CompuLab SBC-IOT-IMX8PLUS 工業樹莓派物聯網網關用戶指南
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相關文件
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表 2 相關文件
| 文件 | 地點 |
| SBC-IOT-IMX8PLUS資源 | https://www.compulab.com/products/sbcs/sbc-iot-imx8plus-nxp-i- mx8m-plus-物聯網-單板計算機/#devres |
超過VIEW
亮點
- NXP i.MX8M-Plus CPU，四核 Cortex-A53
- 高達 8GB RAM 和 128GB eMMC
- LTE/4G 調製解調器、WiFi 802.11ax、藍牙 5.3
- 2x LAN, USB3.0, 2x USB2.0 和 CAN 總線
- 多達 3 個 RS485 | RS232 和數字 I/O
- 安全啟動和硬件看門狗
- 專為可靠性和 24/7 運行而設計
- -40C 至 80C 的寬溫度範圍
- 輸入音量tag8V 至 36V 的範圍和 PoE 客戶端
- Debian Linux 和 Yocto 項目
規格
表 3 CPU 內核、RAM 和存儲
| 特徵 | 規格 |
| 中央處理器 | NXP i.MX8M Plus 四核四核 ARM Cortex-A53，1.8GHz |
| 神經網路處理單元 | AI/ML 神經處理單元，高達 2.3 TOPS |
| 實時協處理器 | ARM Cortex-M7，800Mhz |
| 記憶體 | 1GB – 8GB，LPDDR4 |
| 主存儲 | 16GB – 128GB eMMC 閃存，板載 |
表 4 網絡
| 特徵 | 規格 |
| 區域網路 | 2 個 1000Mbps 以太網端口，RJ45 連接器 |
| 無線網路和藍牙 | 802.11ax WiFi 和藍牙 5.3 BLE 使用英特爾 WiFi 6E AX210 模塊 2x 2.4GHz / 5GHz 橡皮鴨天線實現 |
| 蜂窩網路 | 4G/LTE CAT4 蜂窩模塊，Quectel EC25-E/A 蜂窩橡膠鴨天線 |
| SIM卡座 | |
| GNSS | 全球定位系統 使用Quectel EC25模塊實現 |
表 5 顯示和圖形
| 特徵 | 規格 |
| 顯示輸出 | DVI-D，高達 1080p60 |
| 圖形處理器和視頻 | GC7000UL GPU1080p60 HEVC/H.265、AVC/H.264* 僅適用於 C1800QM CPU 選項 |
表 6 I/O 和系統
| 特徵 | 規格 |
| USB | 2 個 USB2.0 端口，A 型連接器（後面板） |
| 1x USB3.0接口，type-A連接器（前面板） | |
| RS485/RS232 | 最多 3 個 RS485（半雙工）| RS232 端口隔離式接線端子連接器 |
| CAN總線 | 1x CAN 總線連接埠隔離式端子塊連接器 |
| 數位輸入/輸出 | 4x 數字輸出 + 4x 數字輸入隔離，24V 符合 EN 61131-2，接線端子連接器 |
| 偵錯 | 1 個串行控制台，通過 UART 轉 USB 橋接器、微型 USB 連接器 |
| 支持NXP SDP/UUU協議，micro-USB接口 | |
| 擴張 | 用於附加板的擴展連接器 LVDS、SDIO、USB、SPI、I2C、GPIO |
| 安全 | 安全啟動，使用 i.MX8M Plus HAB 模塊實現 |
| LED | 2 個通用雙色 LED |
| 實時時鐘 | 由板載鈕扣電池供電的實時時鐘 |
| 看門狗 | 硬體看門狗 |
| 供電 | 支持 PoE（受電設備） |
表 7 電氣、機械和環境
| 供應量tage | 未調節的 8V 至 36V |
