Ethernut, Nut/OS und Zubehör

ETHERNUT 3 - SBC MIT PROGRAMMIERBARER HARDWARE


Hardware

Die Mikrocontroller von ARM haben sich zum unangefochtenen Marktführer entwickelt. Ethernut 3.1 ist ein netzwerkfähiger Single-Board-Computer auf Basis des ARM7TDMI, kombiniert mit einem programmierbaren Logikbaustein.

Die dritte Generation der Ethernut Board Familie bietet schnelle Reaktionszeiten bei minimalem Stromverbrauch. Im internen RAM werden von der 32-Bit CPU etwa 72 Millionen Instruktionen pro Sekunde abgearbeitet und die programmierbare Logik erlaubt die Implementierung spezieller Schnittstellen in Hardware. Ein 8 MByte Flash Speicher und ein Schacht für MMC/SD-Karten bieten ausreichend Kapazität für herausfordernde Aufgaben.

Wie bei allen Ethernut Boards steht ein Erweiterungsstecker zum Anschluss zusätzlicher Hardware zur Verfügung. Damit eignet sich das Board sowohl für den Prototypen-Entwurf Ihrer eigenen Hardware als auch zur direkten Integration in Ihr Endprodukt.

Ethernut-Boards werden überall dort eingesetzt, wo Robustheit, Zuverlässigkeit und lange Verfügbarkeit eine zentrale Rolle spielen. Die im eigenen Haus durchgeführten Prüfverfahren garantieren eine gleichbleibend hohe Zuverlässigkeit.

Die wesentlichen technischen Merkmale des Ethernut 3.1 Boards sind:

  • Schnelle 32-Bit RISC CPU mit 256 kByte RAM für CPU-intensive Berechnungen und kurze Reaktionszeiten
  • Programmierbare Logik mit 3.200 Gattern für spezielle Hardware-Unterstützung
  • 8 MByte Flash-Speicher für Programme und Webseiten
  • 4 MByte serieller, nichtflüchtiger Datenspeicher
  • Memory Mapped Ethernet Controller mit 100BASE-T Anschluss und Auto-MDIX
  • RS-232 Schnittstelle zur Steuerung und Überwachung externer Geräte
  • 14 digitale 3.3 V Ein-/Ausgänge mit Sonderfunktionen wie Zähler oder USART
  • 24 digitale Ein-/Ausgänge für externe Speichererweiterung oder als programmierbare 3.3 V Logik, 5 V tolerant
  • Multimedia/SD Kartenschacht zum einfachen Datenaustausch
  • JTAG Stecker für Programmierung und Debugging
  • Einfache 5-24 V Spannungsversorgung

Software

Anwendungen werden in der höheren Programmiersprache C erstellt, entweder unter Verwendung der freien GNU-Tools oder mit dem kommerziell unterstützten ImageCraft Compiler.

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 3.1 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. Ein vollständiger internetfähiger Webserver benötigt etwa 100 kByte Flash und 20 kByte RAM. Dies läßt genügend Raum für ehrgeizige Produktideen, inklusive eines Boot-Loaders für den Update der Firmware über ein Netzwerk. Die Nut/OS Distribution enthält weitere nützliche Anwendungsbeispiele.

Lizenz

Der gesamte Quellcode für das Zielsystem 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.

