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这篇文章翻译自Andrew Back 的 Say Hello to Genuino 101!

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搭载英特尔Curie 芯片的开发板结合了高性能和低能耗,提供多种可能性。

Genuino 101 开发板-在美国销售时称作 Arduino 101 – 被定位为过去UNO 版本的后继开发板,采用同样深受喜爱并经常被模仿的外形尺寸。然而,从名字中就可以得知,这是一款非常官方的产品,并且它是由Arduino的创始人,Massimo Banzi和他的合作伙伴,并与英特尔公司合作一同设计的。这块板的特点是在它的核心部分搭载全新的英特尔Curie 模块。

虽然GENUINO 101看起来和Arduino UNO非常相似,但是,它具有引脚兼容的标头,并得到官方IDE的支持,它的售价和Arduino UNO 差不多,它呈现了性能方面的飞跃。首先,Curie模块就拥有32位双核,并集成了6轴加速计和蓝牙低能耗等特点。

规格

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GENUINO 101开发板可以通过USB,或是一个提供7-20 VDC输入的2.1毫米圆柱式连接器(推荐 12 VDC作为最大值)进行供电 。它的输入输出电压是 3.3V ,但引脚接受5V电压输入 ,这使得它可以很灵活地与大量的外围设备一同使用,除此之外,它的扩展板也设计可用于UNO板和其他更早期的开发板。在输入输出方面,它具有:

  • 14个数字(其中4个是PWM能力)
  • 6个10位模拟输入(也可以配置为数字输入输出)
  • 串行RX和TX ( TTL )
  • SPI
  • I2C

引脚可允许的最大流出或者流入电流是4mA。

目前看来它没有带来什么太大惊喜,但如果我们近距离观察Curie模块, 我们会发现它开始变得有趣起来。

Curie模块具有32位 intel Quark  和32位 ARC 两种微控制器内核,它们的主频都是32MHz。前者是x86架构微控制器,适合小空间和低能耗。而后者则是高配置的RISC处理器,每年会嵌入在超过15亿的产品中。该模块还具有384kB闪存和80kB SRAM - 比8位Arduino UNO板的32kB闪存和2kB RAM 还要多!—同时它还集成了蓝牙低能耗, 自带加速计/陀螺仪的6轴组合传感器,还有电池充电电路这些功能到它极小的封装里。

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英特尔Curie模块在设计时考虑到可穿戴应用,但之后发现了它更多的用途,而这些用途是需要一个小尺寸,高性能和低能耗的组合 –将Curie模块搭配物联网设备应该就是一个很明显的组合。在写这篇文章的时侯,并没有太多有关Curie 模块的详细技术信息,但是Curie 模块才发布了几个月,所以我们相信,不久之后英特尔公司就会提供更多关于Curie 模块的信息。

不管怎样,我们都不用担心我们对Curie模块的具体细节掌握得不够多,因为我们可以通过Arduino的平台,来使用Curie模块的许多性能,当然,可以直接使用Curie 模块是非常理想的,尤其是当它涉及到像是GENUINO 101开发板这样的开源硬件。但是无需担心,因为它看起来很容易使用。

软件支持

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为了要启动并且运行Genuino 101开发板 ,我们需要使用Arduino IDE v1.6.7或者更高的版本。打开它之后,只需要打开Board Manager ,然后搜索“101”或者是“Curie”。这样做是为了在安装前,找到给开发板提供支持的文件包。接下来,IDE将会编译可以在Quark 和ARCS 两种内核上执行指令的程序。

Curie 模块运行实时操作系统(RTOS), 这款操作系统是由英特尔公司开发的,并定于2016年三月正式成为开源操作系统。在此之前,只有Arduino IDE可以与RTOS交流,来执行某些预先定义的任务,例如,在闪存里编写程序,将蓝牙低能耗功能显示在程序之中,以及执行PWM。

一个值得注意的特点是,它使用USB设备固件更新(DFU)就可以实现上传程序,而不是像Arduino UNO开发板和其他大多数的Arduino开发板,需要通过连接USB / UART到系统启动加载器才能实现。这个系统加载器是编程到微控制器闪存里的。 Arduino系统启动加载器的方法肯定可以上传程序,但DFU是一个既标准且又更加精致的机制。

Curie

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该USB接口还提供了一个虚拟串口,然后,通过在程序里读取和写入串行目标来进行对这个虚拟串口的控制。除此之外,0号或者1号引脚展示硬件串行端口,这个串行端口映射到 1号串行端口的目标。这样做,更加容易地将电脑上的应用程序和运行在Genuino 101 开发板上的程序,以及串行外围设备进行相互连接,这些串行外围设备包括像是GPS接收器。

在写入的时候, Curie特定库也提供了:

  • 蓝牙低能耗
  • 加速计+陀螺仪
  • 时间

最后这一个让你可以读取并且设置实时时钟( RTC )的时间 ,这是一个很有用的功能,它往往出现在大的平台,并且对于小的平台而言,它往往作为一种附加装置。

当然,除了以上这些, 你也可以使用标准的Arduino库。

示例和教程

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正如您所预料的,该库提供示例程序。蓝牙低能耗外围设备的示例允许远程读取模拟引脚的电压,数字输入引脚状态,以及打开或者关上LED。

加速计/陀螺仪 - 又名惯性监控单元( IMU )-示例提供访问原始传感器数据,和探测每次冲击,轻拍和踏步。

还有一些串行的示例程序,正如先前所提到的,可以读取和设置RTC。

如果你想快速了解如何使用的话,比如说,在一个项目里如何使用蓝牙低能耗或惯性监控单元,那么这些示例都是很不错的,而且, 教程 还教你实际操作大量的示例应用,这些应用更加强调可能性。

或许最令人印象深刻的 教程 是使用 Madgwick过滤运算法 -“从陀螺仪和加速计中得到原始值,然后带入这些原始值到四元数中,四元数是指4维数字,包含了x,y和z,这三个值用来表示发生旋转时所围绕的坐标轴,以及一个ω值用来表示围绕同一轴线的旋转值。这些四元数可以用来计算绕z 轴,y 轴以及x轴的欧拉角。”然后所得的数据通过串行端口发送到在电脑上运行的处理应用,这提供了实时的Genuino 101开发板方向的可视化。

在写这篇文章的时候,其他教程提供了如何创建计步器,以及蓝牙低能耗心率监测仪。事实上,后者模拟心脏跳动测量,使用电位计来控制速率,并将数据传输到正在Android或iOS设备上运行的应用程序上。这展现了你可以创建的这类应用程序种类。

第一印象

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GENUINO 101开发板就性能,额外的闪存和SRAM而言,它绝对是在Arduino UNO开发板基础上的一次重大飞跃, 并受到许多人的欢迎。英特尔的Curie 模块,具有32位双核,集成了蓝牙低能耗和惯性监控单元,至少可以说它是一个有趣的小模块。另外, 支持的这些IDE,库,和示例为GENUINO 101的实际操作也提供了许多便利。

由于RTOS即将变成开源操作系统,这意味着我们可以得到更多有关Curie模块的细节。我确信,我们可以期待看到更多它所能做的事情。在此之前,你们可以去读一下 Intel Curie 模块情况说明书 和  Intel Quark SE 产品简介  这两个有趣的简介。Genuino 101 也有一些无线和传感的应用可以随时使用。

- Andrew Back