美好的一天！
注意，很多文字和图片。 在市场上，您可以找到带有屏蔽板或一体式解决方案的单板PC的多种变体。 有些是针对特定任务（例如，数据收集和显示）量身定制的，另一些则是通用的，并包括适用于所有场合的各种界面。 在配置，紧固类型，连接器，形状因数等方面也观察到了显着差异。 您问为什么要开发设备，如果可以选择现有设备呢？ 几年前，打开飞思卡尔的IMX6Q板-“ BD-SL-i.MX6”（阅读NXP），就想到了制作一个可以...
1.满足了我们对IMX6原型板的需求。 当时，该芯片上已经实现了多个项目。 值得说明的是，拥有自己的模块并为特定项目开发主板，您可以快速测试所有外围设备，“提高”软件，进行更改并将所有内容传输到IMX6Q必需的8层（这些芯片不限于四核）。除了QUAD，还有DUAL和SOLO-所有“引脚对引脚”，这为基于一个“板”实现具有不同功能的设备提供了充足的机会。 让我提醒您，主板可以是4层甚至是2层，可大大缩短生产时间并降低成本。
2.将模块用作组件，并向客户提供选择：将所有内容转移到一块板上，或直接使用。 公平地说，我不会考虑将购买的模块用于商业项目。 首先，您找不到适合每个人的模块（连接器很多，或者连接器很少，或者没有安装孔，或者电路板很大，等等，通常那些寻找自己的需求的人都会理解），但是，其次，自身的发展总是更加可靠。 您可以给我扔西红柿，但我只相信自己。
3.让客户有机会根据我们的模块开发其设备。 是的-事实证明这也是有需求的，但不是上面描述的（关于选择模块的复杂性）的需求，但是这是俄罗斯的开发和生产起着重要作用。 显然，“进口替代”一词极大地影响了我们的产业和发展，包括。
IMX6启动简要介绍主要内容，但这不是本文的要旨。 使用了我们在IMX6Q上的第一个模块，该模块正在开发中，尺寸为50x75mm。 操作系统Linux和Android。
图 1. IMX6Q上的模块我不会列出它的接口，优缺点。 它显示了几乎所有带有芯片的东西，这足以实现许多项目。 板载eMMC，接口连接器，以太网千兆位物理和电源。 简短的题外话已经结束，现在是重点。
我们来做什么IMX6线路并未在上述芯片上终止。 已经出现了各种版本的IMX7，IMX8，但我们对功能更小，尺寸较小的较弱版本感兴趣-它们是IMX6UL / IMX6ULL（它们之间也是“引脚对引脚”）。 我们不仅引起了人们的注意，还因为出现了一些与通过SIP进行以太网语音相关的任务，以及需要开发小尺寸且没有散热的设备的需求。 IMX6UL带有一个非常好的用于连接外围设备的套件：
图 2. IMX6UL框图谁的图片很小，可以访问NXP网站，查看这些芯片系列的详细信息。 使用此处理器的便利之一是它的主体。 它的触点间距为0.8mm，接触垫为0.356mm（BGA），这恰好意味着该电路板可以分4层进行（原则上，该芯片是在NXP参考板上完成的）。 我们使用14x14mm的版本（还有9x9mm，以0.5mm为增量）。
为什么是恩智浦而不是Broadcom，ST，Ali或其他一些处理器巨头？ 实际上，重点在于芯片的可用性，技术支持和跨平台。 在IMX6Q上制作了模块之后，我们相对容易地将软件移植到IMX6UL / IMX6ULL。 这些芯片是引脚对引脚的，因此，在对UL上的软件进行调试之后，您可以切换到价格更便宜的ULL。 第二个是低功耗，因此是低热量。 我故意不提供处理器的技术参数，因此文章中有很多“水”，并且此信息是公开可用的。
在IMX6UL上实现的有趣的项目之一是以太网语音设备-SIP电话，但本质上是对讲机。
