Jest to płyta oparta na procesorze ARM AT91RM9200 firmy Atmel. Wywodzi się ona w prostej linii z ARMputera BF100 opublikwanego na łamach Elektroniki Praktycznej. Korzystając z doświadczeń zgromadzonych w czasie projektowania ARMputera BF100, wyeliminowaliśmy wady i ograniczenia poprzednika, dzięki czemu powstało kolejne jego wcielenie, BF210.
Dzięki wydajnemu 32-bitowemu układowi z rdzeniem ARM920T i dużej 32MB pamięci SDRAM, uzyskujemy wysoką wydajność niemożliwą do osiągnięcia za pomocą klasycznych mikrokontrolerów z rdzeniem ARM7TDMI-S.
Wykorzystanie systemu operacyjnego Linux i stworzonej dla niego wielkiej bazie otwartego oprogramowania „Open Source", pozwala na pisanie zaawansowanych aplikacji w relatywnie krótkim czasie. Wszelkie skomplikowane zadania takie jak obsługa sieci TCP/IP czy obsługa interfejsów USB, których realizacja z wykorzystaniem mikrokontrolera jednoukładowego jest skomplikowana i czasochłonna, staje się banalnie prosta dzięki zastosowaniu ARMputera BF-210.
Będący częścią układu blok zarządzania pamięcią MMU (Memory Management Unit) zapewnia niezależną pamięć wirtualną dla każdego procesu, przez co urządzenie wykorzystujące ARMputer BF-210 jest dużo bardziej niezawodne, gdyż błędne działanie jednej aplikacji nie jest w stanie zawiesić działania całego systemu.
Na nowej płytce usunięto wszelkie poprzednie błędy układowe i logiczne wcześniejszej wersji, oraz zmniejszono jej wymiary. Również w układzie elektrycznym wprowadzono szereg mniejszych modyfikacji, które nasunęły się podczas użytkowania poprzedniej wersji ARMputera. Korzystając z otworów mocujących i złącz wyprowadzających porty I/O procesora można zbudować urządzenie dedykowane dla wybranych przez nas zastosowań.

Do naistotniejszych zmian należą:

- Dodatkowy zasilacz impulsowy umożliwiający zasilanie urządzenia napięciem od 7-35V DC
- Zastosowanie dwukrotnie większego układu SDRAM i usunięcie drugiego układu SDRAM
- Dodano układ automatycznej zmiany kierunku portu RS485
- Dodano układ zewnętrznego zegara RTC z podtrzymaniem bateryjnym

Zasada działania

Sercem układu jest mikrokontroler AT91RM9200 zawierający rdzeń ARM9 (ARM920T) wraz z układem MMU, kontrolerem pamięci SDRAM, układami czasowo-licznikowymi, opcjonalnym zegarem RTC, oraz szeregiem różnych interfejsów komunikacyjnych takich jak: kontroler hosta USB, kontroler device USB, SPI, I2C itp. Mikrokontroler posiada wbudowane tylko 16kB wewnętrznej pamięci RAM, przez co konieczne stało się dołączenie zewnętrznej pamięci SDRAM o wielkości 32MB.
Na płytce umieszczono również pamięć Data Flash o pojemności 128KB dołączoną do magistrali SPI0, która pełni rolę odpowiednika BIOS-u znanego z komputerów PC. W pamięci tej przechowywane są programy ładujące (bootloadery) odpowiedzialne za podstawowe testy, konfigurację pamięci SDRAM oraz proces uruchamiania linux-a z karty SD, lub poprzez sieć z serwera NFS. Karta MMC/SD/SDHC została dołączona do mikrokontrolera za pomocą dedykowanej magistrali MMC/SD, która ma szerokość 4 bitów. Możemy tutaj użyć dowolnej karty powszechnie dostępnej na rynku o pojemności od 64MB, aż do kilkunastu GB w zależności od konkretnych wymagań. AT91RM9200 posiada wbudowany kontroler Ethernet MAC, który musi zostać wyposażony w zewnętrzny układ warstwy fizycznej tak zwany (PHY). W naszym rozwiązaniu wykorzystano układ STE100p. Z myślą o zastosowaniach przemysłowych do jednego z portów szeregowych mikrokontrolera dołączono typowy układ konwertera zapewniający wyjście w standardzie RS485, z automatycznym przełączaniem kierunku. Do wyjścia dwóch UARTów dołączono układy konwerterów zapewniający translację napięć do standardu RS232. Jednym z układów dołączonych do konwertera RS232 jest UART-DBG, który stanowi konsolę dla linuxa i bootloadera, więc dołączając się do tego portu za pomocą terminala możemy sprawdzić jak przebiega proces uruchamiania lub zalogować się do konsoli bootloadera czy linuxa. Na płytce umieszczono także złącze Hosta USB, co daje możliwość dołączania urządzeń przeznaczonych dla komputerów PC takich jak: Pamięci Pendrive, Kamery USB, drukarki itp. BF-210 zawiera także złącze USB-DEVICE, zatem możemy go również dołączyć do komputera PC tak żeby się zgłaszał jako urządzenie USB, na przykład modem, port szeregowy, pamięć USB itp. Wszystkie pozostałe linie mikrokontrolera GPIO oraz pozostałe magistrale SPI, I2C są wyprowadzone na zewnątrz płytki za pomocą czterech 40-pinowych złącz typu gold-pin w typowym rastrze 2,54mm. Do złącz tych możemy dołączać inne układy w zależności od okoliczności. Do zasilania modułu należy użyć dowolnego zasilacza niestabilizowanego 7-35V.
BF-210 pobiera około 200mA jednak ze złącza hosta USB zgodnie ze specyfikacją może być pobierany prąd o natężeniu 500mA, dlatego potrzebny jest zasilacz o odpowiednio dużej wydajności prądowej.