| 方面 | 132×84×25毫米 |
| 熱板 | 鋁熱板，130mm x 80mm * 僅適用於“H”配置選項 |
| 冷卻 | 被動散熱，無風扇設計 |
| 重量 | 450克 |
| 平均故障時間 | 2000,000小時 |
| 工作溫度 | 商用：0° 至 60° C 擴展：-20° 至 60° C 工業：-40° 至 80° C |
核心系統組件
恩智浦 i.MX8M Plus SoC
i.MX8M Plus 處理器採用先進的四核 ARM® Cortex®-A53 內核，運行速度高達 1.8 GHz。 通用 Cortex®-M7 核心處理器可實現低功耗處理。
圖 1 i.MX8M Plus 框圖
系統記憶體
動態隨機存取記憶體
SBC-IOT-IMX8PLUS 可提供高達 8GB 的板載 LPDDR4 內存。
主儲存
SBC-IOT-IMX8PLUS 具有高達 128GB 的焊接板載 eMMC 內存，用於存儲引導加載程序和操作系統（內核和根 file系統）。 剩餘的 eMMC 空間用於存儲通用（用戶）數據。
無線網路和藍牙
SBC-IOT-IMX8PLUS 可選配 Intel WiFi 6 AX210 模組，提供 2×2 WiFi 802.11ax 和藍牙 5.3 介面。 AX210 模組安裝到 M.2 插座 (P22) 中。
透過兩個板載 MHF4 連接器可實現 WiFi 和藍牙天線連接。 SBC-IOT-IMX8PLUS 配備兩支 MHF4-to-RP-SMA 電纜和兩條 2.4GHz / 5GHz 橡皮鴨天線。
蜂窩和全球定位系統
SBC-IOT-IMX8PLUS 蜂窩介面透過 mini-PCIe 蜂窩數據機模組和 nano-SIM 插槽實現。若要設定 SBC-IOT-IMX8PLUS 以實現蜂窩功能，請將主動 SIM 卡安裝到 nano-SIM 插槽 U10 中。蜂巢模組應安裝到 mini PCIe 插槽 P3 中。
蜂窩調製解調器模塊還實現了 GNNS/GPS。
數據機天線連接可透過板載 MHF 連接器實現。 SBC IOT IMX8PLUS 配備兩條 MHF 轉 SMA 電纜和一條蜂巢式橡皮鴨天線。
CompuLab 為 SBC-IOT-IMX8PLUS 提供以下蜂窩調製解調器選項：
- 4G/LTE CAT4 蜂窩模塊，Quectel EC25-E（歐盟頻段）
- 4G/LTE CAT4 蜂窩模塊，Quectel EC25-A（美國頻段）
圖 2 蜂巢式調變解調器和 SIM 卡插槽
乙太網路
SBC-IOT-IMX8PLUS 包含兩個以太網端口，通過 i.MX8M Plus 內部 MAC 和兩個 Realtek RTL8211 PHY 實現
ETH1 在連接器 P13 上可用； ETH2 在連接器 P14 上可用。
ETH2 端口具有可選的 POE 802.3af 受電設備功能。
注意：僅當訂購具有「POE」配置選項的設備時，ETH2 連接埠才具有 PoE 供電設備功能。
USB
USB3.0
SBC-IOT-IMX8PLUS 具有一個 USB3.0 主機端口，連接到前面板 USB 連接器 J8。 USB3.0 端口直接使用原生 i.MX8M Plus 端口實現。
USB2.0
SBC-IOT-IMX8PLUS 具有兩個外部 USB2.0 主機連接埠。這些連接埠被路由到後面板 USB 連接器 P17 和 P18。所有 USB2.0 連接埠均透過 MicroChip USB2514 USB 集線器實現。 3.7 CAN 總線 SBC-IOT-IMX8PLUS 具有 2.0 個 CAN 8B 端口，透過 i.MX8M Plus CAN 控制器實現。 CAN 總線訊號路由至工業 I/O 連接器 P5.4。有關引腳詳細信息，請參閱第 XNUMX 節。
串行調試控制台
SBC-IOT-IMX8PLUS 具有一個串行調試控制台，通過微型 USB 連接器上的 UART 轉 USB 橋接。 CP2104 UART 轉 USB 橋接器與 i.MX8M Plus UART 端口連接。 CP2104 USB 信號被路由到位於前面板上的微型 USB 連接器 P20。
