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Ethernut 5

Überblick

Hardware

Die kontinuierliche Entwicklung der Ethernut-Familie hat mit der Version 5 einen neuen Höhepunkt erreicht. Bei gleichen Abmessungen bietet dieser Single-Board-Computer mit seinem ARM9-Kern gegenüber seinen Vorgängern eine deutlich gesteigerte Leistung und ein Vielfaches an Funktionen.

Die verwendete CPU AT91SAM9XE512 des Herstellers Atmel unterstützt eine breite Palette von Schnittstellen, u.a. 10/100Mbit Ethernet, USB 2.0, CMOS-Bildsensor, SDcard/SDIO/MMC, IrDA, I2S, ADC, TWI und SPI. Wie bei allen Ethernut Boards steht ein Erweiterungsstecker zum Anschluss zusätzlicher Hardware zur Verfügung. Damit eignet es sich sowohl für den Prototypen-Entwurf Ihrer eigenen Hardware als auch zur direkten Integration in Ihr Endprodukt.

Der integrierte Flash-Speicher lässt sich vor externen Zugriffen schützen und wird extern von 1 GByte NAND-Flash, 128 MByte SDRAM und 4Mbyte seriellem Flash ergänzt. Für zusätzliche Erweiterungen steht ein Schacht für MMC/SD-Karten zur Verfügung.

Die Spannungsversorgung kann über einen konventionellen DC-Eingang mit 7-24V, aber auch über USB- oder Ethernet-Kabel erfolgen. Eine eigene 8-Bit CPU sorgt dabei für das flexible Power-Management. Eine gepufferte Echtzeituhr ist ebenfalls vorhanden.

Das robuste Board wird seit 2011 produziert. Die im eigenen Haus durchgeführten Prüfverfahren garantieren eine gleichbleibend hohe Zuverlässigkeit.

Die wesentlichen technischen Merkmale des Ethernut 5.0 Boards sind:

    • 32-Bit ARM9 RISC CPU mit 200 MHz Takt und 512 kByte geschütztem, internem Flash
    • 1 GByte NAND-Flash und 128 MByte SDRAM, ausreichend für Linux
    • 4 MByte serieller, nichtflüchtiger Datenspeicher
    • Ethernet Controller mit 100BASE-T Anschluss, Auto-MDIX und 802.3af PoE
    • USB 2.0 Host-Controller zum Anschluss externer USB-Geräte
    • USB 2.0 Device-Port zum Anschluss an einen PC und zur alternativen Spannungsversorgung
    • RS-232 Schnittstelle zur Steuerung und Überwachung externer Geräte
    • Erweiterungsstecker mit 15 digitalen 3.3 V Ein-/Ausgängen, Sonderfunktionen wie Zähler, USART, SPI, I2C oder PWM
    • FFC-Stecker für externen Bildsensor
    • Bus für einfache, externe Speichererweiterungen
    • 2 Eingänge zur Überwachung analoger Werte
    • Echtzeituhr mit Doppelschicht-Kondensator als Stützbatterie
    • MultiMedia/SD Kartenschacht zum einfachen Datenaustausch
    • 20-pol. JTAG Stecker für Programmierung und Debugging
    • Intelligentes Power Management mit Spannungsversorgung über USB, Ethernet oder externem 5-24 V Netzteil

Software

Anwendungen werden in der höheren Programmiersprache C mit Hilfe freier GNU-Tools erstellt. Eine aktive Open-Source-Community entwickelt und pflegt Nut/OS, ein kooperatives Multithreading Betriebssystem mit TCP/IP-Stack, welches insbesondere für kleine eingebettete Systeme entworfen wurde. Dessen ausführlich dokumentierter Quelltext bietet eine einfache Anwenderschnittstelle, die der C Programmierung von PCs sehr ähnlich ist. Obwohl bereits für Ethernut 5.0 vorkonfiguriert, lassen sich alle wichtigen Einstellungen in einer graphischen Oberfläche unter Windows, Linux und Mac OS X schnell mit wenigen Mausklicks an spezielle Anforderungen anpassen.

