Raspberry Pi世界的法拉利

March 2, 2017

Kickstarter上一个众筹项目发布的一款新信用卡大小的电脑板成为当今厂商标准Raspberry Pi2的强大替代品。这款UP板拥有相同的尺寸(85.6mm x 56.5mm)，但其目标却是专业厂商市场，看下其处理器便知。正如一篇新闻稿中所述，这款板卡可以轻松装进口袋，搭载的14 纳米四核 Intel® Atom™ 处理器 x5-Z8350简直就是一台“法拉利”(图 1)。

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图 1. 搭载强大处理器的Raspberry Pi2替代品UP 板。

本文我们将来了解下这款新板卡的性能属性及其他一些优点，还要说说其搭载的处理器。

UP – 一个电脑板与一个组织的诞生

这款板卡最初是AAEON、Emutex与Intel合作的产物，但现在它却拥有了自己的新生命，一家名为“UP”的组织和同名系列产品。一支称为“UP车库团队”的独立软硬件工程师团队创建了UP网站和UP社区。该团队一半成员来自工业电子市场，一半来自“厂商”市场。

该团队运营着一个UP商店，提供各种配置和配件。与所有物联网创新一样，UP板的演变也是无止境的。原始设计为1GB DDR3L RAM和16GB eMMC。而最新的UP设计则拥有高达4GB DDR3L和64GB eMMC。

UP弥补了原型领域与高级量产嵌入式系统解决方案领域之间的差距。由华硕集团旗下的工业嵌入式公司研扬科技按照行业标准(宽泛的工作温度、三年寿命、CE/FCC A级认证及RoHS合规)生产这些板卡。针对ODM客户，UP可提供BIOS修改、缩减的I/O及系统定制。该板还提供各种可选配件，包括一个10英寸的防水触摸屏及各种类型的卡盒。

配置

考虑到多功能性，UP还有一个40 GPIO，用于连接具有Raspberry Pi2相同接口和针脚定义的扩展板。通过集成一个Altera MAX V CPLD (输出DC电流最高170mA)和一个ADC (8位/189KSPS)实现新混合模拟/数字应用系列，升级了其原始的40针接口。

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图 2. UP板配置包括一个40 GPIO及其他一些与Raspberry Pi2相似的配置。

MAX V CPLD实现了“电路试验板友好”的GPIO功能。MAX V CPLD GPIOs可重新编程以更改: GPIO-启动程序强度、压摆率(快/慢)、施密特触发器、内部上拉和内部钳位二极管。开发者也可以重新编程MAX V CPLD来集成“ad-hoc”有限状态机，减少OS/驱动程序延迟实现更快响应。

官网发布的最新板卡具有扩展内存并可运行多达两个独立显示器。包含一个显示器串行接口(DSI)并支持嵌入式显示端口(eDP)和消费性电子控制(通过HDMI)。其他I/O包括接口上的4个USB 2.0端口、头部的2个USB 2.0端口、1个USB 3.0 OTG接口、1个千兆以太网(全速)接口及1个摄像头(MIPI-CSI)接口。

标准的工业级PC工作温度范围(32-104°F/0-60°C)使UP板满足许多应用所需的耐用、可靠和灵活性，是理想的解决方案。UP板的其他特色功能包括:

包含实时时钟 (RTC)
支持预启动执行环境 (PXe)和网络唤醒
可运行Windows 8.1、Windows 10 Pro及Windows IoT Core
支持触摸控制器部分(通过USB头)

操作系统选项

开发者可以选择最适合具体应用的操作系统 – Android 5.0 Lollipop、Microsoft Windows* 10或Linux*。所有高级计算功能和简单的连接接口通过标准的Linux、Windows及Android APIs提供，UP社区会定期完善并提供支持。

UP通过了Microsoft Azure物联网认证，是物联网终端到云端的理想之选。其还通过了Microsoft Azure物联网服务兼容性预测试和验证，可轻松快速地打造物联网解决方案。该认证也打开了一个更广的设备与平台生态系统，有利于加快投产时间。

Emutex通过一个新ub ilinux* 发行版帮助Linux用户开始使用。Ubilinux是针对存储功能有限的嵌入式设备开发的一款基于Debian的嵌入式Linux发行版。Emutex通过一个活跃的ubilinux社区提供持续支持。

对于想将UP平台用于物联网解决方案的厂商，Emutex提供了一个免费版的ubiworx*软件框架。此解决方案可加快传感器监视物联网网关的解决方案开发和云端连接。例如，使用Emutex的ubiworx物联网软件，开发者可开发一些解决方案，使传感器与UP板通信并执行一些功能，如按下开关开灯或门开时发出指示。

为物联网设计的处理器

Intel Atom处理器x5-Z8350是一款1.44 GHz的系统芯片，1.92 GHz突发频率，于2016年初发布，这款Intel® Atom™处理器的高级处理功能使UP板成为机器人、无人机、机器视觉、智能家居、教育、数字看板、智能汽车及普通物联网应用的理想之选。

该款处理器为Intel® Atom™ 处理器 x5-Z8300产品系列的最新款，采用Intel最新的14 纳米制程提供紧密集成的SoCs (图3)。2 W的功率范围使此款处理器系列非常适合受限环境。

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图 3. 此图显示了Intel® Atom™ 处理器 x5-Z8300 产品系列集成的丰富功能。

Intel Atom 处理器 x5-Z8350的四个CPU内核和2 MB末级缓存可实现快速计算和高效多任务处理。 Intel® Burst Technology可动态优化计算和图形性能以处理峰值负载并实现更低的总体能耗。支持64位应用可为广泛的物联网用途提供更高的性能和更大的功能性。

较之Intel® Galileo板这样的图形和无头设计较少的板，该处理器的集成显卡为其提供了一大优势。其Intel® 高清显卡 (第8代)拥有12个执行单元，运行高达500MHz以提供卓越的3D图形性能，包括4K视频播放。卓越的视觉体验和高品质图片捕获可改进视觉密集型物联网应用的效果。集成支持硬件加速视频转码、视频会议、无线显示连接及最新的图形APIs(DX11.2, DX12)，在小、轻、低功耗的移动设备上提供灵活、高品质的用户体验基础。该处理器的图形支持Open GL*4.2、Open CL*1.2 OGL ES3.0、H.264、HEVC (解码)及VP8。

就安全性而言，该处理器提供了专业物联网应用所需的硬件增强安全功能。这些功能包括: