端口 隔离式端子块连接器

* 通过附加板实现

数字 I/O 附加组件 4x 数字输出 + 4x 数字输入

符合 EN 61131-2 标准,隔离式端子块连接器

* 通过附加板实现

扩展连接器 用于附加板的扩展连接器 2x SPI、2x UART、I2C、12x GPIO
安全 安全启动,使用 i.MX8M Mini HAB 模块实现
实时时钟 实时时钟由板载币形电池供电

表 6 电气、机械和环境

供应量tage 未调节的 8V 至 36V
功耗 2W – 7W,取决于系统负载和配置
方面 104 x 80 x 23 毫米
重量 150 克
平均无故障时间 > 200,000 小时
操作温度 商用:0° 至 60° C

扩展:-20° 至 60° C

工业:-40° 至 80° C

核心系统组件

恩智浦 i.MX8M 迷你 SoC

NXP i.MX8M Mini 处理器系列采用先进的四核 ARM® Cortex®-A53 内核,其运行速度高达 1.8 GHz。 通用 Cortex®-M4 核心处理器可实现低功耗处理。

图 1 i.MX8M Mini 框图CompuLab-SBC-IOT-iMX80-物联网-网关-fig-1

系统内存

动态随机存取记忆体

SBC-IOT-iMX8 配备高达 4GB 的板载 LPDDR4 内存。

主存储

SBC-IOT-iMX8 具有高达 64GB 的焊接板载 eMMC 内存,用于存储引导加载程序和操作系统(内核和根) file系统)。剩余的 eMMC 空间可用于存储通用(用户)数据。

二级存储

SBC-IOT-iMX8 具有可选的 eMMC 模块,可扩展系统的非易失性内存以存储额外的数据、主存储的备份或辅助操作系统的安装。 eMMC 模块安装在插槽 P14 中。

WiFi 和蓝牙

SBC-IOT-iMX8 可选配 Intel WiFi 6 AX200 模块,提供 2×2 WiFi 802.11ax 和蓝牙 5.1 接口。 AX200 模块组装在 mini-PCIe 插槽 #1 (P6) 中。

蜂窝和全球定位系统

SBC-IOT-iMX8 蜂窝接口通过 mini-PCIe 调制解调器模块和 micro-SIM 插槽实现。为了设置 SBC-IOT-iMX8 以实现蜂窝功能,请将活动 SIM 卡安装到 micro-SIM 插槽 P12 中。蜂窝模块应安装到 mini-PCIe 插槽 P8 中。蜂窝调制解调器模块还实现 GNNS / GPS。

图 2 服务区 - 蜂窝调制解调器CompuLab-SBC-IOT-iMX80-物联网-网关-fig-2

以太网

SBC-IOT-iMX8 包含两个以太网端口:

  • ETH1——使用 i.MX1000M Mini MAC 和 Atheros AR8 PHY 实现的主要 8033Mbps 端口
  • ETH2 – 使用 Microchip LAN100 控制器实现的辅助 9514Mbps 端口

以太网端口在双 RJ45 连接器 P46 上可用。

USB 2.0

SBC-IOT-iMX8 具有三个外部 USB2.0 主机端口。这些端口被路由至 USB 连接器 P3、P4 和 J4。前面板 USB 端口 (J4) 直接通过 i.MX8M Mini 原生 USB 接口实现。后面板端口(P3、P4)通过板载 USB 集线器实现。

RS485/RS232

SBC-IOT-iMX8 具有用户可配置的 RS485 / RS232 端口,通过连接到 NXP i.MX330M Mini UART 端口的 SP8 收发器实现。端口信号被路由至端子块连接器 P7。

串行调试控制台

SBC-IOT-IMX8 具有串行调试控制台,通过微型 USB 连接器 P5 上的 UART 至 USB 桥接器。 CP2104 UART 至 USB 桥接器与 i.MX8M Mini UART 端口连接。 CP2104 USB 信号被路由到位于前面板上的微型 USB 连接器。

