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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 1280×1024 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 na USP. Estudo atualmente no programa de mestrado do RIT (Rochester Institute of Technology), Estados Unidos. Sou bolsista da CAPES pelo programa CsF. Entre outra outras paixões, adoro fotografia, rock´n roll e cinema.

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