Teensy 4.1 Entwicklungsboard

Beschreibung

Spezifikationen

  • ARM Cortex-M7 mit 600 MHz
  • 2 USB-Anschlüsse, beide 480 MBit/s
  • 2048 KB Flash (64 KB reserviert für Wiederherstellung und EEPROM-Emulation)
  • 1024 KB RAM (512 KB sind eng gekoppelt)
  • 2 I2S digitales Audio
  • 3 CAN-Bus (1 mit CAN FD)
  • 1 S/PDIF-Digital-Audio
  • 3 SPI, alle mit 16-Wörter-FIFO
  • 1 SDIO (4 Bit) native SD
  • 3 I2C, alle mit 4 Byte FIFO
  • 7 seriell, alle mit 4 Byte FIFO
  • 32 Allzweck-DMA-Kanäle
  • 31 PWM-Pins
  • 40 digitale Pins, alle unterbrechbar
  • 14 analoge Pins, 2 ADCs auf dem Chip
  • Zufallszahlengenerator
  • Kryptografische Beschleunigung
  • Pixelverarbeitungspipeline
  • RTC für Datum/Uhrzeit
  • Periphere Cross-Triggerung
  • Programmierbares FlexIO
  • Ein/Aus-Management der Stromversorgung

USB-Host

Über den USB-Host-Anschluss des Teensy 4.1 können Sie USB-Geräte wie Keyboards und MIDI-Musikinstrumente anschließen. Zum Anschließen eines USB-Geräts sind ein 5-poliger Header und ein USB-Hostkabel erforderlich. Sie können eines dieser Kabel auch zum Anschluss an die USB-Pins verwenden.

Erinnerung

Auf der Unterseite des Teensy 4.1 befinden sich Stellen zum Löten von zwei Speicherchips. Der kleinere Bereich ist für einen PSRAM-SOIC-8-Chip vorgesehen. Der größere Platz ist für QSPI-Flash-Speicher vorgesehen.

Energieverbrauch &; Management

Beim Betrieb mit 600 MHz verbraucht der Teensy 4.1 etwa 100 mA Strom und bietet Unterstützung für dynamische Taktskalierung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Mikrocontrollern, bei denen eine Änderung der Taktrate zu falschen Baudraten und anderen Problemen führt, sind die Hardware- und Softwareunterstützung von Teensy 4.1 für Arduino-Timing-Funktionen von Teensy 4.1 darauf ausgelegt, dynamische Geschwindigkeitsänderungen zu ermöglichen. Serielle Baudraten, Audio-Streaming-Abtastraten und Arduino-Funktionen wie Delay() und Millis() sowie die Erweiterungen von Teensyduino wie IntervalTimer und ElapsedMillis funktionieren weiterhin korrekt, wenn die CPU ihre Geschwindigkeit ändert. Teensy 4.1 bietet auch eine Ausschaltfunktion. Durch den Anschluss eines Druckknopfes an den Ein/Aus-Pin kann die 3,3-V-Stromversorgung durch fünf Sekunden langes Drücken des Knopfes vollständig ausgeschaltet und durch kurzes Drücken des Knopfes wieder eingeschaltet werden. Wenn eine Knopfzelle an VBAT angeschlossen ist, behält die RTC des Teensy 4.1 auch bei ausgeschaltetem Strom weiterhin Datum und Uhrzeit bei. Teensy 4.1 kann auch übertaktet werden, deutlich über 600 MHz!

Der ARM Cortex-M7 bringt viele leistungsstarke CPU-Funktionen auf eine präzise Echtzeit-Mikrocontroller-Plattform. Der Cortex-M7 ist ein Dual-Issue-Superscaler-Prozessor, was bedeutet, dass der M7 zwei Befehle pro Taktzyklus mit 600 MHz ausführen kann! Die gleichzeitige Ausführung zweier Anweisungen hängt natürlich von der Reihenfolge der Anweisungen und Register durch den Compiler ab. Frühe Benchmarks haben gezeigt, dass von Arduino kompilierter C++-Code dazu neigt, zwei Anweisungen in etwa 40 bis 50 % der Zeit auszuführen, wenn numerisch intensive Arbeiten mit Ganzzahlen und Zeigern ausgeführt werden. Der Cortex-M7 ist der erste ARM-Mikrocontroller, der die Verzweigungsvorhersage nutzt. Bei M4, Schleifen und anderem Code, der Verzweigungen verwendet, kann dies drei Taktzyklen dauern. Bei M7 wird dieser Overhead durch die Verzweigungsvorhersage entfernt, nachdem eine Schleife einige Male ausgeführt wurde, sodass der Verzweigungsbefehl in nur einem Taktzyklus ausgeführt werden kann.