I/O扩展接口

M.8 Key-E 插座 P2 上提供 SBC-IOT-iMX41 扩展接口。扩展连接器允许将自定义 I/O 附加板集成到 SBC-IOT-iMX8 中。扩展连接器具有一组嵌入式接口,例如 I2C、SPI、UART 和 GPIO。所有接口均直接源自 i.MX8M Mini SoC。

工业 I/O 附加组件

IOT-GATE-iMX8 可以选择与安装在 I/O 扩展插座中的工业 I/O 附加板进行组装。 工业 I/O 插件具有多达三个独立的 I/O 模块,可实现隔离式 CAN、RS485、RS232、数字输出和输入的不同组合。 下表显示了支持的 I/O 组合和订购代码。

CompuLab 为 SBC-IOT-iMX8 提供以下蜂窝调制解调器选项:

  • 4G/LTE CAT1模块,Simcom SIM7600G(全球频段

表 7 工业 I/O 附加组件 – 支持的组合

功能 订购代码
 

输入输出模块A

RS232(接收/发送) FARS2
RS485(2线) FARS4
CAN-FD 法康
 

输入输出模块B

RS232(接收/发送) FBRS2
RS485(2线) FBRS4
CAN-FD FBCAN
输入输出模块 C 4x DI + 4x DO FCDIO

组合前amp莱斯:

  • 对于 2x RS485,订购代码将为 IOTG-IMX8-…-FARS4-FBRS4-…
  • 对于 RS485 + CAN + 4xDI+4xDO 订购代码为 IOTG-IMX8-...-FARS4-FBCAN-FCDIO-...
    有关连接器的详细信息,请参阅第 5.9 节

RS485

RS485 功能通过与 i.MX13488M-Mini UART 端口连接的 MAX8 收发器实现。 主要特点:

  • 2线,半双工
  • 与主单元和其他 I/O 模块的电气隔离
  • 高达 4Mbps 的可编程波特率
  • 软件控制的120ohm终端电阻

CAN-FD

CAN 功能通过与 i.MX2518M-Mini SPI 端口接口的 MCP8FD 控制器实现。

  • 支持CAN 2.0B和CAN FD模式
  • 与主单元和其他 I/O 模块的电气隔离
  • 数据速率高达 8Mbps

RS232

RS232 功能通过与 i.MX3221M-Mini UART 端口连接的 MAX8(或兼容)收发器实现。主要特点:

  • 仅接收/发送
  • 与主单元和其他 I/O 模块的电气隔离
  • 高达 250kbps 的可编程波特率

数字输入和输出

根据 EN 3-4,使用 CLT61131-2B 数字终端实现四个数字输入。 符合 EN 4140-61131 的 VNI2K 固态继电器实现了四个数字输出。 主要特点:

  • 外部供应量tage 高达 24V
  • 与主单元和其他 I/O 模块的电气隔离
  • 数字输出最大输出电流 – 每通道 0.5A

图 3 数字输出 – 典型接线 exampleCompuLab-SBC-IOT-iMX80-物联网-网关-fig-3

图 4 数字输入 – 典型接线 exampleCompuLab-SBC-IOT-iMX80-物联网-网关-fig-4

系统逻辑

电源子系统

电源轨

SBC-IOT-iMX8 由具有输入电压的单电源轨供电tage 范围为 8V 至 36V。

电源模式

SBC-IOT-iMX8支持两种硬件电源模式。

表 8 电源模式

电源模式 描述
ON 启用所有内部电源轨。 连接主电源时自动进入模式。
离开 i.MX8M Mini 核心电源轨关闭,大多数外设电源轨关闭。

RTC 备用电池

SBC-IOT-iMX8 配备 120mAh 纽扣锂电池,可在主电源不存在时维持板载 RTC。

实时时钟

SBC-IOT-iMX8 RTC 使用 AM1805 实时时钟 (RTC) 实现。 RTC 使用地址 8xD2/D2 处的 I0C2 接口连接到 i.MX3M SoC。 SBC-IOT-iMX8 备用电池使 RTC 保持运行,以便在主电源断电时保持时钟和时间信息

