ultimo aggiornamento 13 dicembre 2010


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Il modulo Brain & Vision (B&V) è sicuramente il più 'potente' all'interno dei robot. Contiene infatti un microprocessore Freescale Dragonball l.MXL  MC9328MXL a 150 MHz con 16 MB di memoria Flash e 16 MB di RAM.
La scheda è equipaggiata con memoria di tipo Flash e RAM, nonché con transceiver USB,
Il sistema operativo installato su questo modulo è di Linux embedded, in particolare dotato di kernel linux 2.4 con appositi ampliamenti e alcune modifiche ad-hoc.
Il modulo B&V gestisce il comportamento di I-Droid e il suo 'sistema emotivo', attraverso l'uso di una rete neurale software che evolve nel tempo in base agli input sensoriali ricevuti.
Le modifiche della rete neurale comportano un cambiamento dello stato di umore dei robot e quindi anche dei suo comportamento. il modulo è direttamente collegato alla telecamera CMOS, grazie alla quale può ricevere ed elaborare le immagini 'viste' dal robot e riconoscere la presenza e il movimento di volti, mani o altri oggetti colorati. Questo modulo, inoltre, è necessario per la programmazione avanzata del robot

Scheda lato componenti Scheda lato rame

 

foto del connettore presente sul modulo motherboard
per il collegamento del modulo Brain & Vision
Montaggio del modulo Brain & Vision

 

 

1 2 3 4
Processore

link

Memoria flash

link

Memoria ram

link

Transceiver USB

 

MC9328MXLVP15 S29GL128N K4M283233H  

 


IL MICROPROCESSORE
Il processore della scheda del modulo Brain & Vision è senza dubbio quello più potente a bordo del robot.
Commercializzato dalla Freescale, si tratta di un processore a 32 bit tipo MC9328MXL dalle elevate prestazioni, ma anche a basso consumo energetico e, perciò, ideale per dispositivi a batteria (come I-Droid01). La sua frequenza di elaborazione è pari a 150 MHz: ciò significa che il processore è in grado di eseguire fino a 150 milioni di istruzioni semplici in un secondo.
Esso, inoltre, può interfacciarsi con altri dispositivi tramite vari standard di comunicazione e, per questo motivo, può essere integrato bene all’interno di schede elettroniche complesse come quella del modulo Brain & Vision.
Per eseguire le elaborazioni a cui è chiamato, il processore fa uso di alcuni registri di memoria interni ad accesso rapido, che vengono usati per la memorizzazione dei dati su cui vengono compiuti i calcoli.
 

Features To support a wide variety of applications, the MC9328MXL boasts a robust array of features, including the following:

  • . ARM920T Microprocessor Core

  • . AHB to IP Bus Interfaces (AIPIs)

  • . External Interface Module (EIM)

  • . SDRAM Controller (SDRAMC)

  • . DPLL Clock and Power Control Module

  • . Two Universal Asynchronous Receiver/Transmitters (UART 1 and UART 2)

  • . Two Serial Peripheral Interfaces (SPI1 and SPI2)

  • . Two General-Purpose 32-bit Counters/Timers

  • . Watchdog Timer

  • . Real-Time Clock/Sampling Timer (RTC)

  • . LCD Controller (LCDC)

  • . Pulse-Width Modulation (PWM) Module

  • . Universal Serial Bus (USB) Device

  • . Multimedia Card and Secure Digital (MMC/SD) Host Controller

  • . Memory Stick® Host Controller (MSHC)

  • . Direct Memory Access Controller (DMAC)

  • . Synchronous Serial Interface and Inter-IC Sound (SSI 1I2S Module

  • . Inter-IC ( C) Bus Module

  • . Video Port

  • . General-Purpose I/O (GPIO) Ports

  • . Bootstrap Mode

  • . Analog Signal Processing (ASP) Module

  • . Multimedia Accelerator (MMA)

  • . 256-pin and 225-pin MAPBGA Package


Data sheet MC9328MXL


MEMORIA RAM
La ‘memoria ad accesso casuale’ (o RAM) con cui è equipaggiata la scheda elettronica B&V è prodotta dalla SAMSUNG ed è il modello K4M283233H
Dal punto di vista strettamente elettronico, il dispositivo di memoria è costituito da quattro banchi, ciascuno dei quali può contenere fino a 1.048.576 ‘parole’ ciascuna da 32 bit.
Riassumendo e riportando a termini meno ‘criptici’, si può dire che la capacità totale della RAM è pari a 16 MB (cioè megabyte), equivalenti a 128 Mb (megabit).
La gestione dei registri di memoria, realizzati con tecnologia CMOS, viene effettuata in modo da rendere le operazioni di lettura e scrittura dei dati le più veloci possibili.
La massima frequenza di funzionamento è pari a circa 133 MHz, anche se essa dipende dalle condizioni di utilizzo.
Le tolleranze in termini di temperatura di esercizio sono piuttosto ampie: la RAM può funzionare all’interno dell’intervallo compreso all’incirca tra i -25°C e i +70°C.