图 3. SIP电话。关于主要该项目的核心是IMX6，其上安装了SIP客户端的操作系统正在旋转。 在引导Linux之前，u-boot（引导加载程序）已加载了单独的SPI Flash。 引导加载程序和主固件的分离不是出于偶然（与参考相反），而是为了在意外断电的情况下使设备坚固耐用。 如果您开始谈论ubif和NAND上的只读部分，那么我很不高兴。 实践表明，即使是最好的NAND芯片也有死亡的权利，而且这样做非常出乎意料。 有一个用于与外界通信的RMII接口，并且板上安装了以太网交换机LAN9303-10/100（此IMX不支持千兆位），并且需要两个端口。 IMX6UL有两个带路由的RMII端口，但是需要一个集线器形式的两个独立接口。
NAND用于存储固件和文件（我们以TSOP48封装在Samsung K9F1G08U0D停了下来。我们不吐痰，也没有关闭本文，因为与BGA63相比，这种形式的内存小批量生产非常便宜）。 一种DDR3存储器芯片是K4B4G1646D，编解码器ADAU1761。 值得一看的编解码器。 在此之前，SGTL5000被用于多个项目，但是有了ADAU，生活变得更加有趣。 您可以撰写有关他的单独文章，但是我将在我的项目中尝试总结其实质。 微电路不仅具有6个模拟输入，7个输出，当然还有一个I2S接口，ADI公司以及编解码器还发布了专用软件，用于为内置DSP编写固件。 谁有兴趣，谁都不知道，谁就能读懂DSP是什么以及与之一起吃。
图 4. ADAU1761框图首先，在编写软件时，程序员充分发挥了各种失真，回声消除，滤波和混音功能。 我会告诉你，这给人留下了非常深刻的印象。 界面非常友好，有许多设置，过滤器，转换，重定向声音的功能等。
图 5. ADI公司的SigmaStudio该项目涉及4个通道（输入/输出），因为它们具有内置的立体声扬声器和麦克风，以及用于连接外部扬声器和麦克风的连接器。
外围板仅通过编解码器，矩阵键盘扫描仪等连接至板（图3），而未对此进行说明。
RJ45连接器之一用于PoE电源； Silicon Laboratories的Si3402芯片用作受电设备（PD）。 开关电路几乎是标准使用的，没有电流隔离，具有12V输出（电压由电阻器调节）。 对于对带隔离的PoE +感兴趣的人有些分心，TI提供了非常好的芯片-LM5072MH-80。 它已经在多个项目中证明了自己。
次级电源在DC / DC ST1S10PHR上实现-不是最便宜的，也不是最高频率的电源，但是它们工作正常并且可以通过汽车访问。 总的来说，我们有一个完整的DC / DC和LDO动物园来满足不同的需求，但是当质量很重要时，我们会选择知名的制造商。
该开发板还具有USBHOST，USBOTG和SD卡。 通过USB和SD，您可以滚动/更新固件。 网络上也有更新，但这已适用于软件和Web界面。
关于跟踪的一点您可以无休止地张贴非洲菊和痕迹卡，但我不会这样做，但我只会谈到要点和关键点。 板的层顺序是标准的：
-TOP-具有陆地多边形的信号
-GND-地面多边形
-电源-食品测试场所
-底部-具有陆地多边形的信号
1. DDR3。 对于独立的内存布局，您需要小心，因此我没有这样做，但是以参考为例。 仅使用两层（顶层和漫游器）进行跟踪，其他两层不涉及。 通孔0.203 / 0.406mm，线宽0.114mm。 我只更改了处理器下方的地线，并使其稍粗-达到0.3mm。 事实证明，GND层是一个很好的基础，我必须在其中绘制RGB接口，这并不完全正确，但是我在板上的接口数量上根本看不到其他选择。
图 6.内存跟踪
图 7.垃圾填埋场和土地在为电路板布线时，您需要花费更多的时间在电源和垃圾填埋场上。 使用相同的原理图开发4层板要容易得多，信号导体的走线要宽很多，总要留出两层以保证良好的电源，也可以胜任用于非关键数据线。 我几乎总是做的主要电源范围是3.3V，其余的在里面。 所有高压垃圾填埋场均设有较大的间隙以消除干扰。
