I DICE-EDU4412教學(xué)平臺簡介
(一) 平臺簡介
DICE-EDU4412教學(xué)平臺是繼DICE-EDU210教學(xué)平臺之后推出的一款更為前沿的嵌入式教學(xué)平臺，平臺設(shè)計理念來源于成熟的產(chǎn)品設(shè)計方案, 將多種主流產(chǎn)品設(shè)計整合到該平臺上, 是一款更為系統(tǒng)化和產(chǎn)品化的教學(xué)實驗平臺。
DICE-EDU4412教學(xué)平臺基于32位ARM Cortex-A9四核處理器，主頻達到1.4 GHz，配置目前主流的Android 4.0操作系統(tǒng)。學(xué)生通過該平臺，不僅可以了解到目前嵌入式技術(shù)的發(fā)展趨勢，而且讓學(xué)生學(xué)習(xí)到嵌入式的前沿技術(shù)，同時更深層次的掌握到嵌入式的核心技術(shù)。這是專為高校培養(yǎng)嵌入式軟件和硬件高端技術(shù)人才提供的理論實踐平臺，強化 “高校培養(yǎng)的人才既是企業(yè)所需要的技術(shù)人才”這一教學(xué)思想。
DICE-EDU4412教學(xué)平臺提供開放的軟件資源, 學(xué)生通過該教學(xué)平臺的學(xué)習(xí)，將掌握底層芯片級、系統(tǒng)中間級、上層應(yīng)用級相關(guān)技術(shù)知識，能夠自主進行產(chǎn)品級的研發(fā)設(shè)計。同時，按照高校實驗大綱要求，結(jié)合教學(xué)領(lǐng)域?qū)＜医淌诘慕ㄗh，該款教學(xué)實驗平臺配有《嵌入式Cortex-A9實驗教程》作為高校實驗教材。
(二) 平臺構(gòu)成
II DICE-EDU4412教學(xué)平臺硬件資源
(一) 硬件技術(shù)規(guī)格
? CPU：Samsung Exynos4412, 四核Cortex-A9處理器,主頻為1.4～1.6GHz。支持1MByte L2cache,封裝為0.4mm間距FCFBGA-804,雙通道LPDDR2 (1066Mbps), 速度是Tegra3的兩倍
? 圖形處理單元GPU：ARM Mali-400 MP Core (Quad Fragment proDICEsors)
? 內(nèi)存：CPU片內(nèi)集成1GByte大容量LPDDR2, 速率為800Mhz
? 閃存iNAND：8GB iNAND FLASH, SanDisk
? PMIC：一組智能電源管理電路，選用Samsung公司的S5M8767A，具有9路DC/DC和28路LDO輸出電源.智能化、低功耗化
? 核心板精密連接器：四組0.635mm間距高可靠性連接器，引出480Pins功能引腳
? 3G移動模塊：采用中興模塊, 可實現(xiàn)大數(shù)據(jù)遠程通訊、短信收發(fā)、瀏覽網(wǎng)頁等功能
? 無線WiFi模塊：搭載小尺寸RTL8188模塊組，支持802.11b/g/n制式,支持網(wǎng)絡(luò)熱點功能
? GPS定位模塊：1個高靈敏度定位模塊, 追蹤靈敏度達到-165dBm，捕獲為-148dBm，定位精度小于5M
? CMOS Camera接口：2路CMOS攝像頭接口
? USB 2.0 HS OTG：1路OTG 2.0
? USB HOST(HUB)2.0：2路HSIC信號, 4個USB HOST接口, 接各種USB設(shè)備(如鍵盤, 鼠標, BT等)
? SD/HSMMC：4路SDIO口，用于iNAND、MMC/SD、WiFi等
? UART 接口：4路UART口，波特率高達115200bps，用于接GPS、打印調(diào)試信息等
? MIPI接口：1路MIPI顯示接口
? HDMI接口：1路HDMI 1.4(1080P/60Hz)高清顯示接口
? LCD液晶顯示觸摸屏：7寸電容液晶觸摸顯示屏
? VGA顯示：1路標準VGA輸出接口，支持各種VGA液晶顯示器
? LVDS顯示：1路LVDS接口(4組差分信號)
? 以太網(wǎng)口：1路10M/100M有線接口
? 音頻：IIS信號, 選用Wolf公司的WM8994, 立體聲輸入/輸出
? 數(shù)字音頻輸出接口：1路S/PDIF 5.1Channel Audio I/F, 可以傳輸PCM流和DolbyDigital DTS這類環(huán)繞聲壓縮音頻信號
? 掃描鍵盤：一組功能按鍵,常用8*8掃描鍵盤，可擴展
? 一組完整的Android操作按鍵,音量增加/減少鍵、上/下/左/右四個方向按鍵、Menu菜單鍵、BACK返回鍵、Enter確認鍵、HOME鍵以及軟復(fù)位按鍵
? 主板配置一個QWERTY筆記本電腦鍵盤,作用等同于PC電腦鍵盤
