NXP FRDM-IMXRT1186: плата разработки на i.MX RT1186 с четырьмя портами Ethernet

Компания NXP представила плату разработки FRDM-IMXRT1186 на базе кроссовер-микроконтроллера i.MX RT1186. Решение рассчитано на промышленную автоматизацию, робототехнику, ПЛК и периферийные (edge) вычисления. Архитектура чипа гетерогенная: ядро Arm Cortex-M7 на частоте 800 МГц отвечает за прикладные задачи, а ядро Arm Cortex-M33 на 300 МГц — за управление в реальном времени и обмен данными.

На плате установлены 64 Мбит HyperRAM, 512 Мбит HyperFlash и 128 Мбит QSPI Flash. За сеть отвечают четыре порта Ethernet: два гигабитных для коммутации TSN и два Fast Ethernet для EtherCAT или TSN. Есть также порт USB Type-C с поддержкой OTG и трансивер CAN. Отладку обеспечивают встроенный отладчик MCU-Link и разъём JTAG. Для расширения предусмотрены разъёмы Arduino UNO R3 и FRDM, разъём FlexSPI follower, разъём SRAMC и разъёмы для управления двигателями.

Технические характеристики платы NXP FRDM-IMXRT1186 приведены ниже. Для тех, кто не работал с промышленными сетями: TSN (Time-Sensitive Networking) — набор расширений Ethernet для передачи данных с предсказуемыми задержками, а EtherCAT — промышленный протокол на базе Ethernet, который применяют в системах автоматизации и управления движением.

Плата FRDM-IMXRT1186: основные интерфейсы, разъёмы, память и разъёмы расширения

• SoC — NXP MIMXRT1186CVJ8C (семейство i.MX RT1180, корпус LFBGA196)
  • Процессор
    • Прикладное ядро Arm Cortex-M7 с частотой до 800 МГц, FPU, кеш инструкций 32 КБ, кеш данных 32 КБ и до 512 КБ TCM с ECC
    • Ядро Arm Cortex-M33 для функций безопасности и связи с частотой до 300 МГц, TrustZone-M, кеши инструкций и данных по 16 КБ и 256 КБ TCM с ECC (библиотека самотестирования с сертификацией TÜV)
  • Встроенная память — до 1,5 МБ SRAM с защитой ECC (512 КБ TCM ядра M7 + 256 КБ TCM ядра M33 + OCRAM)
• Оперативная память — 64 Мбит HyperRAM
• Накопители
  • 512 Мбит HyperFlash
  • 128 Мбит QSPI Flash
  • Разъём FlexSPI follower для подключения дополнительных устройств HyperFlash, HyperRAM или QSPI
• Сеть
  • 2 PHY YT8531SH-CA для гигабитного Ethernet по RGMII (коммутатор TSN)
  • 2 PHY RTL8201FI для Ethernet 10/100 Мбит/с по MII, для EtherCAT (или TSN, маршрутизация джамперами)
• USB
  • 1 порт USB 2.0 Type-C OTG микроконтроллера i.MX RT1186
  • 1 порт USB Type-C для MCU-Link
  • Любой из портов Type-C может подавать на плату питание 5 В
• Промышленный интерфейс — высокоскоростной трансивер CAN NXP TJA1057BT
• Расширение
  • Разъёмы Arduino UNO R3 + FRDM (J1, J2, J51, J52) — UART, SPI, I2C, ADC, PWM, GPIO
  • Два разъёма управления двигателями, совместимые с FRDM-MC-LVPMSM и аналогичными шилдами
  • 50-контактный разъём SRAMC для асинхронной SRAM или FPGA
• Отладка
  • Встроенный отладчик MCU-Link
  • Интерфейс MCU-Link SWD
  • Разъём JTAG/SWD
• Прочее
  • Ползунковый выключатель питания
  • 5 кнопок (по блок-схеме — 3 пользовательские и 2 сброса)
  • RGB-светодиод
  • DIP-переключатель для выбора источника загрузки
• Питание
  • 5 В через круглый DC-разъём
  • 5 В от любого из портов USB-C
  • Точки измерения тока для доменов питания микроконтроллера
• Размеры — уточняются

Программная поддержка построена вокруг MCUXpresso SDK: в его составе есть примеры для FreeRTOS, lwIP, EtherCAT, многоядерной работы, USB, функций безопасности и драйверов периферии. Разрабатывать можно в MCUXpresso for VS Code, MCUXpresso IDE, IAR Embedded Workbench и Keil MDK, а также с помощью Arm GCC и CMake.

Плата работает и под управлением Zephyr RTOS: для ядер CM33 и CM7 предусмотрены отдельные цели сборки, а также драйверы Ethernet, FlexCAN-FD, LPSPI, LPUART, ADC, PWM и GPIO. Среди промышленных сетевых стеков заявлены EtherCAT, PROFINET, EtherNet/IP, Modbus TCP, TSN и OPC UA. Дополнительно доступны TrustZone-M, EdgeLock Enclave, MCUBoot, обновления по воздуху (OTA), eIQ, FreeMASTER и защищённая инициализация устройств (secure provisioning).

Блок-схема платы FRDM-IMXRT1186

Линейка i.MX RT1180 впервые попала в новости в 2022 году: тогда NXP добавила в свои кроссовер-микроконтроллеры поддержку гигабитного TSN и EtherCAT. В семействе FRDM уже есть платы на Cortex-M33 (серия FRDM-MCXA) и Linux-плата FRDM-IMX95-PRO, однако FRDM-IMXRT1186 — первая плата FRDM на базе серии i.MX RT.

Плата NXP FRDM-IMXRT1186 сейчас числится в статусе active, а её цена составляет 85 долларов США. Проектные файлы, загрузки ПО и руководства пользователя доступны на странице продукта, а дополнительные подробности приведены в пресс-релизе NXP.