Intel Galileo Development Board

英特尔 Galileo 开发板


Galileo 是基于英特尔® Quark SoC X1000 应用处理器的微控制器电路板,是 32 位英特尔奔腾级片上系统。其第一款电路板基于英特尔架构、具有硬软件引脚兼容的设计、并有针对 Uno R3 设计的 Arduino 插板。数字引脚 0 到 13(和邻近的 AREF 及 GND 引脚)、模拟输入 0 到 5、电源接头、ICSP 接头、及 UART 端口引脚(0和1)和 Arduino Uno R3 上的那些都在相同的位置。这也被称为 Arduino 1.0 引脚分配。

Galileo 按支持工作于 3.3V 或 5V 电压的插板进行设计。Galileo 的核心工作电压是 3.3V。但是,板上的一个跳线可实现在 I/O 引脚处将电压转为 5V。这可以为 5V Uno 插板提供支持,是默认行为。交换跳线的位置,可禁用电压转换,使 I/O 引脚处提供 3.3V 的工作电压。

当然,Galileo 板和 Arduino 软件开发环境(IDE)也是与软件兼容的,无论使用还是介绍都轻而易举。除了 Arduino 软硬件兼容性外,Galileo 板还有若干达到 PC 行业标准的 I/O 端口和特性,可扩展 Arduino 插板体系之外的原生用途和功能。一个全尺寸 mini-PCI Express 槽, 100Mb 以太网端口, Micro-SD 槽, RS-232 系列端口, USB 主机端口, USB 客户端端口, 和 8MByte NOR flash,达到板载标准。


 
 
方框图
 Block Diagram
 

英特尔架构所支持特性的详细情况

Clanton SoC 的正品英特尔处理器和相关原生 I/O 功能,为制造业和学生等提供了一个全功能的产品。对于寻找简单、高性价比开发环境以基于英特尔凌动处理器和英特尔酷睿处理器进行更复杂设计的专业开发者,这款产品也是很有用的。

  • 400MHz 32 位英特尔奔腾指令集架构(ISA)兼容处理器 o 16KB 芯片内一级缓存
    • 512KB 芯片内嵌入式 SRAM
    • 易于编程:单线程、单核、常速
    • ACPI 兼容 支持 CPU 睡眠状态
    • 一个集成实时时钟(RTC),带可选 3V 纽扣电池,用于接通周期间的操作
  • 10/100 以太网连接器
  • 全高 PCI Express 迷你卡插槽、具有 PCIe 2.0 兼容特性
    • 可搭配带可选转换板的半高迷你 PCIe卡
    • 在迷你 PCIe 连接器处提供 USB 2.0 主机端口
    • USB 2.0 Host 连接器
      • 支持多达 128 个 USB 端点设备
    • USB 设备连接器,用于编程
      • 不仅仅有一个编程端口——还提供一个全兼容的 USB 2.0 设备控制器
    • 用于调试的 10 引脚标准 JTAG 头
    • 可重启处理器的重启按钮
    • 可重置 sketch 和任何装附插板的重置按钮
     Intel Quark Processors
    • 存储选择:
      • 默认——8MB 的 SPI 遗留闪存 主要用于存储固件(或引导加载程序)和最新的 sketch。256KB 到 512KB 之间专用于 sketch 存储。 下载会从开发 PC 上自动开始,因此 无需任何操作,除非有正在加入 固件的升级。
      • 默认 512KB 的嵌入式 SRAM,默认由固件启用。无需操作即可使用这一特性。
      • 默认 256KB 的嵌入式 DRAM,默认由固件启用。
      • 可选的 micro SD 卡提供 32GB 的存储空间
      • USB 存储器可与任何 USB 2.0 兼容驱动器搭配工作
      • 11KB 的 EEPROM 可通过 EEPROM 库进行编程。

    电源

    Galileo 通过一个交流-直流适配器进行供电,连接方式是将一个 2.1mm 的中间为正极的插头插入电路板的电源孔。建议采用额定输出为 3Amp,5V 的电源适配器。

    电气概要
    输入电压(推荐) 5V
    输入电压(限制) 5V
    数字 I/O 引脚 14(其中的 6 个提供 PWM 输出)
    模拟输入引脚 6
    所有 I/O 线路上的总直流输出电流 80mA
    3.3V 引脚的直流电流 800mA
    5V 引脚的直流电流 800mA
     

