Мультимедийный пульт управления умным домом на базе SoC Cirrus Logic EP9307

Заказчик

Incyma - швейцарская компания, специализирующаяся на разработках в области устройств управления и автоматизации «умного дома».

Задача

Основные требования к дизайну:

• Устройство должно удобно размещаться в руках
• Устройство должно иметь простой и понятный интерфейс
• Устройство должно вставляться в кредл для зарядки и соединения с Ethernet
  

Основные требования к аппаратуре:

• Ethernet 10/100Mbit
• USB host
• Wi-Fi стандарта 802.11b/g
• LCD с разрешением 800х480
• Touch screen
• Датчик освещенности
• Датчик присутствия
• Инфракрасный порт
• Аудио выход на динамики
• Микрофонный вход
• Клавиатура и светодиодная индикация
• Внешнее питание от источника 12V или от Ethernet (технология PoE)
• Автономное питание от литий ионных аккумуляторов

Решение

Дизайн устройства

Разработаны эскизы устройства, где, согласно изложенным требованиям, продуман дизайн и эргономика устройства, а также спроектирована конструкция и внутреннее размещение основных элементов.

Аппаратная платформа

Плата для мультимедийного пульта управления “умным домом” спроектирована на базе SoC Cirrus Logic EP9307. На плате пульта управления использованы SDRAM объемом 32M x 16bit, Flash 8Mx16bit. Интерфейс PHY Ethernet реализован на чипе DP83848. Для реализации функций Wi-Fi используется модуль Unex RM5 стандарта 802.11b/g на базе чипа Marvell M8385. Для подключения USB накопителей и других USB-slave устройств реализован интерфейс USB-host.

Для отображения визуальной информации предусмотрено подключение графического цветного LCD экрана Hitachi TX18D16VM1CBA с touch screen (разрешение LCD 800x480). Оцифровка звука с микрофона и вывод сообщений либо музыки на динамики осуществляется посредством аудиокодека AD1981BJSTZ, подключенного к интерфейсу AC`97 процессора. На плате реализованы клавиатура (используя интерфейс 8x8 Keypad Scanner процессора), светодиодная индикация режимов работы и светодиодная подсветка клавиатуры. Для отладки устройства выведен DBGU serial port.

На плате так же установлены компоненты:

• датчик освещенности на основе микросхемы TSL2550T;
• датчик присутствия на чипе QT113-ISG от Qprox;
• инфракрасный приемник и передатчик.

Питание платы может осуществляться тремя путями: либо через Wall adapter 12V; либо через PoE (Power-over-Ethernet); либо от Li-ion аккумуляторов. Предусмотрена встроенная зарядка Li-ion аккумуляторов от Wall adapter 12V, либо через Power-over-Ethernet.

Программное обеспечение

Для успешной загрузки устройства адаптирован начальный загрузчик U-Boot с поддержкой SDRAM, NOR Flash, Ethernet MAC.

В результате разработки реализованы драйверы для датчика присутствия и драйверы для управления питанием, которые используются разными функциональными модулями устройства. В процессе адаптации ядра внесены изменения в драйвер клавиатуры. Для работы с экраном LCD компании Hitachi адаптирован соответствующий драйвер поддержки framebuffer и изменен графический сервер X с целью поддержки устройства touch screen и экрана LCD.

Подготовлен демонстрационный дистрибутив ПО, в состав которого вошли:

• Командная оболочка bash
• Утилиты пакета wireless-tools (iwlist, iwconfig и др.) для подключения к беспроводным сетям по интерфейсу Wi-Fi
• Утилиты пакета ALSA (arecord, aplay) для воспроизведения и записи звука;
• Графический сервер Xorg для проверки работоспособности устройства touch screen и запуска сторонних X-приложений

Преимущества и характеристики

• Использованный в проекте SoC Cirrus Logic EP9307 обладает богатой периферией, что позволяет избежать использования дополнительных микросхем для реализации интерфейсов
• Технология Power-over-Ethernet позволяет легко питать устройство без дополнительных принадлежностей
• Реализованная схема зарядки литий ионных аккумуляторов позволяет гибко изменять параметры зарядки и контролировать состояние и степень зарядки
• Примененный LCD экран Hitachi TX18D16VM1CBA позволяет выводить изображения с хорошей степенью детализации, что является важным для систем управления «умным домом»
• Используемые датчики освещенности и присутствия позволяют значительно экономить заряд аккумуляторов

Скачать PDF - 968Kb