BeagleBone Black Rev.C یک کامپیوتر تک‌بردی و پلتفرم توسعه متن‌باز از خانواده BeagleBoard است که امکان ترکیب قابلیت‌های یک سیستم Linux با کنترل مستقیم سخت‌افزار را در یک برد کوچک فراهم می‌کند. قلب این برد پردازنده Texas Instruments Sitara AM3358BZCZ100 بر پایه معماری 32 بیتی ARM Cortex-A8 با فرکانس 1GHz است. این پردازنده علاوه بر هسته اصلی، از موتور گرافیکی SGX530 و واحدهای قابل برنامه‌ریزی بلادرنگ PRU بهره می‌برد.

وجود 512MB حافظه DDR3L در کنار 4GB حافظه داخلی eMMC باعث می‌شود سیستم‌عامل و نرم‌افزار پروژه بدون نیاز دائمی به کارت حافظه خارجی روی خود برد اجرا شوند. حافظه DDR3L با نرخ مؤثر 800MHz کار می‌کند و پهنای باند حافظه آن طبق مستندات رسمی به 1.6GB/s می‌رسد. همچنین شیار microSD امکان استفاده از حافظه جانبی، نصب Imageهای دیگر یا بوت سیستم از کارت حافظه را فراهم می‌کند.

یکی از مزیت‌های مهم BeagleBone Black برای توسعه‌دهندگان Embedded، دسترسی گسترده به سخت‌افزار است. دو کانکتور توسعه 46 پین امکان استفاده از GPIO و رابط‌هایی مانند UART، I2C، SPI، PWM، ADC، CAN و LCD را فراهم می‌کنند. در نتیجه می‌توان حسگرها، درایورها، نمایشگرها، تجهیزات ارتباطی و مدارهای سفارشی را بدون وابستگی به یک رابط جانبی خاص به برد متصل کرد.

در پروژه‌هایی که Linux به‌تنهایی پاسخ زمانی قابل پیش‌بینی موردنیاز را فراهم نمی‌کند، PRU-ICSS یا Programmable Real-Time Unit پردازنده AM3358 مزیت مهمی ایجاد می‌کند. این واحدها می‌توانند برخی عملیات سخت‌افزاری حساس به زمان را مستقل از پردازنده اصلی اجرا کنند؛ قابلیتی که BeagleBone Black را برای کنترل تجهیزات، تولید یا نمونه‌برداری سیگنال و توسعه رابط‌های سفارشی قابل توجه می‌کند. پردازنده AM3358 رسماً دارای PRU-ICSS است.

برای اتصال مستقیم به شبکه نیز پورت Ethernet 10/100Mbps با کانکتور RJ45 روی برد قرار دارد. این ویژگی نیاز به ماژول شبکه مجزا را در پروژه‌هایی مانند Gateway، دیتالاگر شبکه، سرور محلی و کنترل از راه دور کاهش می‌دهد. یک پورت USB 2.0 Host نیز برای اتصال تجهیزاتی مانند کیبورد، ماوس، حافظه USB یا برخی دانگل‌های سازگار قابل استفاده است.

خروجی micro-HDMI امکان اتصال برد به نمایشگر را فراهم می‌کند و صدا نیز به‌صورت Stereo از طریق HDMI قابل انتقال است. این قابلیت برای توسعه رابط گرافیکی، مانیتورینگ محلی، آموزش Linux و کاربردهایی که نیاز به نمایش مستقیم اطلاعات دارند مفید است. مستندات BeagleBoard پشتیبانی از رزولوشن‌هایی مانند 1024×768، 1280×720، 1280×1024 و 1440×900 را ذکر می‌کنند.

BeagleBone Black همچنین از یک پورت miniUSB Client برخوردار است که برای ارتباط با کامپیوتر و تأمین توان در کاربردهای سبک قابل استفاده است. برای پروژه‌هایی که تجهیزات جانبی، USB Host یا Capeهای پرمصرف دارند، استفاده از منبع تغذیه 5V مناسب از ورودی DC انتخاب مطمئن‌تری است. مستندات رسمی برای ورودی DC منبع 5V/1A را به‌عنوان یک گزینه تأمین توان معرفی می‌کنند.

