低成本ARM工业数据网关方案推荐-基于TI Sitara Cortex-A9/A8

Tronlong小分队

方案背景
随着互联网与物联网的迅猛发展以及“中国制造2025”的国家政策要求，为推动国家工业4.0的发展，各行各业为提升生产管理效率和生产能效需对生产进行信息化管理，故生产五大要素（人、机、料、法、环）的信息化与监控已成为目前的主要迫切需求。
由于众多生产要素的数据采集和监控需使用数据网关进行管理，因此工业数据网关是不可缺少的处理单元，而目前的主流方案是采用ARM作为工业数据网关处理平台。
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# b$ x3 P1 D$ A1 {! y2 a1 Q
% F* ]  O& {$ y4 ], {+ M/ S) Y
  R; D6 R2 ^, J1 q& O& H, B: V7 }关键指标
: z# e5 Z+ p0 d工业数据网关关键指标如下：

• 满足工业级要求，成本可控，具备边缘计算能力。
• 多网口、多串口、多CAN口，具备FPGA拓展接口。
• 支持4G/5G/WIFI/NB-loT/LoRa/ZigBee无线通信。
• 系统稳定可靠。
  6 P$ J" z& H1 I+ n+ e$ Z6 Q$ x1 b

! e5 O  a& y  i- ~7 w方案推荐
+ P$ x5 O! d+ I/ s" ^7 xTronlong为您推荐基于TI AM4376/AM3352的ARM工业数据网关方案，采用ARM Cortex-A9/A8架构，可完美满足以上关键指标。ARM Cortex-A9/A8是目前工业数据网关最常见、最成熟的架构。
满足工业级要求，成本可控，具备边缘计算能力？
基于TI Sitara系列ARM Cortex-A9/Cortex-A8处理器，-40°C~85°C，工业级核心板批量价格218元起，主频可高达1GHz，满足工业现场边缘计算能力要求。
多网口、多串口、多CAN口，具备FPGA拓展接口？
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• 3路原生以太网口，分别为1路PRU百兆网口和2路千兆网口，其中任意1路网口用于局域网络，另外2路网口用于广域网络，同时提供GPMC并口、USB接口网口扩展方案，用于拓展更多网口。
• 6路原生串口，提供GPMC并口、SPI接口扩展8路串口方案，可根据需求任意实现RS232/RS485/RS422接口。
• 2路CAN接口，可满足恶劣的工业应用现场环境要求。
• GPMC并口拓展FPGA，可通过FPGA灵活接入多路/高速ADC，或可通过FPGA拓展其他数据接口。ARM与FPGA通过GPMC并口在EDMA模式下的实测速度可高达624Mb/s，满足工业数据传输速度要求。
  ! {: C- _3 A4 c7 n4 V

支持4G/5G/WIFI/NB-loT/LoRa/ZigBee无线通信？
2 m' L9 s7 v5 n" }  x可通过USB/SDIO/UART等常见接口连接无线通信模块，提供4G/WIFI等无线通信案例，方便用户进行快速评估。
6 H2 P2 Z' u7 ?& k  m+ m/ M系统稳定可靠？
核心板经过高低温测试、振动测试、老化测试，并经过3000次系统掉电启动测试，系统运行稳定。核心板功耗低，约为1W。
3 O  p  i% p. A5 Q
方案对比
  G3 Y# G  B& R, z. T' k  T$ h- Z. p' c" vTronlong ARM工业数据网关的AM4376方案与AM3352方案的主要参数对比如下：
; `$ b: r% d& `1 W; {

参数 4 [. @0 M6 }9 o- Q. {	AM4376 1 C5 r' e6 b& v5 N	AM3352 - b0 x5 L2 x! O& ~/ u" v5 V9 f* e
架构 5 O) B; \7 g4 P	Cortex-A9	Cortex-A8 ; d$ l# I" Q) l, G
温度等级 " j  P" Y2 @) a/ U* ]# C# v; G	-40°C~85°C	-40°C~85°C
主频 , W  a" }* o% p  ]2 \/ n6 c/ z8 e	1GHz 5 M6 }" l2 I$ g* R! p	800MHz
千兆网口 + H7 W* R% u/ _2 v) ?, ]4 O2 V	2个	2个
PRU百兆网口 0 a3 L9 h4 l2 w0 T0 E! K* \( m	1个	/
串口	6个 7 M1 \. G  j! N. y* j  q- [9 J/ ?	6个
CAN ! J: Z) z( ?. S	2个 4 @, G% z  r% I( p	2个 2 v; ?6 i7 B& T3 q' G2 V1 D# x
SPI & b- |. n1 b' q5 @( q1 F. S	5个	2个
内核	Linux/Linux-RT	Linux/Linux-RT
核心板接口	B2B	B2B/邮票孔
批量价格	298元起	218元起

5 T& o8 U6 X+ N6 e9 G8 L  O! B, Q
) G( w: L( m& O& \, z, _方案框图
Tronlong为您提供的ARM工业数据网关方案框图如下：

: Y. w9 l' J- N7 P( `! y
+ {7 |& Y0 x( w4 K6 o9 I( v应用场合
7 @' ^+ f0 ?- w) j) p% }4 X$ W

•    发电站、泵站、无人机房远程数据采集监控。
•     电力DTU、FTU、TTU远程数据采集监控。
•     环境、污水处理、桥梁安全远程数据采集监控。
•     太阳能发电站、智能充电桩远程数据采集监控。
•     气象、智能化农业远程数据采集监控。
  

) b, j: Y# @4 a- l' f! G7 N" s. t
7 U3 X& Y' Z/ n+ }  M4 J. t+ L! l板卡推荐
, I: H! k) i) ^# F. j, f4 f8 w如下评估板适用于ARM工业数据网关的产品评估与开发。
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( U1 a  R1 h/ h. B* S) A                            
6 t# C7 S6 F& f0 O+ `AM437x，TI ARM Cortex-A9   

9 q- i: Q" y' D) f1 c9 }8 J           
AM335x，TI ARM Cortex-A8  

2 ~- m/ @7 G  m- }$ f; y/ t& V1 C

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TI AM4376/AM3352的ARM工业数据网关