Technische Daten

Prozessor
CPU AT91R40008, 73.728 MHz Takt
Flash Speicher 4 MByte extern
Statisches RAM 256 kByte intern
Serielles Flash 4 MByte extern
Echtzeituhr Hardware (PCF8563T)
Schnittstellen
Ethernet RJ-45 10/100BaseT (DM9000A)
RS-232 1 x 9-pol. DCE, 8 Leitungen, 1 x TTL/CMOS
Digital I/O 17 konfigurierbare GPIO Leitungen mit alternativen Funktionen
Analog I/O Nicht vorhanden
Programmierung 10-pol. JTAG
Anzeigen Versorgung (rot), Link (gelb), Aktivität (grün), Anwender (grün)
Spannungsversorgung
Regler 600 mA Schaltregler (LT1616)
Eingang 2.1 mm Hohlstecker, 5 bis 24 V ungeregelte Gleichspannung
Erweiterungsstecker 9 bis 24 V ungeregelt oder 3.3 V geregelt, Ausgang > 1 W
Verbrauch < 1.2 W bei 12 V
Stützbatterie Doppelschicht-Kondensator für Echtzeituhr
Schutzvorkehrungen
RS-232 15 kV ESD-Schutz
Ethernet Galvanisch isoliert
Versorgung Austauschbare Sicherung 1A, Verpolungsschutz, Strombegrenzung, thermische Abschaltung
Umgebungsbedingungen
Betriebstemperatur 0 bis 70 °C (32 bis 158 °F)
Lagertemperatur -65 bis 140 °C (-85 bis 284 °F)
Luftfeuchtigkeit 5 bis 95 %, nicht kondensierend
Zertifikate
Sicherheit Leiterplattenmaterial UL94-V-0 gelistet
RoHS Richtlinie EU Direktive 2002/95/EC
Maße
Abmessung (L x B x H) 98 x 78 x 17 mm (3.86 x 3.07 x 0,67 in)
Gewicht 61 g (0.134 lb)
Produkt-Identifizierung
Leiterplatten-Revision Kupferprägung auf der Rückseite
Seriennummer Barcode Aufkleber mit IEEE registrierter MAC Addresse (Code 128C)

Ethernut 3 Support

Ethernut 3 wird mit einem einsatzbereiten Bootloader ausgeliefert, über den Sie eigene Firmware oder Beispielprojekte aus dem NutWiki problemlos starten können. Das genaue Vorgehen sowie die grundlegenden Schritte zur Inbetriebnahme sind im Ethernut 3 Hardware Manual beschrieben. Detaillierte Informationen und Anleitungen, wie sie ein Firmwareimage persistent auf Ethernut 3 ablegen finden Sie in dem Dokument Booting Ethernut 3.

Um Anwendungen in Nut/OS zu entwickeln, empfiehlt sich zunächst die Lektüre des Dokuments Nut/OS on Ethernut 3, in welchem die Schritte zur Konfiguration und Installation von Nut/OS beschrieben werden. Das Software Manual beschreibt das grundlegende Vorgehen bei der Entwicklung von Nut/OS-Applikationen. Eine ausführliche Dokumentation der Nut/OS-API finden Sie in der Online Reference API. Eine umfangreiche Sammlung von Beispielapplikationen bietet Ihnen das NutWiki. Hier finden Sie auch weitere Entwicklerressourcen.

Ethernut 3 verfügt darüber hinaus über einen programmierbaren CPLD. Das Tutorial  Nut Programmable Logic erklärt Ihnen die ersten Schritte. Wie Sie den CPLD mit Turtelizer 2 und OpenOCD programmieren beschreibt das Dokument Ethernut 3 CPLD.

Sämtliche verfügbare Dokumentation finden Sie auf der Ethernut 3 Seite auf ethernut.de.

Dokumentation

Ethernut 3 on ethernut.de
This document provides an outline on all available documentation for Ethernut 5

Ethernut 3.1 Hardware Manual
Englisch

AT91R40008 Datasheet
Datasheet for Ethernut 3's CPU

CE Declaration Ethernut 3.0E
Deutsch-Englisch

Nut/OS on Ethernut 3
This document describes how to set up and run Nut/OS on Ethernut 3

Ethernut 3 CPLD programming
This documents desribes the programming of Ethernut 3's CPLD

Ethernut 3 Memory Map
Default memory layout for Ethernut 3 after runtime initialization.

Ethernut 3 Source Code Debugging
Englisch

Nut/OS Software Manual
This document explains how to setup and use Nut/OS

Nut/OS Online Api
Online API reference for Nut/OS

NutWiki
The NutWiki offers programming resources for Nut/OS

Mailingliste über Ethernut und Nut/OS

Software und Tools

Nut/OS für Windows
Ausführbare Installation für Windows PCs.

Nut/OS für Linux und Mac OS X
Source code package for manual installation on Linux and Mac OS X.

Applikationsbeispiele

Nut/OS Examples
The NutWiki provides a multitude of programming examples for Nut/OS

Medien