2.如我之前所写，PoE是在Si3402芯片上实现的。 它严格在板的四层上进行繁殖，与主要多边形的间隙较大。 我认为它将从两层开始，但是没有人能保证质量。 在设计电源设备时，我通常会遵循评估板中的微电路，而在测试时，我会检查文档中给出的信号波形。 如果您由于板子的尺寸或配置而无法在参考文献中进行操作，则仅需根据经验和常识进行指导。
在PoE的电源层中，选择了12V范围。 其余层用于信号和接地多边形PoE-GND_EXT。 所有多边形都严格位于彼此之下，并且在其他层中不重叠相邻的多边形。 PoE多边形与主要多边形之间的距离约为1毫米。 在开发具有电隔离的PoE时，我通常还会在变压器和反馈光耦合器下方用铣刀（在电路板制造中）制作一个切口。
图 9. PoE。 顶部3.外围设备。 我必须在ALi Corporation的M3616芯片上进行电路板的布线，该电路只有292个球，但是请看一下处理器在促进电路板追踪方面的考虑程度。 所有接口按正确顺序排列的清晰程度。 注意，该板分为两层，RAM完全合为一体。
图 10.垃圾填埋场和土地在IMX6UL / IMX6ULL上，我不得不修改接口。 在图。 6.您会看到导体走得很紧，并且没有足够的通孔空间，您需要从第5排球中退出。 这里的主要目的是观察差分对（例如USB）中的阻抗，不要与过孔相距太远，因为这会损坏焊盘和功率范围。
但是该模块什么都不做，但是仍然得到一个模块。 当IMX6UL / IMX6ULL上的项目数量超出预期，并且编写了主要功能时，决定像上次一样切换到模块化系统，甚至做得很优雅。
图 11. IMX6UL / IMX6ULL上的mx6ull-m02c模块为什么要优雅？
- 该模块以“板载”形式制造，并且没有接口连接器；可以将其用作“微电路”。
- 在森林中，它仅具有您需要的一切：芯片，DDR3，NAND，SPI，以太网物理，一个1.35V馈线（仅允许您向模块提供一个3.3V电压），石英和无源。
- 一种安装方式。 并非每个模块化解决方案都可以吹嘘其底部没有组件。 这立刻带来了多个优势：主板散热，在模块下方走线的可能性（因为板上没有用于突出组件的切口）以及模块本身的生产成本较低（减去模板，安装期间卡的翻转等）。
- 垫在木板上。 模块下方没有焊接信号点。
- 模块尺寸仅为45x36mm。
- 我会以某种方式告诉您有关此模块上开发的一种设备的信息，但现在还是要提供母板的照片，用于调试和编写软件。
图 12.板上的IMX6UL / IMX6ULL模块该板为两层，并具有启动和操作所需的接口连接器。 在此类板上，我们对运行期间的冷却和加热进行内部测试，检查负载下工作的稳定性，并调试软件。
结论开发设备时，模块化系统究竟能提供什么？
-使用现有模块，带有外部接口的电路板的开发时间仅需几天（前提是所有接口都可以理解并在开发中使用过）。
-印刷电路板的布局要便宜得多，因为在大多数情况下，您可以制造等级较低的两层或四层板。
-由于不需要焊接与模块相关的组件，因此获得主板的速度要高得多。
-从布局到发布版本的过渡更快，更轻松（如果您仍然决定采用单板解决方案）。
当然，所有项目都是不同的，有时外围电路要比处理器本身复杂得多，但是调试单个模块总是更容易，尤其是如果一个项目的开发是由多个工程师完成的话。
在一篇文章中，很难编写任何内容。 甚至一个项目的描述都花了很多字母，但是我想谈谈几个项目，分享我对各种外围设备，使用的微电路，接口跟踪功能等的印象。 但是最主要的是准时停止。
PS：
github.com/trotill/adk_yocto源链接
感谢您的关注！