? LED燈：8個GPIO可控LED燈，軟件提供走馬燈DEMO程序
? I2C：1個EEPROM存儲器
? 1個電子羅盤Sensor：3-Axis Magnetoresistive Sensors, 12bit ADC,I2C接口
? 1個加速度Sensor：±2g to ±16g, I2C接口
? 1個陀螺儀Sensor：16bit ADC, I2C接口
? 電池：供RTC使用, 圓形鋰電池(3V)
? 外接電源：12V/3A直流供電, 帶電源開關(guān)和LED指示燈
? 核心板接口插座：選用Molex公司的0.635mm貼片插座,穩(wěn)定可靠,整體高度大幅降低
? 擴展接口：引出用戶需要的信號, 包括總線、中斷、I/O等
? 主板由固定螺絲固定在實驗機箱支撐板上,并增加亞克力透明板罩住主板,避免學(xué)生使用中對主板的頻繁接觸而損壞設(shè)備
III DICE-EDU4412教學(xué)平臺軟件技術(shù)規(guī)格
(一) 軟件技術(shù)規(guī)格
? 提供完整的Android和Linux操作系統(tǒng)移植；
? 經(jīng)典的軟件實現(xiàn)解析,清晰的程序架構(gòu),規(guī)范的程序注釋；
? 完整的JAVA語言應(yīng)用程序各組件的實驗內(nèi)容；
? 支持H.263硬件解碼、H.264硬件解碼、MPEG-4硬件解碼；
? 移植了3G移動通信功能,提供驅(qū)動源代碼；
? 移植了Android 4.0操作系統(tǒng),提供源代碼及開發(fā)工具包----支持SD卡一鍵燒寫,支持USB在線調(diào)；
? 提供局域網(wǎng)內(nèi)Android設(shè)備的一鍵恢復(fù)功能,復(fù)原到出廠模式；
? 提供局域網(wǎng)內(nèi)教師機對實驗設(shè)備的監(jiān)控軟件,提供源代碼；
Google Android 4.0.4 ICS 操作系統(tǒng)
? 提供系統(tǒng)內(nèi)核源代碼
? 提供U-Boot引導(dǎo)程序,支持SD卡、Nand FLASH兩種啟動方式
? 提供配套的開發(fā)工具軟件、調(diào)試和程序下載軟件
? 提供完整的操作系統(tǒng)移植,系統(tǒng)各驅(qū)動的源代碼,實驗教程
? 內(nèi)核版本：Linux 3.0.15
? 引導(dǎo)程序版本：U-boot2010.12
? 串口調(diào)試工具：DNW1.01
? 交叉編譯工具：Arm-2009q3(gcc 4.4.1),arm-linux-androideabi-4.4.x(gcc 4.4.3)
? 文件系統(tǒng)格式：Ramdisk,Ext4
? GUI：Google Android 4.0.4 ICS
? 3G移動模組驅(qū)動：支持大數(shù)據(jù)遠程傳輸、短信收發(fā)、網(wǎng)頁瀏覽等功能
? 無線WIFI模塊：支持802.11b/g/n無線協(xié)議
? G-SENSOR模塊：支持重力感應(yīng)、陀螺儀、電子羅盤功能
? 藍牙模塊：支持藍牙通信
? Camera模塊：支持CMOS Camera驅(qū)動
? GPS模塊：支持SIF Ⅲ定位
? 網(wǎng)口模塊：10M/100M自適應(yīng)網(wǎng)口驅(qū)動,支持以太網(wǎng)功能
? HDMI顯示：支持HDMI輸出,同時支持圖像和聲音
? Audio驅(qū)動：支持音頻播放功能
? LCD顯示：7寸（1024*600）液晶屏
? TOUCH驅(qū)動：多點電容觸摸
? VGA驅(qū)動：默認支持分辨率1024*768
? I2C驅(qū)動：Audio、Camera、HDMI、PMIC、TOUCH都是通過I2C驅(qū)動通信
? USB HOST驅(qū)動支持HOST功能,支持鼠標、鍵盤、U盤、藍牙、3G等
? USB OTG驅(qū)動支持device功能,支持ADB調(diào)試功能和UMS功能
? Keypad 驅(qū)動：8*8掃描按鍵驅(qū)動,實現(xiàn)特定功能按鍵
? MMC/SDIO驅(qū)動支持高速SD/MMC卡；MFC驅(qū)動支持H.264/H.263/MPEG4等格式的編解碼；UART驅(qū)動支持串口通信；JPEG 驅(qū)動JPEG 編解碼；G2D驅(qū)動2D圖形加速；G3D驅(qū)動：3D圖形加速(Mali- 400)
Linux 3.0操作系統(tǒng)
? 操作系統(tǒng)：Linux 3.0
? 內(nèi)核：Linux 3.0.15
? 系統(tǒng)引導(dǎo)程序：U-boot2010.12