    通信

    Galileo 可通过一系列设备同计算机、另一个 Arduino或其他微控制器通信。Galileo 可在数字引脚 0 (RX)和 1 (TX)上进行 UART TTL (5V/3.3V)串行通信。此外,还可通过一个 3.5mm 插孔连接另一个UART提供 RS-232 支持。USB 设备端口可以通过 USB 进行串行(CDC)通信。可以与 Serial Monitor (串口监控器)或计算机上其他应用程序进行串行连接。同时 Galileo 可当作所连接电脑的 USB 鼠标或键盘。要使用这些功能,请参看鼠标与键盘库参考页。Galileo 具有USB 主机端口,可以作为所连接外设,如鼠标、键盘、智能手机的 USB 主机。要使用这些功能,请参看 USB 主机参考页。Galileo 是第一款提供迷你 PCI Express (mPCIe)插槽的 Arduino 板。这个插槽可将全高和半高(带适配器)的 mPCIe 模块连接到电路板,同时还提供了一个额外的 USB 主机端口。任何标准的 mPCIe 模块均可连接,用于连接 Wi-Fi、蓝牙或蜂窝等应用。Galileo mPCie 插槽最开始提供 WiFi 库支持。更多信息,请参看英特尔 Galileo 入门指南。提供了一个以太网 RJ45 连接器,允许 Galileo 连接有线网络。连接到网络时,必须提供 IP 地址和 MAC 地址。对板载以太网接口提供全面支持,无需像现有 Arduino 插板那样使用 SPI 接口。板载 microSD 卡读卡器可通过 SD 库访问。Galileo 与 SD 之间的通信由集成的 SD 控制器提供,无需像其他 Arduino 电路板那样使用 SPI 接口。Arduino 软件包括一个电缆库,以方便使用 TWI/I 2C 总线;详情见文档。关于 SPI 通信,请使用 SPI库。

    程序设计

    Galileo 可通过 Arduino 软件(下载)进行编程。当准备好将 sketch 上载到电路板时,可通过 USB Client 端口选择“英特尔 Galileo”作为您在 Arduino IDE 中的电路板,即可对 Galileo 编程。将标有 USB 客户端的 Galileo 端口(离以太网最近的一个)连接到计算机。要了解详情,可参看参考、教程和英特尔 Galileo 入门指南。Galileo 在上载前不需要使用人力按压重置按钮,只需通过所连接电脑上的软件即可实现重置。

    电路板启动时,有两种可能的情形:

    • 如果 sketch 出现于永久性存储中,则会得到执行
    • 如果不出现 sketch,则电路板等待来自 IDE 的上载命令

    如果 sketch 正在执行,则可以从 IDE 上载,无需按板上的重置按钮。sketch 停止;IDE 等待上载状态,然后启动新上载的 sketch。

    按下板上的重置按钮,在 sketch 正在执行时会重新启动 sketch,并会重置任何连接的插板。

    配置为 OUTPUT 的引脚的特性

    用 pinMode() 配置为 OUTPUT 的引脚,据说处在低阻抗状态。把 Galileo 上一个引脚配置为 OUTPUT 时,其功能是通过一个 I2C 式 Cypress I/O 扩展器数据表提供的。Galileo 的数字引脚 0 到 13、模拟引脚 A0 到 A5 可以配置为 OUTPUT 引脚。

    I/O 扩展器的引脚在配置为 OUTPUT 时,可给其他器件/电路拉(提供正向电流)高达 10mA(毫安)电流,灌(提供负电流)高达 25mA 的电流。每引脚个体拉电流能力为 10mA,但所有 OUTPUT 引脚综合在一起的总体拉电流能力限制为 80mA 。每引脚个体灌电流能力要受限于 200mA 的总极限。下表对引脚总 OUTPUT 能力进行了分解。



    Current
    拉电流(mA)
    Current
    灌电流(mA)
    每引脚能力 10 25
    数字引脚 3、5、9、10、12、13 综合起来 40 100
    数字引脚 0、1、2、4、6、7、8、11 和模拟引脚 A0、A1、A2、A3、A4、A5 综合起来 40 100
    数字引脚 0-13 和模拟引脚 A0-A5 综合起来 80 200
     

    Galileo 跳线配置

    Galileo 有三个跳线,用来改变电路板的配置。IOREF 跳线可让 Galileo 既支持 3.3V 也支持 5V 插板,而外部工作电压通过一个跳线控制。当跳线连接 5V时,Galileo 配置为与 5V 插板兼容,同时 IOREF 设为 5V。当跳线连接 3.3V 时,Galileo 配置为与 3.3V 插板兼容,同时 IOREF 设为 3.3V。模拟引脚的输入范围也是通过 IOREF 跳线控制的,且不能超过所选工作电压。但是,不管 IOREF 跳线的设定如何,AnalogRead() 的精度对于默认的 10 位精度仍保持在 5 V/1024 单位,也即 0.0049V (4.9mV) 每单位。

