In questo articolo presenteremo una lista di specifiche da seguire per produrre un HAT per Raspberry PI secondo i canoni.
Le schede Raspberry Pi con intestazioni GPIO da 40 W (modello B+ e successivi) sono state progettate specificamente pensando alle schede aggiuntive. Queste schede supportano gli “HAT” (Hardware Attached on Top). Un HAT è una scheda aggiuntiva conforme alle specifiche HAT. Gli HAT non sono retrocompatibili con i modelli A e B di Raspberry Pi 1 originali.Nell’ottobre 2018 Raspberry Pi ha introdotto la specifica Micro-HAT (uHAT). Gli uHAT devono seguire tutte le regole HAT elettriche standard come previsto per i normali HAT, ma hanno un fattore di forma meccanico più piccolo come specificato qui di seguito:
Ci sono ovviamente molte schede aggiuntive progettate per le schede modello A e B originali (che si interfacciano con l’intestazione GPIO originale a 26 vie). I primi 26 pin dell’intestazione GPIO da 40 W sono identici a quelli dei modelli originali, quindi la maggior parte delle schede esistenti funzionerà ancora.
Il cambiamento più grande con le schede aggiuntive HAT rispetto alle schede più vecchie progettate per i modelli A e B è che l‘intestazione 40 W ha 2 pin speciali (ID_SC e ID_SD) riservati esclusivamente al collegamento di una “EEPROM ID”. L’ID EEPROM contiene dati che identificano la scheda, indica al Pi come devono essere impostati i GPIO e quale hardware è presente sulla scheda. Ciò consente alla scheda aggiuntiva di essere identificata e configurata automaticamente dal software Pi al momento dell’avvio, incluso il caricamento di tutti i driver necessari.
Sebbene non possiamo obbligare nessuno a seguire i nostri requisiti minimi o le specifiche HAT, ciò renderà la vita degli utenti più facile, più sicura e renderà la casa madre più propensa a consigliare un prodotto. Allo stesso modo, se uno dei requisiti minimi viene ignorato, è improbabile che il prodotto sia considerato molto favorevolmente.
Fondamentalmente si cercherà di garantire coerenza e compatibilità con future schede aggiuntive e consentire un’esperienza dell’utente finale molto migliore, soprattutto per gli utenti meno tecnicamente consapevoli.
Requisiti di base
- I pin ID_SC e ID_SD devono essere utilizzati solo per collegare una ID EEPROM compatibile. Non utilizzare i pin ID_SC e ID_SD per nulla tranne il collegamento di una ID EEPROM, se non utilizzati questi pin devono essere lasciati scollegati
- Se si esegue la retroalimentazione tramite i pin dell’intestazione GPIO 5V, è necessario assicurarsi che sia sicuro farlo anche se è collegata anche l’alimentazione Pi 5V. L’aggiunta di un diodo di “sicurezza” ideale secondo la sezione pertinente della guida alla progettazione è il modo consigliato per farlo.
- La scheda deve proteggere dal vecchio firmware che connetta i pin GPIO6,14,16 al momento dell’avvio se qualcuno di questi pin è pilotato anche dalla scheda stessa.
Si noti che per i nuovi progetti che utilizzano solo i pin di intestazione GPIO a 26 vie originali, si consiglia comunque di seguire il requisito 2. Se la scheda supporta l’alimentazione posteriore di un Pi.
Requisiti di un HAT
Una board può essere chiamata HAT solo se:
- È conforme ai requisiti di base della scheda aggiuntiva
- Ha un ID EEPROM valido (incluse informazioni sul fornitore, mappa GPIO e informazioni sull’albero del dispositivo valido).
- Ha un connettore GPIO da 40 W full size.
- Segue le specifiche meccaniche HAT
- Utilizza un connettore GPIO che distanzia l’HAT di almeno 8 mm dal Pi (ovvero utilizza distanziali di 8 mm o più grandi – vedere anche la nota sull’intestazione PoE di seguito)
- Se si rialimenta tramite il connettore GPIO, l’HAT deve essere in grado di fornire un minimo di 1,3 A continuamente al Pi (ma è consigliata la capacità di fornire 2 A continuamente).
Ovviamente gli utenti sono liberi di inserire una ID EEPROM su schede che non sono altrimenti conformi al resto delle specifiche; il desiderata impone che le “cose” chiamate HAT siano un’entità nota e ben specificata per rendere la vita più facile ai clienti, in particolare a quelli meno tecnici.
NOTA: il Pi3B+ ha introdotto una nuova intestazione PoE a 4 pin vicino al foro di montaggio nell’angolo in alto a destra. Gli HAT di nuova concezione che non forniscono un connettore per questa intestazione devono evitare di utilizzarla.
Risorse di progettazione
Prima di progettare qualsiasi nuova scheda aggiuntiva (conforme o meno a HAT), leggere attentamente la guida alla progettazione.
Per informazioni su cosa flashare nell’ID EEPROM, vedere le specifiche del formato dati dell’ID EEPROM.
Strumenti e documentazione su come flashare le ID EEPROM qui.
Lo staff di Moreware è a vostra disposizione per ogni ulteriore chiarimento.
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Luigi_Morelli
Definire ciò che si è non risulta mai semplice o intuitivo, in specie quando nella vita si cerca costantemente di migliorarsi, di crescere tanto professionalmente quanto emotivamente. Lavoro per contribuire al mutamento dei settori cardine della computer science e per offrire sintesi ragionate e consulenza ad aziende e pubblicazioni ICT, ma anche perche’ ciò che riesco a portare a termine mi dà soddisfazione, piacere. Così come mi piace suonare (sax, tastiere, chitarra), cantare, scrivere (ho pubblicato 350 articoli scientfici e 3 libri sinora, ma non ho concluso ciò che ho da dire), leggere, Adoro la matematica, la logica, la filosofia, la scienza e la tecnologia, ed inseguo quel concetto di homo novus rinascimentale, cercando di completare quelle sezioni della mia vita che ancora appaiono poco ricche.