Arduino Giga R1 Wifi: Arduino Due auf Speed

[Tam H. (Firma: Tamoggemon Holding k.s.) (tamhanna)]

Der Trend im Bereich der Arduino-Weiterentwicklung geht in Richtung „klein“ - die Module werden immer kompakter. Mit dem Giga R1 WiFi geht Arduino nun in die Gegenrichtung, und bietet ein am Due-Formfaktor angelehntes Board mit insgesamt 76 GPIO-Pins an.

Bildquelle: https://blog.arduino.cc/2023/03/01/step-up-your-game-with-giga-r1-wifi/

Waren ursprünglich Arduinos vor allem auf die Messung und Beeinflussung von physikalischen Größen optimiert, so „wandelt“ sich die Arduino SRL spätestens seit dem Arduino-Bürgerkrieg mehr und mehr in Richtung eines „Full Service-Anbieters“, der neben der eigentlichen Planare auch verschiedenste Cloud Services anbietet. Damit einher ging allerdings eine „Verkleinerung“ der angebotenen Boards einher.

Neuer Mikroprozessor für höhere Rechenleistung.

Beim Giga R1 WiFi ließ sich die Arduino-Entwicklerschaft in vielerlei Stellen vom größeren Portenta H7 inspirieren - als Hauptprozessor kommt ein zweikerniger STM32H747XI aus dem Hause STMicroelectronics zur Verfügung, der einen mit 480 MHz laufenden Cortex-M7-Kern und einen mit 240 MHz laufenden Cortex-M4-Kern mitbringt. Die Architektur ist - analog zum Portenta F7 - zur Ausführung von in Tiny ML gehaltenen Machine-Learning-Aufgaben befähigt. Für die drahtlose Kommunikation steht ein aus dem Hause Murata kommendes Funkmodul zur Verfügung: Das LBEE5KL1DX-883 unterstützt dabei sowohl die Kommunikation per WLAN als auch per Bluetooth. Das Secure Element, das bei manchen Cloud-Providern „gern gesehen ist“, ist ein ATECC608A aus dem Hause MicroChip.

Mehr GPIO-Pins erforderlich!

Eines der wichtigsten Verkaufsargumente für den Arduino Due war sein sehr breites Port-Komplement - er bot 54 digitale Pins an, außerdem gab es diverse andere Peripheriegeräte. Mit dem Giga R1 legt die Arduino nach - nun gibt es 76 Digital-GPIO-Ports. Im Bereich der UArts stehen nun vier zur Verfügung, drei I2C-Busse, zwei SPI-Tranceiver und ein FDCAN-Port runden das Komplement der hardwarebeschleunigten Busse ab.

Bildquelle: Arduino, via https://store.arduino.cc/products/giga-r1-wifi

Wichtig ist, dass der Arduino - siehe hierzu auch die Abbildung, die einen Screenshot der offiziellen FAQs darstellt - keine integrierte Antenne mitbringt. Wer die WLAN- oder sonstige Kommunikationsmöglichkeiten nutzen möchte, muss eine Antenne mit einem U.Fl-Stecker vorfinden - immerhin legt Arduino eine bei.

Bildquelle: Arduino, via https://store.arduino.cc/products/giga-r1-wifi

Mehrwert-Stecker, mit teilweise eingeschränkter Funktionalität.

Zwecks besserer Integration in das von der Arduino SRL angebotene Zubehör-Ökosystemen wird die Platine außerdem mit einer Gruppe dedizierter Stecker angeboten:

USB-A connector suitable for hosting USB sticks, other mass storage devices and HID devices such as keyboard or mouse. 
    • 3.5mm input-output jack connected to DAC0, DAC1 and A7. 
    • USB-C® to power and program the board, as well as simulate an HID device such as mouse or keyboard. 
    • Jtag connector, 2x5 1.27mm. 
    • 20 pin Arducam camera connector.

Wichtig ist in diesem Zusammenhang allerdings, dass der USB C-Port stark Funktionseingeschränkt ist:

The GIGA R1 WiFi uses the USB-C® to power and program the board, as well as simulate an HID device such as mouse or keyboard. In the case of the Portenta H7, the USB-C® can also be used as DisplayPort out, USB Hub or to deliver power to OTG connected devices.

Außerdem ist wichtig, dass es um die Kompatibilität nicht uneingeschränkt gut bestimmt ist. Mechanisch lassen sich Shields von anderen Systemen weiterverwenden, in der Praxis gibt es aber - beispielsweise die Signalspannung von nur 3,3 V - technische Querelen, die in einer durchaus umfangreichen FAQ zusammengefasst sind (siehe Abbildung).

Bildquelle: Arduino.

Flexiblere Energieversorgung.

In den diversen Ankündigungen betont die Arduino-Gruppe, dass das System nun mit einem „weiteren“ Spannungsbereich von 6V bis 24V auskommen kann. Interessanter ist nach Ansicht des Autors aber die Verfügbarkeit eines RTC-Moduls, dessen Spannungsversorgung nun außerdem durch einen „dedizierten“ Pin zugänglich ist. Auf diese Art und Weise ist es wesentlich einfacher, die „Stromversorgung“ des Echtzeit-Elements sicherzustellen.

Mehr erfahren.

Die Platine ist zum Zeitpunkt der Drucklegung bereits käuflich erhältlich - unter der URL https://store.arduino.cc/products/giga-r1-wifi findet sich der bekannte Webshop, wo das Boot um rund 70 Euro den Besitzer wechselt. Angemerkt sei außerdem, dass das (mit Altium entworfene) Board-Design unter https://docs.arduino.cc/resources/schematics/ABX00063-schematics.pdf. zur Verfügung steht - das PDF zeigt, wie die verschiedenen Komponenten zusammenpassen und taugt auch als Basis für eigene Experimente mit dem STM-Chip.