Обзор и распиновка

Введение #

Плата Repka Pi оснащена универсальным 40-контактным разъёмом (GPIO header), который обеспечивает доступ к множеству встроенных функций — от управления внешними устройствами до обмена данными с датчиками и модулями. Этот разъём совместим по форм-фактору с аналогичным интерфейсом на Raspberry Pi, что позволяет использовать большое количество готовых периферийных решений. При этом фактическое назначение GPIO, список альтернативных функций и доступность отдельных интерфейсов зависят от модели платы и используемого SoC.

Разъём включает в себя как универсальные цифровые входы/выходы (GPIO), так и специализированные интерфейсы, такие как I2C, SPI, UART, PWM, I2S и другие альтернативные функции в зависимости от модели (например, для Repka Pi 5 доступен CAN), а также линии питания (3.3V, 5V) и землю (GND). Благодаря такому разнообразию, 40-pin разъём делает Repka Pi мощной платформой для встраиваемых проектов, автоматизации, робототехники и образовательных целей.

Общие сведения о 40-pin разъеме #

40-пиновый разъём на плате Repka Pi — это универсальный интерфейс для подключения внешних устройств: датчиков, моторов, кнопок, дисплеев и многого другого. Он работает как «порт расширения» — с его помощью вы можете взаимодействовать с физическим миром, управляя внешними компонентами или получая от них данные.

Разъём позволяет подключать любые совместимые устройства: от простого светодиода до целой системы датчиков или дисплея. Вместо того чтобы паять провода к микросхеме, вы просто используете готовый пиновый разъём — быстро, удобно и без риска повредить плату. Это делает Repka Pi особенно удобной для хобби-проектов, обучения программированию микроконтроллеров и создания прототипов.

На самом деле, 40-пиновый разъём — это не просто группа контактов на плате. Он напрямую связан с основным вычислительным чипом (SoC, System-on-Chip), который управляет всей платой Repka Pi. Это значит, что большая часть пинов — это физические выходы и входы от самого процессора, через которые он может «общаться» с внешним миром.

Каждый такой пин может выполнять одну или несколько функций: работать как обычный цифровой вход/выход (GPIO), передавать данные по протоколам (I2C, SPI, UART, PWM и другим интерфейсам), подавать питание на внешние модули или считывать сигналы с датчиков. Какие функции доступны на каком пине — определяется как конструкцией платы, так и настройками на уровне программного обеспечения.

Важно учитывать, что в линейке Repka Pi используются разные SoC: Repka Pi 3 построена на Allwinner H5, Repka Pi 4 — на Allwinner H6, а Repka Pi 5 — на Rockchip RK3588. Поэтому при одинаковом 40-контактном форм-факторе фактическая распиновка, имена GPIO-линий и набор альтернативных функций между моделями могут отличаться.

Таким образом, этот разъём — не просто удобный порт для подключения периферии, а часть архитектуры самой системы: через него процессор взаимодействует с внешними устройствами напрямую. Это даёт пользователю Repka Pi большой контроль и гибкость в построении своих проектов.

Распиновки портов на 40-pin разъеме #

Repka Pi 5 #

Repka Pi 4 #

Repka Pi 3 #

Подробнее про интерфейсы #

UART #

UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter) — это последовательный интерфейс для обмена данными между устройствами. Подробнее почитать про сам протокол можно в нашей документации в статье “UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter)“.

На платах Repka Pi доступно несколько Serial-интерфейсов. К каждому из них можно подключиться с компьютера с помощью USB–UART адаптера. Это позволяет обмениваться данными, выполнять отладку или организовывать связь с внешними устройствами через терминальные программы. При этом состав доступных UART-интерфейсов и их назначение зависят от конкретной модели платы.

Для Repka Pi 3 и Repka Pi 4 хотелось бы отдельно упомянуть некоторые обозначения, которые могут вызвать вопросы:

UART0 - по умолчанию на Repka Pi 3 и Repka Pi 4 используется системой (консоль Linux) и не рекомендуется для подключения периферии. Но имеется возможность отключить логирование на данном интерфейсе с помощью раздела “S2 Debugging Logs Management“ в утилите repka-config - прочитать подробнее можно по ссылке для Repka Pi 3 и по ссылке для Repka Pi 4.

S-UART — это обычный UART, название которого происходит из референсной схемы процессора. Префикс S- используется для обозначения периферии, подключённой к определённому порту (например, PL), и не влияет на принцип работы интерфейса.

На Repka Pi 5 с SoC Rockchip RK3588 используются другие GPIO-банки и иная схема именования линий, поэтому обозначения и низкоуровневая настройка UART могут отличаться от материалов для плат на Allwinner.

На Repka Pi 5 также важно учитывать, что UART2_TX_M0 относится к отдельному отладочному интерфейсу DEBUG UART. Этот интерфейс вынесен на отдельный разъём на плате и не находится на 40-пиновом GPIO-разъёме, поэтому его не следует искать на стандартной распиновке 40-pin.

SPI #

SPI (Serial Peripheral Interface) — это синхронный интерфейс для обмена данными между ведущим устройством (Master) и периферией (Slave). Подробнее почитать про сам протокол можно в нашей документации в статье “SPI (Serial Peripheral Interface)“.

На 40-pin разъёме Repka Pi используются стандартные сигналы SPI:

• MOSI — передача данных от Master к Slave,
• MISO — передача данных от Slave к Master,
• SCLK — тактовый сигнал,
• CS (Chip Select) — выбор устройства.

В стандартной конфигурации доступны два сигнала выбора устройства: CS0 и CS1. Они предназначены для подключения двух независимых SPI-устройств.

Важно учитывать, что количество одновременно доступных SPI-интерфейсов зависит от модели платы:

• Repka Pi 3 — доступно 2 SPI-контроллера,
• Repka Pi 4 — доступен 1 SPI-контроллер,
• Repka Pi 5 — доступно 3 SPI-контроллера.

Это означает, что на Repka Pi 4 все SPI-устройства работают через один контроллер (одну SPI-шину). При этом несколько устройств могут быть подключены к одной шине и использоваться поочерёдно с помощью сигналов CS0 и CS1.

Возможно подключение большего числа устройств , для этого нужно в дереве устройств объявить свободный GPIO пин как CS2, CS3 ...

Стандартные драйверы Linux и описание в Device Tree не поддерживают увеличение количества CS-линий через дешифратор.

Расширение количества устройств через дешифратор потребует ручной реализации и работы с SPI на более низком уровне (в обход стандартных драйверов).

Поэтому в типовых проектах рекомендуется использовать CS0 и CS1 для подключения до двух SPI-устройств на одной шине или объявление свободных gpio пинов как CSx.