接口和连接器

接口和连接器供应不存在。

直流电源插孔 (J1)

直流电源输入连接器。

表 9 J1 连接器引脚分配CompuLab-SBC-IOT-iMX80-物联网-网关-fig-5

表 10 J1 连接器数据

制造商 制造商 P/N
联系技术 DC-081HS(-2.5)

USB 主机连接器(J4、P3、P4)

SBC-IOT-iMX8 外部 USB2.0 主机端口可通过三个标准 A 型 USB 连接器(J4、P3、P4)使用。有关更多详细信息,请参阅本文档第 3.6 节。

RS485 / RS232 连接器 (P7)

SBC-IOT-iMX8 具有路由到端子块 P485 的可配置 RS232 / RS7 接口。 RS485/RS232操作模式由软件控制。有关更多详细信息,请参阅 SBC-IOT-iMX8 Linux 文档。

表 11 P7 连接器引脚分配

别针 RS485模式 RS232模式 引脚编号
1 RS485_NEG RS232_TXD CompuLab-SBC-IOT-iMX80-物联网-网关-fig-6
2 RS485_POS RS232_RTS
3 地线 地线
4 NC RS232_CTS
5 NC RS232_RXD
6 地线 地线

串行调试控制台 (P5)

SBC-IOT-iMX8 串行调试控制台接口路由至微型 USB 连接器 P5。如需了解更多信息,请参阅本文档第 3.8 节。

RJ45 双以太网连接器 (P46)

SBC-IOT-iMX8 的两个以太网端口路由至双 RJ45 连接器 P46。有关更多详细信息,请参阅本文档第 3.5 节。

uSIM 插槽 (P12)

uSIM 插槽 (P12) 连接至 mini-PCIe 插槽 P8。

Mini-PCIe 插槽(P6、P8)

SBC-IOT-iMX8 具有两个 mini-PCIe 插槽(P6、P8),它们实现不同的接口并用于不同的功能。

  • Mini-PCie socket #1 主要用于需要 PCIe 接口的 WiFi 模块
  • Mini-PCIe 插槽 #2 主要用于蜂窝调制解调器和 LORA 模块

表 12 mini-PCIe 插座接口

界面 迷你 PCIe 插槽 #1 (P6) 迷你 PCIe 插槽 #2 (P8)
PCIe 是的
USB 是的 是的
SIM 是的

笔记: Mini-PCIe 插槽 #2 (P8) 没有 PCIe 接口。

I/O 扩展连接器

SBC-IOT-iMX8 I/O 扩展连接器 P41 允许将附加板连接到 SBC-IOT-iMX8。部分 P41 信号源自 i.MX8M Mini 多功能引脚。下表概述了连接器引脚分配和可用引脚功能。

  • 注:多功能引脚功能选择由软件控制。
  • 注意:每个多功能引脚一次只能用于一种功能。
  • 注:每项功能只能使用一个引脚(如果某功能在多个载板接口引脚上可用)。

