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NXP MR - VMU - RT1176飞行控制器

PX4 v1.15

WARNING

PX4并不生产此款(或任何)自动驾驶仪。若需硬件支持(https://community.nxp.com/)或有合规性问题,请联系[制造商](https://www.nxp.com)。

“MR - VMU - RT1176”参考设计基于Pixhawk® FMUv6X - RT开放标准,这是成功的Pixhawk®飞行控制器系列的最新更新。

这是恩智浦(NXP)针对使用FMUv6X - RT的开源参考设计,由恩智浦的移动机器人团队、PX4团队与行业合作伙伴共同设计打造。作为一款参考/评估设计,它旨在供他人复制、修改或用于大规模生产集成。该设计已通过所有FCC/CE ROHS REACH UKCA、EMI/RFI ESD认证,全球均可使用。已有多家第三方制造商(如Holybro.com)提供此产品或其衍生商业产品。

MR - VMU - RT1176直立图

该板卡包含与Pixhawk 6X - RT相同的FMU模块,并搭配基于恩智浦芯片的载板。载板提供100Base - T1(两线制)汽车以太网接口、NFC天线(连接至SE051)以及第三条CAN总线。同时,它移除了IO处理器,以启用12个PWM端口,其中8个具备Dshot功能。

此板卡采用了多项Pixhawk​​®开放标准,如FMUv6X - RT标准、自动驾驶仪总线标准以及连接器标准。配备高性能的恩智浦i.mx RT1176双核处理器、模块化设计、三重冗余、温度控制的IMU板、隔离的传感器域,具备卓越的性能、可靠性与灵活性。

TIP

此自动驾驶仪由PX4维护与测试团队提供支持

简介

在MR - VMU - RT1176内部,你会发现恩智浦i.MX RT1176芯片搭配博世(Bosch®)、应美盛(InvenSense®)的传感器技术,为控制任何自动驾驶车辆提供了灵活性与可靠性,适用于学术及商业应用。

Pixhawk® 6X - RT的i.MX RT1176交叉双核MCU包含一个运行频率高达1GHz的Arm® Cortex® - M7内核和一个运行频率高达400MHz的Arm® Cortex® - M4内核,拥有2MB SRAM以及64MB外部XIP闪存。PX4自动驾驶仪能够利用这增强的处理能力和内存。得益于这种提升的处理能力,开发者在开发工作中能够更高效,从而实现复杂的算法和模型。

FMUv6X - RT开放标准板载高性能、低噪声的IMU,旨在实现更好的稳定性。采用三重冗余IMU和双冗余气压计,且位于不同总线。当PX4检测到传感器故障时,系统会无缝切换至其他传感器,以维持飞行控制的可靠性。

每个传感器组均由独立的LDO供电,并配备独立的电源控制。此外,还有一个隔振系统,用于滤除高频振动并降低噪声,确保读数准确,使飞行器能够达到更好的整体飞行性能。

外部传感器总线(SPI5)设有两条片选线和数据就绪信号,用于连接额外的SPI接口传感器和有效载荷。并且,通过集成的Microchip以太网物理层芯片,现在可通过以太网与任务计算机进行高速通信。

MR - VMU - RT1176参考设计非常适合企业研究实验室的开发人员、初创企业、学术界人士(研究人员、教授、学生)以及希望尝试T1(两线制)汽车以太网的商业应用。

请注意,由于它是一款参考设计,该特定板卡不会进行大规模生产。类似的变体产品将由我们的授权商提供。

关键设计要点

  • 高性能恩智浦i.MX RT1170 1GHz交叉MCU,带有Arm® Cortex®内核。
  • 硬件安全元件恩智浦EdgeLock SE051。这是广受信赖的EdgeLock SE050即插即用安全元件系列的扩展,支持现场小程序更新,并提供经CC EAL 6+认证的成熟安全解决方案,具备AVA_VAN.5直至操作系统级别的防护,可有效抵御最新的攻击场景。例如,可用于安全存储操作员ID或证书。
  • 模块化飞行控制器:分离的IMU、FMU和基础系统通过100针及50针的Pixhawk®自动驾驶仪总线连接器连接。
  • 冗余设计:3个IMU传感器和2个气压计传感器,分布在不同总线。
  • 三重冗余域:完全隔离的传感器域,具备独立的总线和独立的电源控制。
  • 全新设计的隔振系统:用于滤除高频振动并降低噪声,确保读数准确。
  • 100Base - T1两线制以太网接口:用于高速任务计算机集成。
  • IMU由板载加热电阻进行温度控制:确保IMU处于最佳工作温度。

处理器与传感器

  • FMU处理器:恩智浦i.MX RT1176
    • 32位Arm® Cortex® - M7,1GHz
    • 32位Arm® Cortex® - M4,400MHz(辅助内核)
    • 64MB外部闪存
    • 2MB RAM
  • 恩智浦EdgeLock SE051硬件安全元件
    • 符合适用要求的IEC62443 - 4 - 2认证
    • 46 kB用户内存,可通过个性化设置扩展至104 kB
    • 开创性的CC EAL6+认证物联网解决方案
    • AES和3DES加密与解密
  • 板载传感器
    • 加速度计/陀螺仪:ICM - 20649或BMI088
    • 加速度计/陀螺仪:ICM - 42688 - P
    • 加速度计/陀螺仪:ICM - 42670 - P
    • 磁力计:BMM150
    • 气压计:2个BMP388