Neben dem bewährten Nut/OS steht für Ethernut 5 auch das Betriebssystem Linux zur Verfügung. Das Board Support Package wurde auf der Grundlage der Ångström Distribution entwickelt.

Unterstützung

Mehrere Firmen mit langjähriger Erfahrung in Nut/OS Software und Ethernut Hardware bieten kommerzielle Unterstützung. Weiterhin sind Mailinglisten ein wichtiger Bestandteil diese Open-Source-Projekts, in denen Entwickler ihre Erfahrungen austauschen und bei der Lösung von Problemen behilflich sind.

Lizenz

Der gesamte Quellcode von Nut/OS und der Entwurf der Hardware werden unter der freizügigen BSD-Lizenz veröffentlicht, die deren gebührenfreie Verwendung in kommerziellen Produkten erlaubt. Im Gegensatz zu einigen anderen Open-Source-Lizenzmodellen besteht keine Pflicht zur Veröffentlichung eigener Erweiterungen.

Die verwendeten Tools und das Linux-Betriebssystem unterliegen der GNU Public License Version 2.

Technische Daten

Prozessor

CPU AT91SAM9XE, 200 MHz Takt
NOR-Flash Speicher 512 kByte intern
NAND-Flash Speicher 1 GByte extern
Statisches RAM 32 kByte intern
Dynamisches RAM 128 MByte extern
Serielles Flash 4 MByte extern
Echtzeituhr Hardware (PCF8563T)

Schnittstellen

Ethernet RJ45 10/100BaseT (LAN8710)
USB USB 2.0 Device an Mini-B Buchse, USB 2.0 Host an Typ-A Buchse
RS-232 1 x 9-pol. DCE, 8 Leitungen
Speicherkarte SD Card / SDIO oder Multimedia Card
Bildsensor ITU-R BT. 601/656 and 24-pol. FFC
Digital I/O 15 konfigurierbare GPIO Leitungen mit alternativen Funktionen
Analog I/O 2 Eingänge mit ext. Trigger und Referenz
Programmierung 20-pol. JTAG
Anzeigen Versorgung (rot), Link (gelb), Aktivität (grün)

Spannungsversorgung

Regler 600 mA Schaltregler (LT1616, LTC3407, LTC4411)
Management ATmega168 CPU
DC-Eingang 2.1 mm Hohlstecker, 7 - 24 V ungeregelte Gleichspannung
USB USB Mini-B, 5 V
Ethernet IEEE 802.3af
Verbrauch < 1 W bei 12 V
Stützbatterie Doppelschicht-Kondensator für Echtzeituhr

Schutzvorkehrungen

RS-232, USB 15 kV ESD-Schutz
Ethernet Galvanisch isoliert
Versorgung Austauschbare Sicherung 1 A, Verpolungsschutz, Strombegrenzung, thermische Abschaltung

Umgebungsbedingungen

Betriebstemperatur -20 bis 85 °C (32 to 158 °F)
Lagertemperatur -65 bis 140 °C (-85 to 284 °F)
Luftfeuchtigkeit 5 bis 95 %, nicht kondensierend

Zertifikate

Sicherheit Leiterplattenmaterial UL94-V-0 gelistet
RoHS Richtlinie EU Direktive 2002/95/EC

Maße

Abmessung ( Lx B x H) 98 x 78 x 17 mm (3.86 x 3.07 x 0,67 in)
Gewicht 75 g (0.165 lb)

Produkt-Identifizierung

Leiterplatten-Revision Kupferprägung auf der Rückseite
Seriennummer Barcode Aufkleber mit IEEE registrierter MAC Addresse (Code 128C)

Ressourcen

Dokumentation



Software und Tools



Medien

Nut/OS

Das Ethernut 5 Board wird mit dem Open Source Betriebssystem Nut/OS ausgeliefert. Das vereinfacht den Projektstart. Mehr >

Linux

Turtelizer 2

ARM In-System JTAG Programmierer und Debugger. Mehr >

Open Source

Ethernut ist auch der Name eines Open Source Hard- und Software Projekts mit internationaler Community. Mehr

egnite Partner

Mehrere Firmen bieten kommerziellen Support rund um Nut/OS und Ethernut. Mehr >

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