    警告: IOREF 跳线使用时应该和电路板和插板工作电压匹配。错误设定电压可能损坏电路板或插板。I2C 地址跳线用于防止板载 I/O 扩展器和 EEPROM 的 I2C 从机地址与任何外部 I2C 从器件冲突,跳线 J2 可用于使各板载器件的 I2C 地址不一致。J2 连接引脚 1(标有白色三角)的情况下,7 位 I/O 扩展器的地址是 0100001,而 7 位 EEPROM 的地址是 1010001。改变跳线的位置,会将 I/O 扩展器的地址变为 0100000、将 EEPROM 的地址变为 1010000。VVIN Galileo 上的跳线,VIN 引脚可用于从电源插座处连接的稳压电源向所连接的插板或器件供应 5V 电压。如果需要使用 VIN 向插板供应超过 5V 电压,则 VIN 跳线应从 Galileo 拔去,以断开板载 5V 电源和板插头上的 VIN 接头之间的连接。

    警告: 如果 VIN 跳线未拔出,而超过 5V 的电源连接了 VIN,则可能损坏电路板,或导致操作不可靠。

    Galileo Jumer Configuration
     

    自动(软件)重置

    Galileo 在上载前不需要使用人力按压重置按钮,只需通过所连接电脑上的软件即可实现重置。USB CDC-ACM 控制信号被用来将 Galileo 从运行时间模式切换到引导加载程序模式。Arduino 软件利用这一功能上传代码,您只需按下 Arduino 环境中的上载按钮。更多信息,请参看英特尔 Galileo 入门指南。


    物理特性

    Galileo 第 2 代长 4.2 inches,宽 2.8 inches,带有 USB 连接器, UART 插孔、以太网连接器、以及电源插孔。电路板有四个螺丝孔,可以安装于一个表面或机箱。注意,数字引脚 7 和 8 之间的距离是 160 密尔(0.16"),并非其他引脚之间 100 密尔距离的偶数倍。


    前视图
    Front View
    后视图
    Back View
     存储器
    AP4GMCSH4-B  4GB 商用 MicroSD 卡, 4 级, 带 SD 卡适配器
    AP8GMCSH4-B  8GB 商用 MicroSD 卡, 4 级, 带 SD 卡适配器
    AP16GMCSH4-B  16GB 商用 MicroSD 卡, 4 级, 带 SD 卡适配器
     PCIe WiFi 模块
     135BN.HMWG  迅驰 Wireless-N 135 802.11b/g/n, 1x1, 单频 WiFi+ 蓝牙 
     Arduino 插板
     A000058  Arduino WiFi 插板
     A000072  Arduino 以太网插板(不带 PoE 模块)
     A000021  Arduino Xbee 插板(不带 RF 模块)
     A000079  Arduino 电机插板
     A000043  Arduino GSM 插板(带集成天线)
     A000075  Arduino 以太网插板(带 PoE 模块)
     A000065  Arduino 无线 SD 插板
     A000060  Arduino 以太网插板(不带 PoE 模块)
      连接线
     USB 连接线  USB 类型 A 转 Micro B 连接线,1.5 米
     TTL-232R-3V3-AJ USB 转 UART 连接线,经 3.5mm 音频插孔提供 +3.3V TTL 电平 UART 信号
     TTL-232R-3V3-WE USB 转 UART 连接线,提供 +3.3V TTL 电平 UART 信号(线端)
     TTL-232R-5V-AJ USB 转 UART 连接线,经 3.5mm 音频插孔提供 +5V TTL 电平 UART 信号
     TTL-232R-5V-WE USB 转 UART 连接线,提供 +5V TTL 电平 UART 信号(线端)
     备用电源线 (注:随 Galileo 提供电源,带适配器)
     电源
     插入式交流墙装适配器
     以太网线 (注:不随 Galileo 提供)
     以太网/网络
     外壳
     Hammond Galileo 盒有黑、灰、蓝可选

    注:电源,带适配器

    Intel Galileo Quark Board 
     

    入门

    Galileo Datasheet Galileo 数据表
    Galileo Product Brief Galileo 产品简介
    Galileo Quick Start Guide Galileo 快速入门指南
    Galileo Getting Started Guide Galileo 入门指南

    英特尔 Galileo 原理图

    Schematic 原理图

    英特尔 Galileo BOM

    Galileo BOM

    英特尔 Galileo 参考设计

    Galileo 参考设计

    英特尔夸克 BSP 构建指南

    Quark BSP Build Guide 夸克 BSP 构建指南

    英特尔软件下载中心

    软件下载中心
     

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    发布日期: 0001-01-01 | 更新日期: 0001-01-01