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# System prepended metadata

title: Réfléxion nouvelle architecture elec
tags: [EVOLUTEK]

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title: "Réfléxion nouvelle architecture elec"
date: "02-04-2020"
link: "https://hackmd.io/966cBjLGRSSRUj08D0BVLA"
tags: EVOLUTEK
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# Réfléxion nouvelle architecture elec

> [Première réflexion sur la carte mère](https://fr.overleaf.com/read/xhvxrsmwpxyn)


## Contexte

* Carte moteur trop vielle
* Câblage trop chaint et posant pas mal de soucis en coupe
* Nouveaux besoins (wifi, vision)
* Carte commune Coffee Machine
* Fin du sponsort avec Phytec
* En attente de fin de confinement, on a le temps de faire des recherches


## Besoins du robot

* Linux embarqué pour le haut niveau, et le midware
* Wifi pour le linux
* Port ethernet
* Microcontroleur pour le bas niveau (Asserv, Actionneur) avec du Temps réel
* Connection facile, moins de câbles
* Puissances : Lipo 4S, 12V, 5V, 3.3V
* Recharge du robot par la tringle
* 1-2 go RAM
* Carte SD pour le Système Linux
* Debug (JTAG, Leds, Serial)
* Ecran Tactile
* Monitoring (puissance)
* Vision


## Architecures possibles

* Archi One Chip
    * IMX7, 8
    * Zynq
    * Latte Panda
    * Beagle Bone
    * STM32MP1
    * OSD3358-512M-BSM
* Micro Processeur
    * Pi compute Module
    * Pis
    * Oinion
* Micro Controlleur
    * Atmega
    * STM32
    * Teensy
* FPGA
    * Lattice

Deux grosses catégorie
- Une seule carte/composant
- Un micro-processeur + un micro-controleur

> Les FPGAs sont à bannir car trop complexes 


## Systèmes One chips possibles

| Nom                      |   Prix         |    Ram   |   GPIO   | Protocoles Manquants | Wifi | Support | Perfs | Caméra, Ecran Tactile | Lien |
| --------                 | --------       | -------- | -------- | -------- | -------- | -------- | -------- | -------- | --------|
| IMX7                     | 120€ le module | 2 GB     | +++ | QEI | A rajouter | ++  | ++    | MIPI | https://www.phytec.fr/produit/modules-soms/phycore-imx-7/|
| IMX8                     | 120€ le module | 2 GB     | +++ | QEI | Présent    | ++  | +++   | MIPI | https://www.phytec.fr/produits/nxp/imx-8/|
| LattePanda Alpha 800s    | 379€ le carte  | 8 GB     | +++ | QEI | Présent    | +++ | +++++ | USB, HDMI | https://www.dfrobot.com/product-1727.html/|
| LattePanda V1.0 2GB/32GB | 89 € le carte  | 2 GB     | ++  | QEI | Présent    | +++ | ++++  | USB, HDMI | https://www.dfrobot.com/product-1498.html/|
| OSD32MP15X               | 28 € le module | 512 MB   | +++ | OK  | A rajouter | +++ | ++    | LCD, USB | https://octavosystems.com/octavo_products/osd32mp15x/|
| OSD3358-512M-BSM         | 28 € le module | 512 MB   | +++ | OK  | A rajouter | +++ | ++    | LCD, USB | https://octavosystems.com/octavo_products/osd335x-sm/|
| BeagleBone AI (AM5729 )  | 130€ la carte  | 1 GB     | +++ | OK  | Présent    | ++  | ++++  | LCD, USB | https://beagleboard.org/ai|

Le souci principal de ce type de composant c'est qu'il faut beaucoup de temps pour configurer et rendre utilisable une architecture complète. Pour certains composants, il faut même développer des parties qui prend beaucoup de temps (Driver, Bus de com Linux). 

> Les technologies abordées sont trop complexe pour des étudiants hors dernier semestre de GISTRE.


## Systèmes MP + MC

Ce genre de système est très similaire à l'architecture actuelle du robot. Cela nous permettrait d'aller beaucoup plus vite et d'avoir un résultat simple et compréhensible pas tous les membres.


## Comparaison

|      Nom       |   Facilité     |      Prix      |   Temps R&D    |
| -------------- | -------------- | -------------- | -------------- |
| One chip/board |       +        |       ++       |      +++       |
| MP + MCs       |      +++       |       +++      |      ++        |

Nous partons donc sur un système MP + MC

## Besoins de la carte/composant

### Motorisation
* 2/4 Entrée QEI (Codeuses)
* 1 bus I2C pour les contrôlleurs de moteurs (https://www.pololu.com/product/1366)

### Evitement
* 1 bus I2C pour le mât de balise
* Un port Ethernet pour le lidar (TIM)
* Un port Usb pour le lidar (Hokuyo)

### IO
* Ecran Tactile (HDMI, MIPI ?)
* Caméra (USB, MIPI ?)
* 1 Seria AX12
* 4 Analog pour des capteurs pour se recalibrer

### Connectivité
* Ethernet
* Wifi (5 GhZ)
* Usb/Serial

### Debug
* JTAG
* Serial

### Système
* Linux


## Choix de l'architecture

* Une carte d'alimentation
    * Entrée Lipo 4S
    * Gestion du choix de l'entrée d'alimetation pour les tests
    * Rechargement de la batterie pendant les tests (Optionnel)
    * Génération de 12V, 5V, 3.3V
    * Mesure de la tension/courant
    * Bouton ON/OFF (Avec led de status)
    * Connection facile avec la carte IO

* Un Pi Compute Module pour le Haut niveau

* Une Nucleo pour l'asservissement

* Une Nucleo pour les actionneurs

* Une carte mere
    * Interface Pi Compute Module & Nucleos
    * Système de coupure de la puissance des actionneurs par BAU
    * IO pour le robot

> [Exemple d'architecture compléte](https://twitter.com/AIGRIS_Birds/status/985206348462874624)

## Partie Asservissement

### Besoin

* 1 port CAN
* 1 port Serial
* 2 QEI
* 1 bus I2C pour les controlleurs moteurs
* 1 port I2C pour un MPU
* 1 port SPI pour un MPU
* Le reste en port pour les capteurs



## Liens utiles
* https://www.cypress.com/file/358916/download
* https://www.lattepanda.com
* https://onion.io/
* https://up-board.org/upsquared/specifications/
* https://octavosystems.com/
* https://octavosystems.com/octavo_products/osd32mp15x/
* https://hackaday.com/2020/02/19/machine-inside-of-a-chip-how-sprite_tm-built-the-fpga-game-boy-badge/
* https://www.crowdsupply.com/husarion/core2
* https://octavosystems.com/octavo_products/osd3358-sm-red/
* https://beagleboard.org/black-wireless