顯示輸出
SBC-IOT-IMX8PLUS 具有路由到標準 HDMI 連接器的 DVI-D 接口。 顯示輸出接口支持高達 1920 x 1080 的分辨率。
USB編程端口
SBC-IOT-IMX8PLUS 具有 USB 編程接口，可用於使用 NXP UUU 實用程序進行設備恢復。
USB 編程接口連接到前面板連接器 P16。
當主機 PC 使用 USB 連接線連接到 USB 程式連接器時，SBC-IOTIMX8PLUS 將停用從 eMMC 的正常啟動並進入序列下載程式啟動模式。
I/O 擴展插座
M.8 Key-E 插座 P2 上提供 SBC-IOT-IMX12PLUS 擴充介面。擴充連接器允許將客製化 I/O 附加板整合到 SBC-IOT IMX8PLUS 中。擴充連接器具有 LVDS、I2C、SPI、USB 和 SDIO 等嵌入式介面。
工業 I/O（IE 模塊）
SBC-IOT-IMX8PLUS 具有 4 個工業 I/O (IE) 插槽，最多可安裝 4 個不同的 I/O 模組。每個 IE 插槽均與 SBC-IOT-IMX8PLUS 隔離。 I/O 插槽 A、B、C 可安裝 RS232 或 RS485 I/O 模組。 I/O 插槽 D 只能安裝數位 I/O（4x DI、4x DO）模組。
表 8 工業 I/O – 功能和訂購代碼
| 輸入/輸出插槽 A | 輸入/輸出插槽 B | 輸入輸出插槽 C | 輸入輸出插槽 D | |
| RS-232（2線） | FARS2 | FBRS2 | FCRS2 | – |
| RS-485（半雙工） | FARS4 | FBRS4 | FCRS4 | – |
| 數字 I/O(4x DI, 4x DO) | – | – | – | FDI |
組合前amp萊斯：
- 對於 2x RS485，訂購代號為 SBC-IOTIMX8PLUS-...-FARS4 FBRS4-...
- 對於 1x RS232 + 1x RS485 + 數位 I/O，訂購代號為 SBC IOTIMX8PLUS-...-FARS2- FBRS4-FDIO-...
某些 I/O 組合也可以使用板載 SMT 組件來實現。
工業 I/O 訊號路由至 SBC-IOT IMX2PLUS 背面板上的 11×8 端子塊。有關連接器引腳分配的信息，請參閱第 5.4 節。
IE-RS485
RS485 功能通過與 i.MX13488M Plus UART 端口連接的 MAX8 收發器實現。 主要特點：
- 2線，半雙工
- 與主機電隔離
- 高達 3Mbps 的可編程波特率
- 軟件控制的 120ohm 終端電阻
IE-RS232
RS232 功能通過與 i.MX3221M Plus UART 端口連接的 MAX8（或兼容）收發器實現。 主要特點：
- 僅接收/發送
- 與主機電隔離
- 高達 250kbps 的可編程波特率
數字輸入和輸出
四個數字輸入通過符合 EN 3-4 的 CLT61131-2B 數字終端實現。 遵循 EN 4140-61131 的 VNI2K 固態繼電器實現了四個數字輸出。 主要特點：
- 外部供應量tag高達 24V
- 與主單元和其他 I/O 模塊電氣隔離
- 數字輸出最大輸出電流 – 每通道 0.5A
圖 3 數字輸出 – 典型接線 example
圖 4 數字輸入 – 典型接線 example
系統邏輯
電源子系統
電源軌
SBC-IOT-IMX8PLUS 由具有輸入電壓的單個電源軌供電tage 範圍為 8V 至 36V。
當 SBC-IOT-IMX8PLUS 裝配有“POE”選項時，它也可以通過 2at Type 802.3 PoE 電源的 ETH1 連接器供電。
電源模式
SBC-IOT-IMX8PLUS支援三種硬體供電模式
表 9 電源模式
| 電源模式 | 描述 |
| ON | 啟用所有內部電源軌。 連接主電源時自動進入模式。 |