 

 

K4M283233H
1M x 32Bit x 4 Banks Mobile SDRAM in 90FBGA
 

General Description
The K4M283233H is 134,217,728 bits synchronous high data rate Dynamic RAM organized as 4 x 1,048,576 words by 32 bits, fabricated with SAMSUNG's high performance CMOS technology.
Synchronous design allows precise cycle control with the use of system clock and I/O transactions are possible on every clock cycle. Range of operating frequencies, programmable burst lengths and programmable latencies allow the same device to be useful for a variety of high bandwidth and high performance memory system applications.
 
 
Features
3.0V & 3.3V power supply.
LVCMOS compatible with multiplexed address
Four banks operation
MRS cycle with address key programs
- CAS latency (1, 2 & 3)
- Burst length (1, 2, 4, 8 & Full page)
- Burst type (Sequential & Interleave)
EMRS cycle with address key programs
All inputs are sampled at the positive going edge of the system clock
Burst read single-bit write operation
Special Function Support
- PASR (Partial Array Self Refresh)
- Internal TCSR (Temperature Compensated Self Refresh)
- DS (Driver Strength)
DQM for masking
Auto refresh
64ms refresh period (4K cycle)
Commercial Temperature Operation (-25°C ~ 70°C)
Extended Temperature Operation (-25°C ~ 85°C)
90Balls FBGA (-FXXX -Pb, -HXXX -Pb Free).


Data sheet


MEMORIA FLASH
Anche la memoria Flash utilizzata a bordo della scheda B&V, come quella RAM, ha una capacità complessiva pari a 16 MB.
Il dispositivo di memoria Flash è prodotto dalla Spansion (azienda leader nel settore delle memorie Flash e collegata ad AMD e Fujitsu) è il modello S29GL128N..
I 128 Mb (equivalenti ai sopra citati 16 MB) sono suddivisi esattamente in 8.388.608 parole da 16 bit ciascuna.
I dati vengono scambiati attraverso un bus di comunicazione a 16 bit.
L’affidabilità è molto elevata: i dati contenuti nei registri di memoria possono essere mantenuti in media 20 anni.
Il tempo di accesso medio ai dati contenuti in memoria è di circa 100 ns (nanosecondi; un nanosecondo è pari a un miliardesimo di secondo), mentre la scrittura di dati avviene con un tempo medio pari a circa 240 µs (microsecondi) ogni 16 bit. La temperatura alla quale il dispositivo di memoria Flash può funzionare è compresa tra circa -40°C e +85°C.

 

 

The S29GL512/256/128N family of devices are 3.0V single power flash memory manufactured using 110 nm MirrorBit technology. The S29GL512N is a 512 Mbit, organized as 33,554,432 words or 67,108,864 bytes. The S29GL256N is a 256 Mbit, organized as 16,777,216 words or 33,554,432 bytes. The S29GL128N is a 128 Mbit, organized as 8,388,608 words or 16,777,216 bytes. The devices have a 16-bit wide data bus that can also function as an 8-bit wide data bus by using the BYTE# input. The device can be programmed either in the host system or in standard EPROM programmers.

Device Architecture

Density

128Mb

Voltage

3 Volts

Interface

Page-mode

Process Technology

110 nm MirrorBit™ technology

Bus Width

x8/x16

Sector Type

Uniform

Basic Ordering Options

Initial Access Times (ns)

90/100/110

Page Mode Access Times (ns)

25/30

Package Options

56-pin TSOP
64-ball Fortified BGA
 

Temperature Range

-40°C to +85°C
-25°C to +85°C


Data sheet


TRANSCEIVER USB
La scheda elettronica del modulo Brain & Vision è dotata di una porta di collegamento USB, che permetterà la programmazione della scheda stessa.
Per rendere possibile la comunicazione tra i dispositivi elettronici posti all’interno della scheda e il cavo USB che sarà collegato, è presente sulla scheda stessa un dispositivo transceiver USB.
La parola ‘transceiver’ nasce dalla contrazione dei due termini inglesi transmitter (‘trasmittente’) e receiver (‘ricevente’).
In effetti, il transceiver USB realizza una sorta di traduzione tra il ‘linguaggio’ proprio dei segnali del cavo USB (o Universal Serial Bus) e quello a ‘livelli elettrici logici’ gestito invece dal processore. Il transceiver di cui è dotata la scheda elettronica del modulo Brain & Vision permette di ricevere e trasmettere dati con una velocità pari a 12 Mb/s (megabit al secondo).
Il dispositivo, inoltre, è compatibile con le specifiche 1.1 dello standard USB e utilizza segnali digitali sia in ingresso sia in uscita.
Dal punto di vista delle temperature di esercizio, anch’esso garantisce ampi margini di tranquillità, potendo operare all’incirca tra i -40°C e i +85°C.

 

Elenco revisioni
13/12/2010 Aggiornato link pdf processore su segnalazione di pippo729
18/10/2006 Inserito foto montaggio modulo
06/10/2006 Emissione preliminare