Der Tibbo PLUS1 (SP7021) wurde von Sunplus Technology in Zusammenarbeit mit Tibbo Technology entwickelt und bietet alle Elemente, die typischerweise in modernen industriellen Embedded-Linux-Prozessoren zu finden sind. Der PLUS1 bietet eine Vielzahl von Funktionen für IoT- und industriellen Steuerungsanwendungen. Ein einfaches Mikrocontroller-ähnliches Gehäuse, das nur wenige externe Komponenten benötigt, vereinfacht den Schaltplan und verringert die Komplexität der Leiterplatte.
Feature 1: Quad-Core 1GHz Cortex-A7 CPU + A926 + 8051
Der Plus1 verfügt über eine Quad Core 1 GHz ARM-Cortex A7 Prozessor sowie zwei zusätzliche CPU-Kerne: einen 202 MHz Cortex A926-Kern zur Ausführung von Echtzeitcode und einen stromsparenden 202 MHz / 32 kHz 8051-Kern für die Systemverwaltung (einschließlich Low-Power Standby-Modus). Alle GPIO-Leitungen und Peripheriegeräte sind von allen Kernen des Chips aus zugänglich.
Feature 2: Einfach 3,3V Versorgung
Während viele Wettbewerber bis zu drei verschiedene Versorgungsspannungen sowie komplexe und kostspielige Power-Management-ICs benötigen, kann der Plus1 mit einer einzigen 3,3-V-Stromquelle betrieben werden. Alle zusätzlich erforderlichen Spannungen – 1,8 V, 1,2 V und 0,9 V – werden intern erzeugt *. Es werden nur wenige passive Komponenten benötigt, um die Stromkreise zu vervollständigen.
* Einige Einschränkungen gelten für die Verwendung des internen 1,2-V-Leistungsreglers.
Feature 3: Integrierter DDR3-DRAM mit 512 MB
Der Plus1 enthält 128 MB oder 512 MB DDR3-DRAM. Dies vereinfacht das PCB-Layout erheblich – Sie müssen keine bekannten DRAM-Traces mehr von bewährten PCBs kopieren und einfügen, sich keine Gedanken mehr über Trace-Impedanzen machen oder kostspielige und zeitaufwändige Layout-Iterationen durchführen. Der DRAM ist eingebaut und funktioniert einfach! Integrierter DRAM bedeutet auch, dass Sie die Anzahl der Platinen-Layer auf vier oder sogar zwei reduzieren können. Schließlich haben wir durch das Einsetzen des DRAM in das Plus1 Ihre Beschaffungsarbeit vereinfacht: DRAM-Preise und Vorlaufzeiten sind bekanntermaßen volatil, sodass die richtigen Teile oft schwer zu beschaffen sind – mit dem Plus1 müssen Sie sich um ein Teil weniger Sorgen machen!
Feature 4: Acht 5V-tolerante 8-Bit E/A-Ports + ein Hochstromport
Der Plus1 verfügt über acht 8-Bit E/A-Ports mit 3,3 V Logikpegeln und 5 V-Toleranz. Dies vereinfacht die Anbindung an echte Hardware und macht Pegelumsetzer und andere einfache Anpassungsschaltungen überflüssig. Eine 5V-Toleranz ist auf Linux-Prozessoren unbekannt, die normalerweise nicht über 3,3 V hinausgehen können und häufig noch weniger bequeme E/A mit 1,8 V oder 1,2 V haben.
Der Plus1 verfügt außerdem über einen weiteren 8-Bit E/A-Port, der eine höhere Treiberstromfähigkeit aufweist und einen Konsolen-UART hostet.
Feature 5: Flexibles peripheres Multiplexing (PinMux)
Die E/A-Funktionen vieler Peripherieblöcke des Plus1 werden über einen vollständig symmetrischen Multiplexer namens PinMux geroutet. Mit PinMux können Sie eine beliebige E/A-Leitung eines teilnehmenden Peripherieblocks an eine der 64 GPIO-Leitungen von acht 8-Bit E/A-Ports anschließen.
Viele Linux-Prozessoren verfügen über PinMux-Funktionen, diese sind jedoch normalerweise minimal und bieten nur zwei oder drei alternative “Routings” für jeden Peripherieblock. Die für ein Peripherieblock verfügbaren Optionen stehen häufig im Widerspruch zu den für andere Peripherieblöcke angebotenen Optionen. Infolgedessen sind Entwickler gezwungen, ein komplexes Optimierungsspiel zu spielen, das zu unangenehmen Opfern und verworrenen Pin-Mappings führt. Auf dem Plus1 treten keine derartigen Nachteile auf – jede E / A-Leitung eines teilnehmenden Peripherieblocks kann an einen beliebigen PinMux-Pin angeschlossen werden! Darüber hinaus können PinMux-Zuordnungen im laufenden Betrieb und ohne Neustart von Linux geändert werden.
Feature 6: Zwei Ethernet MACs (PinMux)
Der Plus1 enthält zwei Fast-Ethernet MAC-Controller (10/100M) mit PinMux-Funktion und einen eingebauten transparenten Ethernet-Switch. Immer mehr Industrieprodukte erfordern zwei MACs, um Ethernet-Geräte zu verketten oder zwei unabhängige Netzwerke zu verbinden, um die Betriebssicherheit zu erhöhen. Der Plus1 unterstützt beide Konfigurationen.