Tightly Coupled Memory ist eine einzigartige Funktion, die es dem Cortex-M7 ermöglicht, über ein Paar 64 Bit breiter Busse einen schnellen Einzelzykluszugriff auf den Speicher zu ermöglichen. Der ITCM-Bus bietet einen 64-Bit-Pfad zum Abrufen von Befehlen. Der DTCM-Bus besteht aus einem Paar von 32-Bit-Pfaden, wodurch der M7 bis zu zwei separate Speicherzugriffe im selben Zyklus durchführen kann. Diese extrem schnellen Busse unterscheiden sich vom AXI-Hauptbus des M7, der den Zugriff auf andere Speicher- und Peripheriegeräte ermöglicht. Auf 512 Speicher kann als eng gekoppelter Speicher zugegriffen werden. Teensyduino ordnet Ihren Arduino-Skizzencode automatisch dem ITCM und die gesamte Nicht-Malloc-Speichernutzung dem schnellen DTCM zu, es sei denn, Sie fügen neue Schlüsselwörter hinzu, um den optimierten Standard zu überschreiben. Speicher, der nicht auf den eng gekoppelten Bussen verwendet wird, ist für den DMA-Zugriff durch Peripheriegeräte optimiert. Da der Großteil des M7-Speicherzugriffs über die beiden eng gekoppelten Busse erfolgt, haben leistungsstarke DMA-basierte Peripheriegeräte hervorragenden Zugriff auf Nicht-TCM-Speicher für hocheffiziente I/O.

Der Cortex-M7-Prozessor von Teensy 4.1 enthält eine Gleitkommaeinheit (FPU), die sowohl 64-Bit „Double“ als auch 32-Bit „Float“ unterstützt. Mit M4s FPU auf Teensy 3.5 und 3.6 sowie Atmel SAMD51-Chips wird nur 32-Bit-Float-Hardware beschleunigt. Jede Verwendung von Double-, Double-Funktionen wie log(), sin(), cos() bedeutet langsame, softwareimplementierte Mathematik. Teensy 4.1 führt all dies mit FPU-Hardware aus.

Weitere Informationen finden Sie hier auf der offiziellen Teensy 4.1-Seite.

Produktformular

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    Details

    SKU: 19311
    EAN: P4622A

    Beschreibung

    Spezifikationen

    • ARM Cortex-M7 mit 600 MHz
    • 2 USB-Anschlüsse, beide 480 MBit/s
    • 2048 KB Flash (64 KB reserviert für Wiederherstellung und EEPROM-Emulation)
    • 1024 KB RAM (512 KB sind eng gekoppelt)
    • 2 I2S digitales Audio
    • 3 CAN-Bus (1 mit CAN FD)
    • 1 S/PDIF-Digital-Audio
    • 3 SPI, alle mit 16-Wörter-FIFO
    • 1 SDIO (4 Bit) native SD
    • 3 I2C, alle mit 4 Byte FIFO
    • 7 seriell, alle mit 4 Byte FIFO
    • 32 Allzweck-DMA-Kanäle
    • 31 PWM-Pins
    • 40 digitale Pins, alle unterbrechbar
    • 14 analoge Pins, 2 ADCs auf dem Chip
    • Zufallszahlengenerator
    • Kryptografische Beschleunigung
    • Pixelverarbeitungspipeline
    • RTC für Datum/Uhrzeit
    • Periphere Cross-Triggerung
    • Programmierbares FlexIO
    • Ein/Aus-Management der Stromversorgung

    USB-Host

    Über den USB-Host-Anschluss des Teensy 4.1 können Sie USB-Geräte wie Keyboards und MIDI-Musikinstrumente anschließen. Zum Anschließen eines USB-Geräts sind ein 5-poliger Header und ein USB-Hostkabel erforderlich. Sie können eines dieser Kabel auch zum Anschluss an die USB-Pins verwenden.

    Erinnerung

    Auf der Unterseite des Teensy 4.1 befinden sich Stellen zum Löten von zwei Speicherchips. Der kleinere Bereich ist für einen PSRAM-SOIC-8-Chip vorgesehen. Der größere Platz ist für QSPI-Flash-Speicher vorgesehen.