| 離開 | CPU 內核電源軌關閉。 所有外圍電源軌均關閉。 |
| 睡覺 | DRAM 保持自刷新狀態。 大多數 CPU 核心電源軌已關閉。 大多數外圍電源軌都已關閉。 |
RTC 備用電池
SBC-IOT-IMX8PLUS 採用 120mAh 鈕扣鋰電池，可在主電源不存在時維持板載 RTC。
實時時鐘
SBC-IOT-IMX8PLUS RTC採用AM1805即時時鐘（RTC）晶片實現。 RTC 使用位址 8xD2/D0 處的 I2C 介面連接到 i.MX3M Plus SoC。 SBC IOT-IMX8PLUS 備用電池可讓 RTC 在主電源不存在時維持時鐘和時間資訊。
硬件看門狗
SBC-IOT-IMX8PLUS看門狗功能是通過i.MX8M Plus看門狗實現的。
接口和連接器
連接器位置
面板連接器
內部連接器
直流電源插孔 (J7)
直流電源輸入連接器。
表 10 DC 插孔連接器引腳分配
|
別針 |
訊號名稱 |  |
|
1 |
直流輸入 |
|
| 2 |
接地 |
|
表 11 直流插孔連接器數據
|
製造商 |
製造商 P/N |
| 聯繫技術 |
DC-081HS(-2.5) |
此連接器與 CompuLab 提供的 SB-IOT-IMX8PLUS AC PSU 和 IOTG ACC-CABCC DC 電纜相容。
USB 主機連接器（J8、P17、P18）
SBC-IOT-IMX8PLUS USB3.0 主機連接埠可透過標準 A 型 USB3 連接器 J8 使用。 SBC-IOT-IMX8PLUS USB2.0 主機連接埠可透過兩個標準 A 型 USB 連接器 P17 和 P18 使用。
有關其他詳細信息，請參閱本文檔的第 3.6 節。
工業 I/O 連接器 (P8)
SBC-IOT-IMX8PLUS 工業 I/O 信號路由到接線端子 P8。 引腳分配由 I/O 模塊配置決定。 有關其他詳細信息，請參閱第 3.12 節。
表 12 工業 I/O 附加連接器引腳分配
| I/O模組 | 別針 | 信號名稱 | 隔離電源域 |
| 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 | 輸入0 | 3 |
| D | 10 | 輸入1 | 3 |
| D | 11 | 輸入2 | 3 |
| C | 12 | RS232_TXD / RS485_POS | 3 |
| D | 13 | 輸入3 | 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_輸入 | 3 |
| D | 20 | 24V_輸入 | 3 |
| 光碟 | 21 | ISO_GND_3 | 3 |
| 光碟 | 22 | ISO_GND_3 | 3 |
表 13 工業 I/O 附加連接器數據
| 連接器類型 | 引腳編號 |
| 帶推入式彈簧連接的 22 針雙生插頭 鎖定：螺絲法蘭 間距：2.54 mm 導線橫截面：AWG 20 – AWG 30 連接器 P/N：Kunacon HGCH25422500K 配合連接器 P/N：Kunacon PDFD25422500K 筆記: CompuLab 提供帶網關單元的匹配連接器 |
 |
串行調試控制台 (P5)
SBC-IOT-IMX8PLUS 串行調試控制台接口路由到微型 USB 連接器 P20。 有關更多信息，請參閱本文檔的第 3.8 節。
RJ45 以太網連接器（P13、P14）
SBC-IOT-IMX8PLUS 乙太網路連接埠 ETH1 路由至 RJ45 連接器 P13。 SBC IOT-IMX8PLUS 乙太網路連接埠 ETH2 路由至 RJ45 連接器 P14。有關更多詳細信息，請參閱本文檔第 3.5 節。
迷你 PCIe 插槽 (P3)
SBC-IOT-IMX8PLUS 具有一個 mini-PCIe 插槽 P3，主要用於蜂窩調製解調器模塊。 P3 實現 USB 和 SIM 接口。 Socket P3 不實現 PCIe 信號。
