Als Unternehmen ist Red Pitaya ein Ableger von Instrumentation Technologies, einem etablierten Herstellers von hochwertigen Präzisionsmessinstrumenten. Diese kommen beispielsweise beim Nachweis von Prozessen der Teilchenbeschleunigung am Large Hadron Collider am CERN in der Schweiz zum Einsatz. Red Pitaya und bietet einen einzigartigen kompakten und kostengünstigen Ökosystem-Ansatz indem es Smartphone, Tablet oder PC in ein hochwertiges und flexibles Messgerät verwandelt. Das Projekt wurde zunächst über die Kickstarter-Web-Community, mit dem Ziel 50.000 US-Dollar dafür einzuwerben, gestartet. Am Ende kamen allerdings 256.000 US-Dollar zusammen, was ein mehr als klarer Hinweis auf das Interesse an der Idee und die innovative Natur des Projekts ist. Technisch kombiniert die scheckkartengroße Einheit eine Xilinx-Zynq-7010-basierte Hardware einschließlich einer FPGA-Plattform und einem Cortex-A9-Dual-Core-Prozessor mit einer Open-Source-Online-Bibliothek von Anwendungen einschließlich eines Waveform-Generator, PID-Regler, Frequenzgang-Monitor, Oszilloskop und Spektrumanalysator.
Basierend auf dem Betriebssystem GNU/Linux kann der Red Pitaya auf verschiedenen Ebenen mit einer Vielzahl von Software-Schnittstellen – einschließlich HDL, C / C ++ und Skriptsprachen – programmiert werden. HTML-basierte Web-Schnittstellen ermöglichen den Zugriff auf seine Funktionalitäten per Web-Browser. So bringt Red Pitaya Mobilität in die komplexe Messtechnik.
Ein Standard-Set von Open-Source-Test- und Messanwendungen ist in einer Open-Access-Community-Bibliothek verfügbar, die als Bazaar Cloud Marketplace, bekannt ist. Darüber hinaus enthält die eigene Bibliothek den Open-Source-Entwicklungscode und Tools, um die weitere Entwicklung voran zu treiben und die Zusammenarbeit innerhalb der Engineering Community zu befeuern. Die Entwickler-Community um Red Pitaya herum steckt noch in den Kinderschuhen. Doch je weiter die Zeit voranschreitet, desto mehr Anwendungen kommen hinzu. Gute Beispiele dafür sind neben kundenspezifisch angepassten Versionen der offiziellen Apps auch Apps für bestimmte Funktionen, wie beispielsweise Durchflussmessung.
Die Zynq-7000-Serie ist konfiguriert, um das Beste aus der Software- wie der Hardware Programmierung zu kombinieren, wie dies auch FPGA-Plattformen der Fall ist. Kommt die System-on-Chip-Architektur der Serie Zync 7000 hinzu, sind niedrige Kosten, geringer Stromverbrauch, eine schnelle Entwicklungsplattform mit der Flexibilität, das Gerät immer weiter zu optimieren, das Ergebnis. Wer beispielsweise Data-Logging- und Datenerfassungsanwendungen benötigt, wird sehr stark von der FPGA-Plattform profitieren. Anwendungen, die auf die Web-basierte Kommunikation und Präsentation der Daten setzen werden in der Regel in der GNU/Linux-Umgebung des Prozessors erstellt.
Die Hardware
Auf dem kompakten Board ist der zentral angeordnete Kühlkörper für den Xilinx Zynq das offensichtlichste Merkmal. Außerdem fällt die Vielzahl von Anschlüssen auf, die rund um den Rand der Platine angeordnet sind. Am einen Ende des Boards finden sich neben dem Micro-USB-Anschluss für die Stromversorgung eine Reihe von Standard-Anschlüssen, die auf den ARM-Prozessor des Boards zurückgehen. Ein USB-Anschluss kann den ARM-Prozessor an eine externe Konsole anbinden, ein weiterer verbindet externe Geräte wie einen WLAN-Dongle. Für die kabelgebundene Netzverbindung steht Gigabit-Ethernet via RJ45 zur Verfügung. Als Speicher finden bis zu 32 GByte große Micro-SD-Karten Platz.
Am anderen Ende des Boards findet die Messtechnik Anschluss. Hier gibt es vier SMA-Anschlüsse. Sie stellen zwei Eingänge und zwei HF-Ausgänge dar. Es handelt sich um analoge Eingänge und Ausgänge mit den im Kasten beschriebenen Merkmalen.
LEDs an einer Seite der Platine zeigen zum Teil den Betriebszustand des Boards, während andere zur Verfügung stehen, um vom Nutzer definiert – und als Teil der Anwendung verwaltet zu werden. An den Längsseiten der Platine gibt es zwei Steckverbindungen, deren Pins unter anderem Zugriff auf verschiedene digitale und analoge Ein- und Ausgänge, externe Takte und Spannungsversorgung bieten. Diese sorgen für eine einfache Erweiterbarkeit des Boards.
Die beiden SATA-Anschlüsse neben der SD-Card-Gehäuse ermöglichen den Zugang zu vier Paaren von digitalen Signalen, die eine Synchronisation und Datenübertragung auf Daisy-Verbindungen bis zu einer Geschwindigkeit von
500 MBit/s ermöglichen.
Verbindung zum Board
Nimmt man den Red Pitaya in Betrieb ist es am einfachsten über einen Web-Browser auf ihn zuzugreifen. Darüber hinaus ist es möglich, das Gerät über Remote-Terminals oder serielle Konsolen zu verbinden. Verbleibt der Red Pitaya im Internet Heimnetzwerk-Modus, gibt es diese verschiedenen Möglich-
keiten:
Anschluss des Boards an Smartphones und Tablets;
Vergeben einer statischen IP an das Board
Anschluss des Boards an das Heimnetzwerk im WiFi-Modus
Der Anschluss an das Board über einen Browser von mobilen Geräten ist sehr einfach. Sie müssen lediglich die Verbindung aufbauen und dann der Standard-Prozedur für die Verknüpfung mit dem Access Point des Heimnetzwerks zu folgen. Wenn Sie bereits die IP-Adresse des Red Pitaya wissen, können Sie diese direkt in der URL-Leiste des Browsers eingeben.
