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Arduino TRE

por em quinta-feira, 10 de abril de 2014.
arduino-tre

O projeto Arduino anunciou o ano passado na Maker Faire, em Roma na Itália, uma placa que fará parte da terceira geração de placas Arduino, a Arduino TRE. O desenvolvimento dessa placa é uma parceria entre a fundação BeagleBone.org e o pessoal do Arduino. Claro que, como todas as placas Arduino, o hardware é aberto, ou seja, são disponibilizados todos os arquivos de projeto, que inclusive está sob a licença Creative Commons. Uma novidade dessa placa é que será a primeira placa Arduino fabricada nos Estados Unidos, pela mesma fabricante da BeagleBone Black, a CircuitCo.

 

A grande novidade é que essa placa virá com um processador mais poderoso e com uma arquitetura com dois processadores, um para tomar conta do processamento e outro para os  periféricos comuns às placas Arduino. Essa placa rodará um sistema operacional Linux completo com um front end que facilitaria a programação da mesma.

 

A Arduino TRE contará com um processador Texas Instruments Sitara AM335x de 32 bits com core ARM Cortex-A8, que roda a 1 GHz, o mesmo processador da BeagleBone Black, placa desenvolvida pela Circuit Co. O microcontrolador escolhido para formar dupla com o Sitara é um microcontrolador Atmel de 8 bits, o ATmega32u4, o mesmo da placa Arduino Leonardo. Esse microcontrolador é o responsável por controlar o “barramento ARDUINO”, onde pode-se conectar os shields, que são as placas de expansão.

 

                     

Visões frontal e traseira da placa Arduino TRE

 

Basicamente a idéia é a seguinte: o processador Cortex-A8 tomará conta do Linux e dos periféricos que são comuns a um PC ou a uma Single Board Computer (Video, Audio, Ethernet, USB, WIFI, etc.), enquanto o microcontrolador Atmel ATMEGA cuidará das operações de entrada e saída de tempo real (entradas analógicas, digitais, PWM, saídas, controle sobre os shields, comunicação I2C, SPI, UART, etc.), como um Arduino Leonardo faria. Claro que, comparativamente, o processador principal da TRE é mais de 100 vezes mais rápida em performance que um processador da Arduino Leonardo, apesar dessas comparações serem muito vagas. Acredito que uma comparação mais prudente seria compará-la com a BeagleBone Black, Arduino YUN, UDOO, Arduino Galileo e à RaspBerry Pi.

 

A ARDUINO TRE não é a primeira a rodar Linux. A Arduino YUN e a Arduino Galileo também rodam um Linux customizado e bem compacto para cada placa. A YUN tem uma arquitetura um pouco parecida, pois coloca na mesma placa dois processadores, um ATMEL ATmega32U4 utilizado no Arduino Leonardo e um módulo wifi Atheros AR9331, com um processador MIPS24k. Na YUN, um Linino OS, uma versão customizada e super leve da versão de Linux Embedded OpenWRT. Na Intel Galileo, apenas um processador toma conta de tudo, o  Intel Quark SoC X1000, que roda a 400 MHz. As interfaces com o mundo dos IOs são feitas por CIs específicos para condicionar os sinais. O Linux, na placa Arduino Galileo, faz com que a placa pareça para o usuário, um arduino - o pequeno Linux roda um software que faz com a placa pareça ser um Arduino veloz! Caso queira um Linux mais completo, é necessário colocá-lo em um SD Card externo na Galileo.

 

 

Software

 

O que é único na ARDUINO TRE é que ela pode rodar um sistema operacional Linux completo rodando em um processador ARM, todo integrado e preparado para as interfaces externas que a placa possui. Mas… como introduzir o linux embarcado e todo seu poder a usuários que não necesariamente tem uma base de conhecimento sobre esse sistema operacional e não fizeram engenharia da computação, engenharia eletrônica/mecatrônica ou ciencia da computação? Isso que os mentores da plataforma Arduino estão trabalhando e vão nos surpreender logo, logo.