In der Switch-Konfiguration erkennt das Betriebssystem einen einzelnen Ethernet-Adapter. Die integrierte Switch-Struktur leitet den externen Datenverkehr transparent zwischen den beiden physischen Ethernet-Ports weiter – ohne Prozessorbeteiligung. In der Dual-Port-Konfiguration erkennt das Betriebssystem zwei unabhängige Ethernet-Adapter.
Alle E/A-Leitungen des MAC-Controllers sind PinMux-fähig und können an jeden der 64 über PinMux verwalteten GPIO-Pins geroutet werden.
Feature 7: Vier Enhanced UARTs (PinMux) + ein Konsolen-UART
IoT- und industrielle Steuergeräte erfordern häufig mehrere UARTs, daher wurde diesem Teil des Designs besondere Aufmerksamkeit gewidmet. Der Plus1 verfügt über vier identische UARTs mit 128-Byte TX- und RX-Puffern, automatischer RTS/CTS-Flusskontrolle und Baudraten von bis zu 928 KBit/Sekunde.
Alle E/A-Leitungen aller vier UARTs sind PinMux-fähig und können an jeden der 64 von PinMux verwalteten GPIO-Pins geleitet werden.
Es gibt einen zusätzlichen Konsolen-UART mit festen, dedizierten TX- und RX-Leitungen.
Feature 8: Einfach zu verwendendes LQFP-Gehäuse
Der Plus1 ist in einem benutzerfreundlichen 20 x 20 mm LQFP176-EP-Gehäuse erhältlich. Im Gegensatz zu BGAs können TQFP-ICs vom Menschen leicht gehandhabt werden. Beispielsweise können sie beim Zusammenbau von Platinenproben von Hand gelötet werden. Das TQFP-Gehäuse vereinfacht auch das Layout der Leiterplatte und erleichtert die Verwendung kostengünstigerer vier- oder zweischichtiger Leiterplatten. Dies allein führt zu erheblichen Kosteneinsparungen im Vergleich zu sechs- und sogar achtschichtigen Karten, die häufig für BGA-CPUs benötigt werden! In ihrer Einfachheit ähneln Ihre Boards eher einem typischen “Mikrocontroller” als einem “typischen Linux-CPU” -Design.
Feature 9: Industrieller Betriebstemperaturbereich
Der Plus1 ist durch und durch ein Design in Industriequalität. Der Chip unterstützt einen Betriebstemperaturbereich von -40°C bis 85°C und eignet sich gut für anspruchsvolle industrielle Anwendungen.
Feature 10: Niedrige EMI vereinfacht die Zertifizierung
Bei der Entwicklung des Plus1 haben wir besonderes Augenmerk auf die Senkung der EMI (Elektromagnetischen Beeinflussung) gelegt. Es ist kein Geheimnis, dass einige Chips Probleme mit der EMI-Zertifizierung verursachen, die bekanntermaßen schwer zu überwinden sind. Dies liegt daran, dass viele IC-Anbieter EMI-Probleme als Probleme auf Board- und Geräteebene betrachten und nicht der Ansicht sind, dass die Bekämpfung von EMI in ihrer Verantwortung liegt. Diese Ansicht ist nicht ganz richtig:
Ein vernünftiges Chipdesign kann die nachfolgenden Gerätezertifizierungen erheblich vereinfachen. Wir haben unsere Hausaufgaben gemacht, und das erleichtert Ihnen die Arbeit.
Moderne, Yocto-basierte Linux-Distribution
Im Gegensatz zu anderen Linux Prozessoren, die häufig mit veralteten Linux-Distributionen geliefert werden (nur um zu beweisen, dass der IC Linux im Prinzip ausführen kann), wird das Plus1 von einem modernen, auf Yocto basierenden Linux unterstützt.
Yocto ist ein weit verbreitetes Framework für die Verwaltung der Teile, die in einem Linux-Build enthalten sind. Laut Wikipedia besteht das Ziel des Yocto-Projekts darin, “Tools und Prozesse zu erstellen, mit denen Linux-Distributionen für eingebettete und IoT-Software erstellt werden können, die unabhängig von der zugrunde liegenden Architektur der eingebetteten Hardware sind”.
Zehn Jahre Liefergarantie
Der Plus1 wurde für industrielle Anwendungen und Geräte entwickelt. Wir verstehen, dass im Industriebereich viele Produkte im Vergleich zu Konsumgütern eine viel längere Lebensdauer haben. Leider zielen die meisten Halbleiterhersteller, insbesondere in Asien, hauptsächlich auf Verbraucheranwendungen ab und erzwingen schnelle Aufrüstungszyklen ihres Siliziums. Für Hersteller industrieller Produkte sehen diese schnellen Upgrades wie “unverständliches Flackern” aus – das Tempo des Wandels ist zu schnell, um überhaupt darauf zu reagieren! Wir verstehen, dass Sie es sich als Entwickler von IoT- und Industriegeräten nicht leisten können, Ihr Produkt ständig neu zu gestalten. Wenn Sie Ihr Produkt auf dem Plus1 aufbauen, wählen Sie Stabilität gegenüber dem “weißen Rauschen” anderer Anbieter.