Nano-SIM 卡座 (U10)
nano-uSIM 插槽 (U10) 連接到 mini-PCIe 插槽 P3。
擴展連接器 (P19)
SBC-IOT-IMX8PLUS 擴充介面可在具有自訂引腳 P2 的 M.19 Key-E 插座上使用。擴充連接器允許將客製化 I/O 附加板整合到 SBC-IOTIMX8PLUS 中。下表概述了連接器引腳排列和可用引腳功能。
表 14 擴展連接器引腳分配
| 別針 | 信號名稱 | 描述 | 別針 | 訊號名稱 | 描述 |
| 2 | VCC_3.3V | 電源輸出3.3V | 1 | 接地 | |
| 4 | VCC_3.3V | 電源輸出3.3V | 3 | USB_DP | 來自 USB 集線器的可選多路復用 USB2 |
| 6 | VCC_5V | 電源輸出5V | 5 | USB_DN | 來自 USB 集線器的可選多路復用 USB2 |
| 8 | VCC_5V | 電源輸出5V | 7 | 接地 | |
| 10 | VBATA_IN | 電源輸入 (8V – 36V) | 9 | I2C6_SCL | I2C6_SCL / PWM4_OUT / GPIO3_IO19 |
| 12 | VBATA_IN | 電源輸入 (8V – 36V) | 11 | I2C6_SDA | I2C6_SDA / PWM3_OUT / GPIO3_IO20 |
| 14 | VBATA_IN | 電源輸入 (8V – 36V) | 13 | 接地 | |
| 16 | EXT_PWRBTNn | 開/關輸入 | 15 | ECSPI2_SS0 | ECSPI2_SS0 / GPIO5_IO13 |
| 18 | 接地 | 17 | ECSPI2_MISO | ECSPI2_MISO / GPIO5_IO12 | |
| 20 | 外部復位 | 重置輸入 | 19 | 接地 | |
| 22 | 預訂的 | 21 | ECSPI2_SCLK | ECSPI2_SCLK / GPIO5_IO10 | |
| 24 | NC | E鍵槽口 | 23 | ECSPI2_MOSI | ECSPI2_MOSI / GPIO5_IO11 |
| 26 | NC | E鍵槽口 | 25 | NC | E鍵槽口 |
| 28 | NC | E鍵槽口 | 27 | NC | E鍵槽口 |
| 30 | NC | E鍵槽口 | 29 | NC | E鍵槽口 |
| 32 | 接地 | 31 | NC | E鍵槽口 | |
| 34 | I2C5_SDA | I2C5_SDA / PWM1_OUT / GPIO3_IO25 | 33 | 接地 | |
| 36 | I2C5_SCL | I2C5_SCL / PWM2_OUT / GPIO3_IO21 | 35 | JTAG_TMS | 系統芯片TAG |
| 38 | 接地 | 37 | JTAG_TDI | 系統芯片TAG | |
| 40 | JTAG_TCK | 系統芯片TAG | 39 | 接地 | |
| 42 | 接地 | 41 | JTAG_MOD | 系統芯片TAG | |
| 44 | 預訂的 | 43 | JTAG_TDO | 系統芯片TAG | |
| 46 | SD2_數據2 | SD2_DATA2 / GPIO2_IO17 | 45 | 接地 | |
| 48 | SD2_時鐘 | SD2_CLK/GPIO2_IO13 | 47 | LVDS_CLK_P | LVDS輸出時鐘 |
| 50 | SD2_數據3 | SD2_DATA3 / GPIO2_IO18 | 49 | LVDS_CLK_N | LVDS輸出時鐘 |
| 52 | SD2_CMD | SD2_CMD / GPIO2_IO14 | 51 | 接地 | |
| 54 | SD2_數據0 | SD2_DATA0 / GPIO2_IO15 | 53 | LVDS_D3_N | LVDS輸出數據 |