 

E como o lado controlado pelo sistema operacional linux vai se entender com o outro lado controlado pelo ARDUINO? Essa interface vai ser bem parecida como é hoje o YUN. A API que faz a ponte entre os dois lados está sendo totalmente aproveitada e o usuário vai poder escolher: Se o usuário está acostumado com linux, ótimo - faz suas aplicações por ali e controla o lado do arduino. Se, pelo contrário, está bem familiarizado com o ARDUINO, poderá usar o lado do microcontrolador Atmel como mestre de todo o sistema desenvolvido. O que fica no ar é se o pessoal da BeagleBone está integrando o ambiente Cloud9 e o BoneScript do lado do linux para que possa conversar através dessa ponte entre as plataformas. Bom, parece ser essa a tendência e o futuro nos mostrará como é versátil utilizar a “BeagleBone Arduino”.

 

Especificações de hardware da placa Arduino TRE:

 

 

 

  • SoC Texas Instruments AM3359AZCZ100 (core ARM Cortex-A8) @ 1GHz; 512MB DDR3L RAM; SRAM - indefinido; flash - indefinido;

  • 100 Mbps Ethernet;

  • USB — 1 porta USB 2.0 Device; 4 portas USB 2.0 Host;

  • Video — HDMI @ 1920×1080 (maior definição que a BeagleBone Black);

  • Expansão para comunicação sem fio XBEE, ligado ao processador Texas, controlado pelo Linux;
  • Audio — via HDMI; audio estéreo disponível ;

  • 12 entradas e saídas digitais (3.3V);

  • 4 saídas PWM (3.3V);

  • 1 MicroSD card slot;

  • expansão para LCD nos pinos laterais;

  •  Microcontrolador Atmel ATmega32u4 @ 16MHz , 32KB flash, 2.5KB SRAM; 1KB EEPROM;

  • 14 entradas e saídas;

  • 7 saídas PWM;

  • 6 entradas analógicas; 

  • Expansão para shields Arduino;

  • Dimensões - não divulgado;

  • Alimentação - não divulgado;

  • RTC - Relógio de tempo real incluso.

 

A escolha do processador Texas Instruments Sitara AM335x para ser o protagonista da placa Arduino TRE permite que os consumidores que utilizam a plataforma Arduino criem aplicações que demandam muito mais processamento, como aplicações de desktop de alta performance, algoritmos que demandam um processamento grande e intensivo ou comunicações de alta velocidade, que também requerem um maior poder de processamento.

 

O processador Sitara AM335x também inclui 2 microcontroladores (PRU - Programmable Real-time Unit) integrados ao processador, cada um de 32 bits que rodam a 200 MHz cada um. eles podem ser utilizados principalmente para o controle de inúmeras aplicações de tempo real incluindo controle PWM ou de aquisição de dados.

 

Alguns exemplos do que pode ser feito com a placa incluem centrais de telemetria, de automação residencial e  impressoras 3D, entre outros.

 

E, além disso, pela primeira vez uma placa Arduino não precisará de um PC para criar as aplicações - tudo poderia ser feito na placa Arduino TRE. Agora as opções se multiplicam - do Arduino Uno e Leonardo, passando pela Arduino Due, YUN, Galileo e chegando à TRE.

 

Arduino TRE x Raspberry Pi

 

O hardware da TRE é livre, aberto! Está sob licença Creative Commons. A Raspberry Pi, no entanto, não possui seu hardware aberto. Com a Raspberry Pi você não consegue comprar o seu processador, ele não está disponível. O processador da TRE, o mesmo da BeagleBone Black, pode ser comprado em lojas online até em baixas quantidades. A Raspberry Pi é uma placa que foi feita para ensinar as pessoas, em especial os hobbyistas e estudantes a programar e, claro, interfacearem de forma fácil um PC com os periféricos do mundo real.

 

As placas Arduino no entanto possuem outra filosofia, tudo é aberto, o hardware e o software. A plataforma Arduino por completo, que envolve todas as placas é documentada e construída pelos desenvolvedores e pela comunidade. Além disso, existem diversos foruns onde mesmo os idealizadores do projeto Arduino participam com os usuários mais ou menos experientes. O ambiente e as funções no Arduino são pensadas para facilitar a vida do usuário e existe muito trabalho feito por trás da plataforma, que conta com colaboração precisa da comunidade de software livre. O usuário pode escolher o sistema operacional que quiser, Linux, Windows ou MAC e apenas plugar a placa na USB - esse é o mundo Arduino, simples e barato.