表 13 P41 连接器引脚分配

别针 信号名称 描述
1 地线 SBC-IOT-iMX8公共地
2 VCC_3V3 SBC-IOT-iMX8 3.3V 电源轨
3 EXT_HUSB_DP3 可选USB端口正数据信号。 与后面板连接器 P4 复用
4 VCC_3V3 SBC-IOT-iMX8 3.3V 电源轨
5 EXT_HUSB_DN3 可选的USB端口负数据信号。 与后面板连接器 P4 复用。
6 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空
7 地线 SBC-IOT-iMX8公共地
8 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空
9 JTAG_NTRST 处理器 JTAG 界面。 测试复位信号。
10 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空。
11 JTAG_TMS 处理器 JTAG 界面。 测试模式选择信号。
12 VCC_SOM SBC-IOT-iMX8 3.7V 电源轨
13 JTAG_TDO 处理器 JTAG 界面。 测试数据输出信号。
14 VCC_SOM SBC-IOT-iMX8 3.7V 电源轨
15 JTAG_TDI 处理器 JTAG 界面。 信号中的测试数据。
16 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空。
17 JTAG_TCK 处理器 JTAG 界面。 测试时钟信号。
18 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空。
19 JTAG_MOD 处理器 JTAG 界面。 杰TAG 模式信号。
20 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空。
21 VCC_5V SBC-IOT-iMX8 5V 电源轨
22 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空。
23 VCC_5V SBC-IOT-iMX8 5V 电源轨
32 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空。
33 QSPIA_DATA3 多功能信号。 可用函数:QSPIA_DATA3、GPIO3_IO[9]
34 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空。
35 QSPIA_DATA2 多功能信号。 可用功能:QSPI_A_DATA2、GPIO3_IO[8]
36 ECSPI2_MISO/UART4_CTS 多功能信号。 可用函数:ECSPI2_MISO、UART4_CTS、GPIO5_IO[12]
37 QSPIA_DATA1 多功能信号。 可用功能:QSPI_A_DATA1、GPIO3_IO[7]
38 ECSPI2_SS0/UART4_RTS 多功能信号。 可用功能:ECSPI2_SS0、UART4_RTS、GPIO5_IO[13]
39 QSPIA_DATA0 多功能信号。 可用功能:QSPI_A_DATA0、GPIO3_IO[6]
40 ECSPI2_SCLK/UART4_RX 多功能信号。 可用功能:ECSPI2_SCLK、UART4_RXD、GPIO5_IO[10]
41 QSPIA_NSS0 多功能信号。 可用功能:QSPI_A_SS0_B、GPIO3_IO[1]
42 ECSPI2_MOSI/UART4_TX 多功能信号。 可用功能:ECSPI2_MOSI、UART4_TXD、GPIO5_IO[11]
43 QSPIA_SCLK 多功能信号。 可用功能:QSPI_A_SCLK、GPIO3_IO[0]
44 VCC_SOM SBC-IOT-iMX8 3.7V 电源轨
45 地线 SBC-IOT-iMX8公共地
46 VCC_SOM SBC-IOT-iMX8 3.7V 电源轨
47 DSI_DN3 MIPI-DSI,数据差异对 #3 负
48 I2C4_SCL_CM 多功能信号。 可用功能:I2C4_SCL、PWM2_OUT、GPIO5_IO[20]
49 DSI_DP3 MIPI-DSI,数据差异对 #3 正
50 I2C4_SDA_CM 多功能信号。 可用功能:I2C4_SDA、PWM1_OUT、GPIO5_IO[21]
51 地线 SBC-IOT-iMX8公共地
52 SAI3_TXC 多功能信号。 可用功能:GPT1_COMPARE2、UART2_TXD、GPIO5_IO[0]
53 DSI_DN2 MIPI-DSI,数据差异对 #2 负
54 SAI3_TXFS 多功能信号。 可用功能:GPT1_CAPTURE2、UART2_RXD、GPIO4_IO[31]
55 DSI_DP2 MIPI-DSI,数据差异对 #2 正
56 UART4_TXD 多功能信号。 可用功能:UART4_TXD、UART2_RTS、GPIO5_IO[29]
57 地线 SBC-IOT-iMX8公共地
58 UART2_RXD/ECSPI3_MISO 多功能信号。 可用功能:UART2_RXD、ECSPI3_MISO、GPIO5_IO[24]
59 DSI_DN1 MIPI-DSI,数据差异对 #1 负
60 UART2_TXD/ECSPI3_SS0 多功能信号。 可用功能:UART2_TXD、ECSPI3_SS0、GPIO5_IO[25]
61 DSI_DP1 MIPI-DSI,数据差异对 #1 正
62 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空。
63 地线 SBC-IOT-iMX8公共地
64 预订的 保留以供将来使用。 必须悬空。
65 DSI_DN0 MIPI-DSI,数据差异对 #0 负
66 串口4_RXD 多功能信号。 可用功能:UART4_RXD、UART2_CTS、GPIO5_IO[28]
67 DSI_DP0 MIPI-DSI,数据差异对 #0 正
68 ECSPI3_SCLK 多功能信号。 可用功能:ECSPI3_SCLK、GPIO5_IO[22]
69 地线 SBC-IOT-iMX8公共地
70 ECSPI3_MOSI 多功能信号。 可用功能:ECSPI3_MOSI、GPIO5_IO[23]
71 DSI_CKN MIPI-DSI,负时钟差分对
72 EXT_PWRBTNn SBC-IOT-iMX8 开/关信号
73 DSI_CKP MIPI-DSI,时钟差分对正
74 外部复位n SBC-IOT-iMX8冷复位信号
75 地线 SBC-IOT-iMX8公共地