Oprogramowanie

Oprogramowanie ARMputera BF-210 jest dość skomplikowane i składa się z dwóch części. Stanowią je dwa bootloadery. Inicjalizujący oraz bootloader główny u-boot które są zawarte w pamięć BIOS (Serial Dataflash) o pojemności 128KB, natomiast drugą część zawartą na karcie MMC/SD/SDHC stanowi system Linux. Mikrokontroler po włączeniu napięcia zasilania rozpoczyna wykonywanie programu zawartego w wewnętrznej pamięci ROM, który wczytuje do wewnętrznej pamięci RAM o rozmiarze 16kB inicjalizujący bootloader zawarty w pamięci Serial DataFlash. Zadaniem tego bootloadera jest inicjalizacja podstawowych układów peryferyjnych mikrokontrolera, tj. pętla PLL, pamięć SDRAM. Później odbywa się testowanie pamięci SDRAM, a następnie skopiowanie bootloadera głównego u-boot do pamięci SDRAM oraz jego uruchomienie. Bootloader ten posiada także podstawową funkcjonalność która pozwala na przeprowadzenie podstawowych testów pamięci, oraz umożliwia przeprogramowanie pamięci BIOS z wykorzystaniem protokołu X-Modem. Bootloader u-boot jest odpowiedzialny za odczytanie z karty pamięci SD jądra linuxa, a następnie jego uruchomienie. Jest on dużo bardziej rozbudowany od wspomnianego wcześniej bootloadera inicjalizującego i zawiera rozbudowany wiersz poleceń, obsługę sieci i obsługę systemu plików EXT2. Umożliwia on również uruchomienie ARMputera z serwera sieciowego TFTP, NFS.

BF210 i Linux

Zastosowanie systemu Linux otwiera szeroki zakres zastosowań dla BF-210. Można go wykorzystywać jako płytę główną w zaawansowanych urządzeniach, bądź zastosować jako serwer w niedużej firmie czy w domu. Zastosowanie takiego rozwiązania pozwala znacząco ograniczyć pobór mocy pobierany przez serwer. Brak jakichkolwiek części ruchomych powoduje że urządzenie pracuje bezgłośnie. W handlu dostępne są już karty o pojemnościach rzędu dziesiątek GB, co pozwala nam na zgromadzenie znacznej ilości danych. Przykładem wykorzystania ARMputera BF-210 jest nasza strona, która jest obsługiwana przez ARMputer BF-210. Aktualny status systemu hostowanego przez BF-210 możemy obejrzeć TUTAJ. Na serwerze zainstalowano również takie usługi jak SMTP, POP3 SSH FTP. W przygotowaniu jest szczegółowy opis jak zrobić z BF-210 mały serwer domowy wraz z kompletem niezbędnego oprogramowania. Standardowo do ARM-putera dołączana jest opracowana przez nas generyczna dystrybucja linuxa, oraz toolchain, który może stanowić bazę do zbudowania własnego firmwaru dla urządzenia. BF-210, umożliwia również skorzystanie z dowolnego innego portu systemu Linux na platformę ARM na przykład popularnego DEBIANA. Przygotowaliśmy obrazy debiana LENNY oraz SQUEEZE na platformę BF210, które wystarczy rozpakować na sformatowaną w systemie EXT3 kartę SD. Obrazy możemy pobrać klikając w link dla dystrybucji LENNY lub SQUEEZE . Klientom którzy zakupią nasze produkty zapewniamy wsparcie przy uruchomieniu.