电气数据

  • 额定电压
    • 最大输入电压:6V
    • USB电源输入:4.75 ~ 5.25V
    • 舵机轨输入:0 ~ 36V
  • 额定电流
    • TELEM1输出电流限制器:1.5A
    • 所有其他端口组合输出电流限制器:1.5A

机械数据

  • 尺寸
    • 飞行控制器模块:38.8 x 31.8 x 14.6mm
    • 标准载板:50 x 96 x 16.7mm
  • 重量
    • 飞行控制器模块:23g
    • 标准载板:51g

接口

  • 12个PWM舵机输出,其中8个支持D - SHOT。
  • 用于Spektrum / DSM的R/C输入。
  • 用于PPM和S.Bus输入的专用R/C输入。
  • 专用模拟/PWM RSSI输入和S.Bus输出。
  • 4个通用串行端口:
    • 3个带全流量控制
    • 1个带独立1.5A电流限制(Telem1)
    • 1个带I2C和额外GPIO线,用于外部NFC读取器
  • 2个GPS端口:
    • 1个全功能GPS加安全开关端口
    • 1个基本GPS端口
  • 1个I2C端口。
  • 1个以太网端口:
    • 无变压器应用
    • 100Mbps
  • 1条SPI总线:
    • 2条片选线
    • 2条数据就绪线
    • 1条SPI SYNC线
    • 1条SPI复位线
  • 3条CAN总线用于CAN外设(目前PX4支持其中2条):
    • CAN总线具有独立的静默控制或ESC RX - MUX控制
  • 2个带SMBus的电源输入端口。
  • 1个AD & IO端口。
  • 2个模拟输入接口。
  • 1个PWM/捕获输入。
  • 2条专用调试和GPIO线。
  • 其它特性:工作及存储温度: - 40 ~ 85°C

购买渠道

恩智浦(NXP)订购。

组装 / 设置

布线与Holybro Pixhawk 6X以及其他遵循Pixhawk连接器标准的板卡类似。

连接

“MR - VMU - RT1176”连接器(遵循Pixhawk连接器标准

MR - VMU - RT1176顶视图MR - VMU - RT1176前视图MR - VMU - RT1176左侧视图MR - VMU - RT1176右侧视图

有关详细信息,请参阅:

针脚定义

NXP MR - VMU - RT1176载板针脚定义 (nxp.gitbook.io)

备注:

串口映射

UART设备Port
UART1/dev/ttyS0调试口
UART3/dev/ttyS1GPS
UART4/dev/ttyS2TELEM1
UART5/dev/ttyS3GPS2
UART6/dev/ttyS4PX4IO
UART8/dev/ttyS5TELEM2
UART10/dev/ttyS6TELEM3
UART11/dev/ttyS7外部设备

额定电压

如果提供三个电源,“MR - VMU - RT1176”在电源供应上可实现三重冗余。三个电源轨分别为:POWER1POWER2USB。MR - VMU - RT1176上的 POWER1POWER2 端口使用6电路2.00mm间距CLIK - Mate线对板PCB插座

正常运行最大额定值

在这些条件下,所有电源将按以下顺序为系统供电:

  1. POWER1POWER2 输入(4.9V至5.5V)
  2. USB 输入(4.75V至5.25V)

绝对最大额定值

在这些条件下,系统不会汲取任何电力(将无法运行),但仍保持完好。

  1. POWER1POWER2 输入(工作范围4.1V至5.7V,0V至10V不损坏)
  2. USB 输入(工作范围4.1V至5.7V,0V至6V不损坏)
  3. 舵机输入:FMU PWM OUTI/O PWM OUT 的VDD_SERVO引脚(0V至42V不损坏)

电压监测

默认启用数字I2C电池监测(见快速入门 > 电源)。

INFO

此特定板卡不支持通过ADC进行模拟电池监测,但在配备不同载板的此飞行控制器变体中可能支持。

编译固件

TIP

大多数用户无需构建此固件!当连接适当的硬件时,“QGroundControl”会预构建并自动安装该固件。

要为该目标构建PX4,请执行:

sh
make px4_fmu-v6xrt_default

调试端口

PX4系统控制台SWD接口FMU调试 端口上运行。

针脚定义和连接器符合Pixhawk连接器标准接口中定义的Pixhawk完整调试接口(JST SM10B连接器)。

针脚信号电压
1(红)Vtref+3.3V
2控制台TX(输出)+3.3V
3控制台RX(输入)+3.3V
4(黑)SWDIO+3.3V
6SWCLK+3.3V
6SWO+3.3V
7NFC GPIO+3.3V
8 (blk)PH11+3.3V
9 (blk)nRST+3.3V
10 (blk)GNDGND

有关使用此端口的信息,请参阅:

外部设备

支持的平台/机身

任何可通过普通RC舵机或Futaba S - Bus舵机控制的多旋翼飞行器、飞机、无人车或船。完整的支持配置集可在机身参考中查看。

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