Ethernut, Nut/OS und Zubehör

ETHERNUT 5 - SBC MIT LINUX SUPPORT


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.

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 des Yocto-Projekts 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)

Dokumentation

Ethernut 5 on ethernut.de
This pages provides an overview on all available documentation for Ethernut 5

Ethernut 5 Hardware Manual 1.0
Englisch

Ethernut 5 Firmware Updates
This document describes how to recover or install firmware on Ethernut 5

Ethernut 5 Boot Loading
This document describes the two
stages of the Ethernut 5 Boot Process, involving SAMBoot and U-Boot

Linux on Ethernut 5
This document describes how to
compile an own kernel, based on the Yocto Project, for Ethernut 5

Linux Command-Line Tool nutpwrman
This manual describes the
nutpwrman tool for the Linux command-line. Purpose of this tool is
configuration, controlling and monitoring of the Ethernut 5 hardware
features which are connected to the integrated power-manager.
Englisch

Nut/OS on Ethernut 5
This document explains how to
use Nut/OS as an alternative operating system on Ethernut 5

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

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

Ethernut 5 Timer/Counters
This document explains how to access counters and timers from 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.

OpenOCD Installation 0.5.0 für Windows
Unterstützt Adapter für den
Parallelport, Amontec Chameleon, Gateworks GW16012 und Turtelizer 2. Für
Turtelizer 2 wird zusätzlich der folgende Treiber benötigt.
30.11.2011 | 3,32 MB | Englisch

Turtelizer 2 FTDI Treiber 2.04.16 für Windows
Windows XP, Server 2003, Vista, Server 2008 und Windows 7.
30.11.2011 | 0,82 MB | Englisch

GCC ARM
GNU toolchain for ARM embedded processors

Atmel SAM-BA
Toolchain for programming ARM based Atmel CPUs

Applikationsbeispiele

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

Medien