 

A Raspberry Pi  é um sucesso mundial. Ela já vendeu mais de 2,5 milhões de placas e um novo conceito de Raspberry Pi  acaba de ser lançada. Existem vários apaixonados por essa plataforma que, para o que foi proposta, é uma ótima ferramenta de desenvolvimento. É também um fenômeno de vendas - ela que popularizou os mini-pcs.

 

 

Arduino TRE x BeagleBone Black

 

A mesma empresa que hoje fabrica a BeagleBone Black, a CircuitCo fabricará a TRE. A equipe de engenharia da BeagleBoard.org está em sintonia com o pessoal do Arduino criando essa placa. Além disso, os engenheiros estão trabalhando na padronização da distribuição linux de ambas as placas, o que permitirá uma transição facil entre uma placa e outra, do software desenvolvido. A idéia mesmo é facilitar ao máximo a portabilidade.

 

A grande diferença entre placas é a resolução de video - a Arduino Tre suporta uma resolução máxima de 1920×1080 pixels, enquanto a BeagleBone Black suporta uma resolução máxima de 1280x1024 pixels. Claro, a TRE tem uma placa Arduino Leonardo a mais integrada na placa.

 

Outra diferença é que a BBB apresenta uma porta mini-USB 2.0 cliente e uma porta USB 2.0 tipo A host, enquanto a TRE apresenta 1 USB 2.0 device e 4 USB 2.0 host.

 

Onde comprar?

 

Essa placa ainda não está a venda. Será lançada nessa estação, provavelmente nesse mês ou no próximo.

  

Agradecimentos:

 

Esse artigo foi revisado por Fábio Souza que contribuiu com alterações no texto e correções.

 

Referências:

 

http://www.flickr.com/photos/arduino_cc/sets/72157636155084825/

http://arduino.cc/en/Main/ArduinoBoardTre#.UyiLaKhdX74

http://blog.arduino.cc/category/arduino/tre/

http://hackalizer.com/arduino-beagle-bone/

http://beagleboard.org/blog/2013-10-03-beagleboardorg-collaborates-with-arduino/

http://www.intorobotics.com/arduino-tre-vs-beaglebone-black/

http://labdegaragem.com/profiles/blogs/arduino-tre-arduino-beagleboard

http://www.ti.com/product/am3359

http://pplware.sapo.pt/hardware/vem-ai-o-potente-arduino-tre/

http://abertoatedemadrugada.com/2013/10/arduino-tre-corre-linux-completo.html

http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:DYu1nJPCSZoJ:hackalizer.com/arduino-beagle-bone/+&cd=1&hl=pt-BR&ct=clnk&gl=br

http://e2e.ti.com/blogs_/b/toolsinsider/archive/2013/10/03/introducing-arduino-tre.aspx

http://www.coolthings.com/arduino-tre/

http://www.eaduino.com.br/2013/10/tre-galileo-e-o-novo-site-do-arduino/

http://www.theverge.com/2013/10/5/4805844/arduino-tre-from-texas-instruments-promises-100x-power

http://linux-beta.slashdot.org/story/13/10/04/2240224/linux-capable-arduino-tre-debuts-at-maker-faire-rome

http://linuxgizmos.com/arduino-tre-sbc-runs-linux-on-arm/

http://blog.arduino.cc/2013/10/03/a-sneak-preview-of-arduino-tre/#.UyhfVqhdX74 

http://arstechnica.com/information-technology/2013/10/most-powerful-arduino-ever-has-arm-cortex-a8-chip-runs-full-linux/

http://makezine.com/2013/10/03/first-look-at-the-new-arduino-tre/

http://makezine.com/2013/10/03/talking-to-jason-kridner-about-the-new-arduino-tre/

http://makezine.com/2013/10/03/arduino-announces-two-new-linux-boards/

http://www.cnet.com/news/heads-up-intel-ti-chips-bring-arm-to-arduino-gadget-market/


Thiago Lima

Engenheiro Eletrônico, formado em 2002 na USP Sao Carlos. Estudo atualmente no programa de mestrado do departamento de Engenhria Eletrica, com foco em Sistemas Digitais, do RIT - Rochester Institute of Technology - nos Estados Unidos. Entre outra outras paixões, adoro fotografia, rock´n roll (Yeah!), filosofia/sociologia, inovacao, lideranca e cinema.

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