| 56 | 接地 | 55 | LVDS_D3_P | LVDS輸出數據 | |
| 58 | SD2_數據1 | SD2_DATA1 / GPIO2_IO16 | 57 | 接地 | |
| 60 | SD2_nRST | SD2_nRST / GPIO2_IO19 | 59 | LVDS_D2_N | LVDS輸出數據 |
| 62 | 接地 | 61 | LVDS_D2_P | LVDS輸出數據 | |
| 64 | 預訂的 | 63 | 接地 | ||
| 66 | 接地 | 65 | LVDS_D1_N | LVDS輸出數據 | |
| 68 | 預訂的 | 67 | LVDS_D1_P | LVDS輸出數據 | |
| 70 | 預訂的 | 69 | 接地 | ||
| 72 | VCC_3.3V | 電源輸出3.3V | 71 | LVDS_D0_P | LVDS輸出數據 |
| 74 | VCC_3.3V | 電源輸出3.3V | 73 | LVDS_D0_N | LVDS輸出數據 |
| 75 | 接地 |
LED 指示燈
下表描述了 SBC-IOT-IMX8PLUS LED 指示燈。
表 15 電源 LED
| 連接主電源 | LED狀態 |
| 是的 | On |
| 不 | 離開 |
通用 LED 由 SoC GPIO 控制。
表 16 用戶 LED #1
| GP5_IO05狀態 | LED狀態 |
| 低的 | 離開 |
| 高的 | 紅色的 |
表 17 用戶 LED #2
| GP5_IO01狀態 | GP4_IO28狀態 | LED狀態 |
| 低的 | 低的 | 離開 |
| 低的 | 高的 | 綠色的 |
| 高的 | 低的 | 紅色的 |
| 高的 | 高的 | 黃色的 |
天線連接器
SBC-IOT-IMX8PLUS 具有多達四個用於外部天線的連接器。
表 18 默認天線連接器分配
| 連接器名稱 | 功能 | 連接器類型 |
| WLAN-A / 藍牙 | WiFi/BT主天線 | RP-SMA |
| 無線局域網-B | WiFi輔助天線 | RP-SMA |
| 廣域網路 | LTE主天線 | SMA |
| 輔助設備 | GPS天線 | SMA |
機械的
熱板和冷卻解決方案
SBC-IOT-IMX8PLUS 配備選購的加熱板組件。熱板設計用作熱界面，通常應與散熱器或外部冷卻解決方案結合使用。必須提供冷卻解決方案，以確保在最壞的情況下，散熱器表面任何點的溫度都保持符合 SBC-IOTIMX8PLUS 溫度規範。可以使用各種熱管理解決方案，包括主動和被動散熱方法。
機械圖紙
SBC-IOT-IMX8PLUS 3D 模型可從以下網址下載：
https://www.compulab.com/products/sbcs/sbc-iot-imx8plus-nxp-i-mx8m-plus-internet-of-thingssingle-board-computer/#devres
操作特性
絕對最大額定值
表 19 絕對最大額定值
| 範圍 | 最小 | 最大限度 | 單元 |
| 主電源電壓tage | -0.3 | 40 | V |
筆記： 超出絕對最大額定值的壓力可能會對設備造成永久性損壞。
推薦操作條件
表 20 推薦的操作條件
| 範圍 | 最小 | 典型值。 | 最大限度 | 單元 |
| 主電源電壓tage | 8 | 12 | 36 | V |
支援
© 2022 計算機實驗室
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文件/資源
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CompuLab SBC-IOT-IMX8PLUS 工業樹莓派物聯網網關 [pdf] 使用者指南 SBC-IOT-IMX8PLUS 工業樹莓派物聯網網關，SBC-IOT-IMX8PLUS，工業樹莓派物聯網網關，樹莓派物聯網網關，Pi物聯網網關 |