表 14 P41 连接器数据

类型 制造商 制造商 P/N
M.2、E键、高4.2mm 很多 APCI0076-P001A

工业 I/O 附加板

表 15 工业 I/O 附加连接器引脚分配

I / O模块 别针 信令
 

 

 

A

1 RS232_TXD / RS485_POS / CAN_H
2 ISO_GND_A
3 RS232_RXD / RS485_NEG / CAN_L
4 NC
5 NC
 

 

 

B

6 NC
7 RS232_TXD / RS485_POS / CAN_H
8 ISO_GND_B
9 RS232_RXD / RS485_NEG / CAN_L
10 NC
 

 

 

 

 

 

 

C

11 OUT0
12 OUT2
13 OUT1
14 OUT3
15 输入0
16 输入2
17 输入1
18 输入3
19 24V_输入
20 ISO_GND_C

表 16 工业 I/O 附加连接器数据

连接器类型 引脚编号
 

带推入式弹簧连接的 20 针双原始插头锁定:螺钉法兰

间距:2.54毫米

导线横截面:AWG 20 – AWG 30

CompuLab-SBC-IOT-iMX80-物联网-网关-fig-7

指示灯

下表描述了 SBC-IOT-iMX8 LED 指示灯。

表 17 电源 LED (DS1)

连接主电源 LED 状态
是的 On
离开

表 18 用户 LED (DS4)

通用 LED (DS4) 由 SoC GPIO GP3_IO19 和 GP3_IO25 控制。

GP3_IO19状态 GP3_IO25状态 LED 状态
低的 低的 离开
低的 高的 绿色的
高的 低的 黄色的
高的 高的 橙子

机械的

热板和冷却解决方案

SBC-IOT-iMX8 配有可选的加热板组件。热板设计用作热界面,通常应与散热器或外部冷却解决方案结合使用。必须提供冷却解决方案,以确保在最坏的情况下,散热器表面任何点的温度都保持符合 SBC-IOT-iMX8 温度规范。可以使用各种热管理解决方案,包括主动和被动散热方法。

机械图纸

SBC-IOT-iMX8 3D 模型可从以下位置下载:

操作特性

绝对最大额定值

表 19 绝对最大额定值

范围 分钟 最大限度 单元
主电源电压tage -0.3 40 V

笔记: 超出绝对最大额定值的压力可能会对设备造成永久性损坏。

建议工作条件

表 20 推荐的操作条件

范围 分钟 类型。 最大限度 单元
主电源电压tage 8 12 36 V

文件/资源

CompuLab SBC-IOT-iMX8 物联网网关 [pdf] 用户指南
SBC-IOT-iMX8 物联网网关,SBC-IOT-iMX8,物联网网关,物联网网关,网关

参考

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