    Energieverbrauch &; Management

    Beim Betrieb mit 600 MHz verbraucht der Teensy 4.1 etwa 100 mA Strom und bietet Unterstützung für dynamische Taktskalierung. Im Gegensatz zu herkömmlichen Mikrocontrollern, bei denen eine Änderung der Taktrate zu falschen Baudraten und anderen Problemen führt, sind die Hardware- und Softwareunterstützung von Teensy 4.1 für Arduino-Timing-Funktionen von Teensy 4.1 darauf ausgelegt, dynamische Geschwindigkeitsänderungen zu ermöglichen. Serielle Baudraten, Audio-Streaming-Abtastraten und Arduino-Funktionen wie Delay() und Millis() sowie die Erweiterungen von Teensyduino wie IntervalTimer und ElapsedMillis funktionieren weiterhin korrekt, wenn die CPU ihre Geschwindigkeit ändert. Teensy 4.1 bietet auch eine Ausschaltfunktion. Durch den Anschluss eines Druckknopfes an den Ein/Aus-Pin kann die 3,3-V-Stromversorgung durch fünf Sekunden langes Drücken des Knopfes vollständig ausgeschaltet und durch kurzes Drücken des Knopfes wieder eingeschaltet werden. Wenn eine Knopfzelle an VBAT angeschlossen ist, behält die RTC des Teensy 4.1 auch bei ausgeschaltetem Strom weiterhin Datum und Uhrzeit bei. Teensy 4.1 kann auch übertaktet werden, deutlich über 600 MHz!

    Der ARM Cortex-M7 bringt viele leistungsstarke CPU-Funktionen auf eine präzise Echtzeit-Mikrocontroller-Plattform. Der Cortex-M7 ist ein Dual-Issue-Superscaler-Prozessor, was bedeutet, dass der M7 zwei Befehle pro Taktzyklus mit 600 MHz ausführen kann! Die gleichzeitige Ausführung zweier Anweisungen hängt natürlich von der Reihenfolge der Anweisungen und Register durch den Compiler ab. Frühe Benchmarks haben gezeigt, dass von Arduino kompilierter C++-Code dazu neigt, zwei Anweisungen in etwa 40 bis 50 % der Zeit auszuführen, wenn numerisch intensive Arbeiten mit Ganzzahlen und Zeigern ausgeführt werden. Der Cortex-M7 ist der erste ARM-Mikrocontroller, der die Verzweigungsvorhersage nutzt. Bei M4, Schleifen und anderem Code, der Verzweigungen verwendet, kann dies drei Taktzyklen dauern. Bei M7 wird dieser Overhead durch die Verzweigungsvorhersage entfernt, nachdem eine Schleife einige Male ausgeführt wurde, sodass der Verzweigungsbefehl in nur einem Taktzyklus ausgeführt werden kann.

    Tightly Coupled Memory ist eine einzigartige Funktion, die es dem Cortex-M7 ermöglicht, über ein Paar 64 Bit breiter Busse einen schnellen Einzelzykluszugriff auf den Speicher zu ermöglichen. Der ITCM-Bus bietet einen 64-Bit-Pfad zum Abrufen von Befehlen. Der DTCM-Bus besteht aus einem Paar von 32-Bit-Pfaden, wodurch der M7 bis zu zwei separate Speicherzugriffe im selben Zyklus durchführen kann. Diese extrem schnellen Busse unterscheiden sich vom AXI-Hauptbus des M7, der den Zugriff auf andere Speicher- und Peripheriegeräte ermöglicht. Auf 512 Speicher kann als eng gekoppelter Speicher zugegriffen werden. Teensyduino ordnet Ihren Arduino-Skizzencode automatisch dem ITCM und die gesamte Nicht-Malloc-Speichernutzung dem schnellen DTCM zu, es sei denn, Sie fügen neue Schlüsselwörter hinzu, um den optimierten Standard zu überschreiben. Speicher, der nicht auf den eng gekoppelten Bussen verwendet wird, ist für den DMA-Zugriff durch Peripheriegeräte optimiert. Da der Großteil des M7-Speicherzugriffs über die beiden eng gekoppelten Busse erfolgt, haben leistungsstarke DMA-basierte Peripheriegeräte hervorragenden Zugriff auf Nicht-TCM-Speicher für hocheffiziente I/O.

    Der Cortex-M7-Prozessor von Teensy 4.1 enthält eine Gleitkommaeinheit (FPU), die sowohl 64-Bit „Double“ als auch 32-Bit „Float“ unterstützt. Mit M4s FPU auf Teensy 3.5 und 3.6 sowie Atmel SAMD51-Chips wird nur 32-Bit-Float-Hardware beschleunigt. Jede Verwendung von Double-, Double-Funktionen wie log(), sin(), cos() bedeutet langsame, softwareimplementierte Mathematik. Teensy 4.1 führt all dies mit FPU-Hardware aus.

    Weitere Informationen finden Sie hier auf der offiziellen Teensy 4.1-Seite.

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