? 交叉編譯工具：Arm-2009q3(gcc 4.4.1)
? 文件系統(tǒng)格式：BusyBox 1.19.2,Ext4
? GUI：QT 4.8.5
? 視頻播放器：MPlayer 1.1
? WIFI模塊：支持802.11b/g/n無線協(xié)議
? Camera模塊：支持USB UVC Camera
? 網(wǎng)口模塊：10M/100M自適應(yīng)網(wǎng)口驅(qū)動,支持以太網(wǎng)功能
? Audio驅(qū)動：支持音頻播放功能
? LCD顯示：7寸（1024*600）液晶屏
? TOUCH驅(qū)動：單點電容觸摸
? USB HOST驅(qū)動：支持HOST功能,支持鼠標、鍵盤、U盤等
? Keypad 驅(qū)動：8*8掃描按鍵驅(qū)動
? MMC/SDIO驅(qū)動：支持高速SD/MMC卡
? UART驅(qū)動：串口通信
IV擴展模塊
DICE-EDU4412教學(xué)平臺主板硬件提供了豐富的接口單元,主要是滿足不同系統(tǒng)應(yīng)用的需求,為學(xué)生創(chuàng)新提供硬件和軟件的支持,該系統(tǒng)配置了不同的擴展模塊,可根據(jù)學(xué)院開設(shè)課程進行選擇,從而滿足教學(xué)的需要。
(一) ZigBee無線傳感器網(wǎng)絡(luò)
1) 無線傳感網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)包括1個網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器，2個路由器，5個傳感器終端節(jié)點，1個ZigBee仿真器，1根串行數(shù)據(jù)線，8個鋰電池；
2) 節(jié)點模塊采用低功耗無線CC2530方案，集成了C51單片機內(nèi)核；
3) 基于2004/2006/2007/PRO協(xié)議棧的開發(fā)模板，采用標準2.0mm插口設(shè)計；
4) 支持2個顯示LED燈、1路AD輸入，支持在線燒錄節(jié)點程序、無需插拔式編程；
5) 支持串口和USB兩種方式輸出數(shù)據(jù)，支持USB、電池、外接電源等多種供電方式。
名稱 | 圖片 | 參數(shù) |
ZigBee網(wǎng)絡(luò)協(xié)調(diào)器 |
| ? 采用TI CC2530 ZigBee無線方案,內(nèi)置硬件定位引擎及增強型8位51單片機和RF收發(fā)器； ? 符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規(guī)范,頻段范圍2045M- 2483.5M,可自由在16個頻段間切換無線數(shù)據(jù)傳輸速率約為250 kb/s,通訊距離在30~ 300米左右； ? 1路標準10針JTAG仿真接口,用于連接CC DEBUG仿真器；1個RS232串口；1個USB接口,主板含可編寫的I/O端口、A/D和常用外圍接口； ? 模塊尺寸：40mm×65mm； ? 工作電壓：DC3V,USB供電模式。 |
ZigBee路由器 |
| ? 采用TI CC2530 ZigBee無線方案,內(nèi)置硬件定位引擎及增強型8位51單片機和RF收發(fā)器； ? 符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規(guī)范,頻段范圍2045M-248 3.5M,可自由在16個頻段間切換,無線數(shù)據(jù)傳輸速率約為250 kb/s,通訊距離在30~300米左右； ? 路由器模塊由核心板和底板組成,可拆分,主板含可編寫的I/O端口、串口、A/D和常用外圍接口； ? 模塊實現(xiàn)無線網(wǎng)內(nèi)終端節(jié)點的數(shù)據(jù)接收； ? 可通過軟件切換成傳感器節(jié)點； ? 兩種供電方式,USB供電和鋰電池供電； ? 尺寸：40mm×65mm、工作電壓：DC3V。 |
ZigBee傳感器終端節(jié)點 |
| ? 單個傳感器節(jié)點包含溫度傳感器、光敏傳感器和震動傳感器； ? 射頻通信符合IEEE802.15.4/ZigBee標準規(guī)范,頻段范圍2045M-2483.5M,可自由在16個頻段間切換無線數(shù)據(jù)傳輸速率約為250 kb/s,通訊距離在30~300米左右； ? 路由器模塊由核心板和底板組成,可拆分,主板含可編寫的I/O端口、串口、A/D和常用外圍接口； ? 兩種供電方式,USB供電和鋰電池供電； ? 尺寸：40mm×65mm、工作電壓：DC3V。 |
TI CC2530仿真器 |
| ? 集代碼仿真調(diào)試、編程、ZigBee協(xié)議分析于一身,仿真頭增加電平轉(zhuǎn)換電路和ESD保護,有效防止編程時損壞目標芯片和仿真器； ? 可與IAR for MCS-51集成開發(fā)環(huán)境無縫連接,使用簡單方便,是ZigBee開發(fā)者不可缺少的開發(fā)工具。使用USB接口連接計算機,支持CC25 30、CC2430、CC2431等CCxxxx系列無線單片機； ? 具有代碼高速下載,在線調(diào)試,斷點、單步、變量觀察,寄存器觀察等功能,實現(xiàn)對CCxxxx系列無線單片機實時在線仿真、調(diào)試。 |
(二) 其它擴展模塊
名稱 | 圖片 | 參數(shù) |
射頻RFID高頻開發(fā)模塊 |
| ? RFID主控MCU采用STC公司的STC89C54RD增強型51單片機； ? 板載22.1184MHz、13.56MHz晶振,時鐘頻率能達80MHz； ? 片內(nèi)搭載16KB的FLASH程序存儲器ROM和1KB的數(shù)據(jù)存儲器RAM； ? 射頻讀寫芯片采用NXP公司高集成度的CLRC 632,其傳輸率可高達424kbps； ? 支持ISO14443 A&B、ICODE1、ISO15693多標準射頻協(xié)議； ? 非接觸讀卡距離100mm； ? 配置規(guī)格16×2個字符的點陣顯示屏,可對相應(yīng)的數(shù)據(jù)操作進行顯示； ? RFID系統(tǒng)通過串行口與上位機網(wǎng)關(guān)進行數(shù)據(jù)通信； ? 支持可讀、可寫操作； ? 1個RS232串口,1個USB接口,1個蜂鳴器,一個點陣顯示屏； |
3G移動通信模塊 |
| ? 支持大數(shù)據(jù)通信、短信收發(fā)、瀏覽網(wǎng)頁； ? 采用中興的AD3812模塊,WCDMA, Mini-PCI Express接口 ? 工作頻段：WCDMA(UMTS)/HSDPA/HSUPA； ? 支持GSM/GPRS/EDGE上網(wǎng)卡；850/1900/2100M HZ；GSM/GPRS/EDGE 850MHz/900MHz/1800MHz/1900 MHz四頻； ? 內(nèi)部集成基帶控制和射頻調(diào)制解調(diào)元,大容量MCP存儲器；42pin引腳提供LED顯示驅(qū)動接口,UIM卡數(shù)據(jù)總線； ? 工作電壓：3.0V-3.6V（典型3.3V）； ? 工作溫度：-20-65攝氏度,存儲溫度：-40-80攝氏度； ? 待機電流小于77mA。 |
藍牙模塊 |
| ? 工作頻段：2.402～2.480GHz； ? 接口類型：USB； ? 符合藍牙2.0標準； ? 可同時支持多個藍牙設(shè)備。 |
無線WiFi模塊 |
| ? 符合無線IEEE802.11 b/g/n國際標準； ? SDIO接口,36pin LGA, 802.11g：54,48,36,24,18,12,9,6 Mbps 速率自動調(diào)節(jié)802.11b,11,5.5,2,1Mbps速率自動調(diào)節(jié)； ? 支持調(diào)制模式：OFDM/CCK/DQPSK/DBPSK等； ? 支持1-14 IEEE信號通道； ? 無線頻率范圍2.4000-2.497GHz(2.4GHz ISM Band),接收靈敏度：-10dBm； ? 無線數(shù)據(jù)傳輸率54Mbps； ? 工作電壓范圍：3.0V-3.6V；環(huán)境溫度：-10-65攝氏度； ? 睡眠電流：0.5mA；模塊需內(nèi)置在實驗箱主板上。 |
GPS導(dǎo)航模塊 |
| ? 采用SiRF GP3SF1513F1-S低功耗定位解決方案； ? 支持弱信號快速定位Fast TTFF at low signal level； ? 頻率L1 1575.42MHz,支持20個通道接收,兼容SBAS（WAAS、EGONS）； ? 追蹤靈敏度：-165dBm,捕獲靈敏度：-148dBm； ? 定位精度： Auto：< 10m； SBAS：< 5m； ? 支持數(shù)據(jù)格式NMEA 0183（GGA、GLL、GSA、GSV、RMC、VTG）、SiRF Binary； ? 工作電壓：3V-6.5V；工作溫度：-30-85攝氏度,存儲溫度：-40-85攝氏度。 |
CMOS攝像頭模塊 |
| ? OV3640攝像頭模塊； ? 攝像頭像素：300萬像素； ? 分辨率：2048*1536； ? 實現(xiàn)拍照、攝像功能； ? 接口類型：CMOS。 |
V產(chǎn)品配置
(一) 產(chǎn)品配置
