ARDUINO MKR VIDOR 4000 bringt die Benutzerfreundlichkeit von Arduino mit den leistungsstärksten reprogrammierbaren Chips zusammen, die es gibt: FPGAs. Mit Vidor können Sie ein Board erstellen, bei dem alle Pins PWM-Signale sind, die die Geschwindigkeit der Motoren steuern. Sie können Sound in Echtzeit aufnehmen und ein Soundeffektpedal für Ihre Gitarre erstellen. Sie können einen Echtzeit-Computer erstellen, indem Sie die Sensordaten auslesen und an einen hochmodernen Monitor senden, oder Sie können ein Video aufnehmen und die Sensordaten in das Bild einblenden, das später an einen Bildschirm gesendet wird. Sie können sich mit der Arduino IoT Cloud verbinden und eine komplexe Labormaschine mit einer großen Anzahl von Motoren steuern. Sie könnten sogar Ihre eigenen Prozessoren innerhalb des FPGAs entwickeln und parallel zu den anderen Mikrocontrollern auf dem Board betreiben. Vidor ist ein Gerät, das zu Experimenten, Präzision und Hochgeschwindigkeitsberechnungen einlädt.
Der Hauptchip auf der Karte ist der Intel® Cyclone® 10CL016; er enthält 16K Logikelemente, 504 KB eingebetteten RAM und 56 18x18-Bit-HW-Multiplikatoren für Hochgeschwindigkeits-DSP-Operationen. Jeder Pin kann mit über 150 MHz schalten und kann für Funktionen wie UART, (Q) SPI, hochauflösende/hochfrequente PWM, Quadratur-Encoder, I2C, I2S, Sigma Delta DAC usw. konfiguriert werden. Das Board ist mit 8 MB SRAM ausgestattet, um FPGA-Operationen für Video und Audio zu unterstützen. Der FPGA-Code ist in einem 2 MB großen QSPI-Flash-Chip gespeichert, von dem 1 MB für Benutzeranwendungen reserviert ist. Für die Audio- und Videoverarbeitung können Hochgeschwindigkeits-DSP-Operationen durchgeführt werden. Daher verfügt Vidor über einen Micro-HDMI-Anschluss für die Audio- und Videoausgabe und einen MIPI-Kameraanschluss für die Videoeingabe. Alle Pins auf der Platine werden sowohl vom SAMD21 als auch vom FPGA angesteuert, in Übereinstimmung mit dem Format der MKR-Familie. Schließlich gibt es noch einen Mini-PCI-Express-Anschluss mit bis zu 25 frei programmierbaren Pins, über den Sie Ihr FPGA als Peripheriegerät an einen Computer anschließen oder Ihre eigenen PCI-Schnittstellen erstellen können. Der Mikrocontroller des Boards ist ein stromsparender 32-Bit Arm® Cortex®-M0 SAMD21, wie bei den anderen Boards der Arduino MKR-Familie. Die WiFi- und Bluetooth®-Konnektivität wird mit einem Modul von u-blox, dem NINA-W10, realisiert, einem Low-Power-Chipsatz, der im 2,4-GHz-Bereich arbeitet. Darüber hinaus wird die sichere Kommunikation durch den ECC508-Kryptochip von Microchip® gewährleistet. Darüber hinaus befinden sich ein Batterieladegerät und eine schwenkbare RGB-LED an Bord.
Falls Sie mit dem Begriff nicht vertraut sind: Ein FPGA ist ein Field Programmable Gate Array, ein Chip, bei dem die Logik, die seine Funktionen steuert, nicht zum Zeitpunkt der Herstellung geschrieben wird. Sie können Ihre eigene CPU, eine Reihe dedizierter Hochfrequenz-PWM-Ausgänge, einen digitalen Audiomixer, eine Video-Overlay-Maschine oder alles andere schreiben, was Sie sich vorstellen können. Die größte Einschränkung ist die Anzahl der Logikgatter, die für die Entwicklung dieser Anwendungen benötigt werden. Um zu veranschaulichen, wie ein so leistungsfähiger Prozessor in den typischen Arduino-Workflow integriert werden kann, hat Arduino auch eine Reihe von Bibliotheken erstellt, die einige einfache Aufgaben ausführen können, die den Mikrocontroller und den speziellen FPGA-Code einbeziehen.
Wenn Sie ein erfahrener FPGA-Entwickler sind, wird es Sie freuen zu hören, dass Arduino eine Reihe von Bibliotheken veröffentlicht hat, die einen Großteil der grundlegenden Funktionen bieten, die Sie für Ihre Projekte benötigen. Sie können sich diese Gruppe von Github-Repositories ansehen, die den gesamten Open-Source-Code von Vidor enthalten, den Arduino erstellt hat.
Mit Arduino ist die Verbindung zu einem WiFi-Netzwerk so einfach wie das Blinken einer LED. Sie können Ihr Board mit jedem bestehenden WiFi-Netzwerk verbinden oder es verwenden, um Ihren eigenen Arduino-Zugangspunkt zu erstellen.
Der Kommunikations-Chipsatz des MKR Vidor 4000 kann sowohl ein BLE-Client als auch ein Bluetooth®-Host-Gerät sein. Das ist etwas ganz Besonderes in der Welt der Mikrocontroller-Plattformen. Wenn Sie sehen möchten, wie einfach es ist, eine Bluetooth®-Station oder ein Peripheriegerät zu erstellen.
MKR Vidor 4000 ist ein Multiprozessorgerät, das zum Experimentieren einlädt. Durch das Hacken des WiFiNINA-Moduls ist es z.B. möglich, WiFi und BLE / Bluetooth® gleichzeitig auf dem Board zu nutzen. Eine andere Möglichkeit besteht darin, eine superleichte Version von Linux auf dem Modul laufen zu lassen, während der Haupt-Mikrocontroller Low-Level-Geräte wie Motoren oder Bildschirme steuert. Diese experimentellen Techniken erfordern fortgeschrittenes Hacking auf Ihrer Seite. Sie sind möglich, indem die Firmware des Moduls geändert wird.
WARNUNG: Diese Art des Hackens bricht die Zertifizierung Ihres WiFiNINA-Moduls, Sie tun es auf eigene Gefahr.
Über den USB-Anschluss kann das Board mit Strom (5 V) versorgt werden. Er verfügt über eine Li-Po-Ladeschaltung, die es dem Arduino MKR Vidor 4000 ermöglicht, mit Batteriestrom oder einer externen 5-Volt-Quelle zu arbeiten und den Li-Po-Akku zu laden, während er mit externem Strom betrieben wird. Die Umschaltung von einer Quelle zur anderen erfolgt automatisch.