مشخصات

• مدل: BeagleBone Black Rev.C
• نوع کالا: کامپیوتر تک‌بردی / برد توسعه Embedded
• خانواده: BeagleBone
• پردازنده: Texas Instruments Sitara AM3358BZCZ100
• معماری پردازنده: ARM Cortex-A8، 32-bit
• فرکانس CPU: 1GHz
• توان پردازشی اعلام‌شده: 2000 MIPS
• واحد پردازش بلادرنگ: PRU-ICSS
• شتاب‌دهنده گرافیکی: PowerVR SGX530 3D
• حافظه RAM: 512MB DDR3L
• نرخ مؤثر حافظه: 800MHz
• حافظه داخلی: 4GB eMMC با رابط 8-bit
• حافظه جانبی: شیار microSD
• مدیریت توان: TPS65217C PMIC به همراه LDO مجزا
• ورودی تغذیه: miniUSB، جک DC یا هدر توسعه
• ولتاژ ورودی DC: 5V
• شبکه: Ethernet 10/100Mbps، کانکتور RJ45
• USB Host: 1× USB 2.0 Type-A، حداکثر توان‌دهی اسمی پورت تا 500mA در شرایط تغذیه مناسب
• USB Client: 1× USB 2.0 از طریق miniUSB
• Debug Serial: UART0 روی هدر 6 پین با سطح منطقی 3.3V
• خروجی تصویر: micro-HDMI
• خروجی صدا: Stereo از طریق HDMI
• رزولوشن‌های ذکرشده در مستندات: 1024×768، 1280×720، 1280×1024 و 1440×900؛ در جدول مشخصات رسمی همچنین 1920×1080@24Hz با EDID ذکر شده است.
• کانکتور توسعه: 2× هدر 46 پین
• سطح منطقی I/O: 3.3V
• حداکثر ولتاژ ورودی آنالوگ ADC: 1.8V
• تعداد ورودی آنالوگ ذکرشده: 7× AIN
• رابط‌ها: GPIO، UART، I2C، SPI، PWM، CAN، McASP، LCD، GPMC و MMC
• GPIO: تا 69 خط بسته به Pin Multiplexing و منابع مورد استفاده
• کلیدها: Power، Reset و Boot
• LED: LED تغذیه، LEDهای Ethernet و 4 LED قابل کنترل توسط کاربر
• ابعاد PCB: حدود 3.4×2.1 اینچ، معادل تقریبی 86.4×53.3mm
• وزن اعلام‌شده: حدود 39.68g

راه‌اندازی و استفاده از برد

ویژگی‌ها و امکانات

برد BeagleBone Black مجموعه‌ای کامل از امکانات نرم‌افزاری و سخت‌افزاری را در قالب یک پلتفرم متن‌باز ارائه می‌دهد. این برد با پردازنده Sitara AM3358 و موتور گرافیکی SGX530، امکان اجرای نرم‌افزارهای گرافیکی، پردازش داده و کنترل سخت‌افزارهای خارجی را فراهم می‌کند. بوت بسیار سریع (کمتر از ۱۰ ثانیه)، مصرف توان پایین و پشتیبانی از سیستم‌عامل‌های لینوکس و اندروید از جمله ویژگی‌های کلیدی این برد است.

از دیگر امکانات مهم آن می‌توان به پورت‌های متنوع USB، شبکه اترنت، خروجی HDMI، پورت سریال UART، 69 پین GPIO قابل برنامه‌ریزی، پشتیبانی از پروتکل‌های I2C، SPI، CAN و PWM اشاره کرد. این برد از قابلیت‌های پردازش بلادرنگ نیز از طریق ماژول PRU پشتیبانی می‌کند که در پروژه‌های صنعتی و حساس کاربرد فراوان دارد. طراحی ماژولار، اتصال آسان به بردهای توسعه، و پشتیبانی گسترده نرم‌افزاری، BeagleBone Black را به گزینه‌ای ایده‌آل برای توسعه‌دهندگان، مهندسان و دانشجویان تبدیل کرده است.

کاربردها

برد BeagleBone Black به دلیل طراحی متن‌باز، امکانات توسعه گسترده و پشتیبانی از سیستم‌عامل‌های متنوع مانند لینوکس و اندروید، در طیف وسیعی از پروژه‌های صنعتی و آموزشی مورد استفاده قرار می‌گیرد. زمان بوت بسیار پایین، پورت‌های متنوع، و توان پردازشی بالا، آن را به گزینه‌ای مناسب برای توسعه سیستم‌های تعبیه‌شده، اینترنت اشیا و کنترل صنعتی تبدیل کرده است.

• آموزش سیستم‌عامل‌های لینوکسی مانند Debian و Ubuntu
• توسعه برنامه‌های اندرویدی برای پردازنده‌های ARM
• کنترل مرکزی در پروژه‌های اتوماسیون خانگی
• پلتفرم پردازشی در پروژه‌های رباتیک و مکانیزم‌های خودکار
• ساخت تجهیزات اینترنت اشیا (IoT) با پایداری بالا
• پخش محتوای چندرسانه‌ای از طریق HDMI
• کنترل و نظارت بر تجهیزات صنعتی
• پردازش سیگنال‌های دیجیتال و آنالوگ
• تحلیل و مانیتورینگ داده‌های حسگرها
• راه‌اندازی پروژه‌های مبتنی بر CAN و PWM