製品概要

3.1. 製品の特長

3.1.1. Armadilloとは

「Armadillo(アルマジロ)」は、Armコアプロセッサ搭載・Linux対応の組み込みプラットフォームのブランドです。 Armadilloブランド製品には以下の特長があります。

  • Armプロセッサ搭載・省電力設計

    Armコアプロセッサを搭載しています。1~数ワット程度で動作する省電力設計で、 発熱が少なくファンを必要としません。

  • 小型・手のひらサイズ

    CPUボードは名刺サイズ程度の手のひらサイズが主流です。 名刺の1/3程度の小さなCPUモジュールや無線LANモジュール等、超小型のモジュールもラインアップしています。

  • 標準OSとしてLinuxをプリインストール

    標準OSにLinuxを採用しており、豊富なソフトウェア資産と実績のある安定性を提供します。 ソースコードをオープンソースとして公開しています。

  • 開発環境

    Armadilloの開発環境として、「Atmark Techno Development Environment ATDE)」を無償で提供しています。 ATDEは、VMwareなど仮想マシン向けのデータイメージです。 このイメージには、Linuxデスクトップ環境をベースにGNUクロス開発ツールやその他の必要なツールが事前にインストールされています。 ATDEを使うことで、開発用PCの用意やツールのインストールなどといった開発環境を整える手間を軽減することができます。

3.1.2. Armadillo-IoT ゲートウェイ G4とは

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4は「Armadillo-IoT ゲートウェイ」シリーズの製品です。

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図3.1 Armadillo-IoT ゲートウェイ G4とは


Armadillo-IoT ゲートウェイ G4には以下の特長があります。

  • NPU搭載・エッジAI処理にも対応する高性能IoTゲートウェイ

    Armadillo-IoT ゲートウェイ G4は、エッジAI処理や機械学習にも最適な高性能IoTゲートウェイです。 Gigabit Ethernetを2ポート搭載するほか、USB3.0、HDMIのインターフェースによる画像の入出力に対応。 NPU搭載により、高効率な演算を省電力で実現することができるため、 顔認識や人物検知、製造・建築業におけるAIソリューションなど、様々な現場で採用いただけます。

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図3.2 エッジAI処理、機械学習の例


  • i.MX 8M Plus搭載・動画を高速処理

    Arm Cortex-A53(1.6GHz)4コアのSoC「i.MX 8M Plus」(NXP Semiconductors 製)を搭載しています。 フルHDサイズ(1080p)のH.264エンコード/デコード機能も用意されており、 動画を記録しながらのAI処理も可能です。

  • 動作温度範囲-20~+70℃の産業設計

    高負荷のかかるAI処理でも、動作温度範囲内であれば処理能力がほとんど低下しない稼働を見込めます。 これまで設置が難しかった環境でも採用いただけるファンレス・小型設計で、 産業用PCよりも安価に導入することができます。

  • Armadillo Base OS搭載

    「Armadillo Base OS」を搭載しています。 ユーザー自身がゲートウェイの機能を自由に設計・開発して書き込むことで、 多様な製品を作ることができます。

  • セキュアエレメント搭載

    NXP Semiconductors 製のセキュアエレメント「SE050」を標準搭載しています。 これを使用することで、ハードウェアRoot of Trustによる高いセキュリティを実現できます。

3.1.3. Armadillo Base OSとは

Armadillo Base OSは、アットマークテクノが提供する専用ディストリビューションです。 Linux5.10をベースに、コンテナ管理機能、ソフトウェアアップデート機能、ネットワークマネージャーなどに対応。 機能を限定したコンパクトなOSで、安全性の高い運用を実現します。

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図3.3 Armadillo Base OSとは


  • OSのコンパクト化

    OS基盤の機能を最小限にしたことで、セキュリティリスクを低減しています。 アットマークテクノが継続的にアップデートを提供するため、 高セキュリティなIoT機器として長期間に渡り運用することができます。

  • コンテナによるアプリケーション運用

    アプリケーションを「コンテナ」単位でOSから分離して管理できるため、コンテナごとのアップデートが可能です。 サンドボックス化されることにより、悪意あるソフトウェアからの攻撃に対する機器全体の保護に有効性を発揮します。

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図3.4 コンテナによるアプリケーションの運用


  • アップデート機能を標準搭載

    ネットワークやUSBメモリ、microSDカードによるアップデート機能を標準搭載しています。 正しく署名されたソフトウェアのみアップデートできる仕組みや、差分アップデート機能も用意されています。 OS・ブートローダー・コンテナ部分は、安全性を担保するため二面化し、リカバリー機能を備えています。 万が一アップデートに失敗した場合でも、作業前の状態にロールバックすることができます。

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図3.5 ロールバックの仕組み


  • 堅牢性の向上

    安定性の高いファイルシステムで、ストレージへの書込みを減らして消耗を抑制するなど、 高い堅牢性を有します。運用ログの記録機能も標準搭載しています。

  • セキュリティ機能の向上

    コンテナにアクセス権限を設けて管理することができます。 デバイス証明に利用できるセキュアエレメントを搭載するほか、セキュア環境「OP-TEE」を利用 可能な状態で提供しています。

3.2. 製品ラインアップ

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4の製品ラインアップは次のとおりです。

表3.1 Armadillo-IoT ゲートウェイ G4ラインアップ

名称 型番

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LANモデル開発セット

(メモリ2GB、ストレージ10GB、WLANコンボ非搭載)

AGX4500-C00D0

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LANモデル量産用

(メモリ2GB、ストレージ10GB、WLANコンボ非搭載)

AGX4500-C00Z

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LANモデル量産ボード

(メモリ2GB、ストレージ10GB、WLANコンボ非搭載)

AGX4500-U00Z

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LTEモデル開発セット

(メモリ2GB、ストレージ10GB、WLANコンボ非搭載)

AGX4520-C02D0

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LTEモデル量産用

(メモリ2GB、ストレージ10GB、LTEアンテナセット付属、WLANコンボ非搭載)

AGX4520-C02Z

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LTE+WLANモデル 開発セット

(メモリ2GB、ストレージ10GB)

AGX4520-C03D0

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LTE+WLANモデル 量産用

(メモリ2GB、ストレージ10GB、LTEアンテナセット付属、WLANコンボ搭載)

AGX4520-C03Z

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 WLANモデル 量産用

(メモリ2GB、ストレージ10GB、WLANコンボ搭載)

AGX4500-C03Z

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 WLANモデル 量産ボード

(メモリ2GB、ストレージ10GB、WLANコンボ搭載)

AGX4500-U03Z


3.2.1. Armadillo-IoTゲートウェイ G4 開発セット

Armadillo-IoTゲートウェイ G4を使った開発がすぐに開始できるように、 開発に必要なものを一式含んだ製品をラインアップしています。

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LANモデル開発セットのセット内容は以下のとおりです。

  • Armadillo-IoTゲートウェイ G4
  • オプションケース(金属製)
  • USB(Aオス-microB)ケーブル
  • ACアダプタ(12V/3.0A)
  • ジャンパソケット

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LTEモデル開発セットのセット内容は以下のとおりです。

  • Armadillo-IoTゲートウェイ G4
  • オプションケース(金属製)
  • USB(Aオス-microB)ケーブル
  • ACアダプタ(12V/3.0A)
  • ジャンパソケット
  • 3G/LTE用外付けアンテナ

Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LTE+WLANモデル開発セットのセット内容は以下のとおりです。

  • Armadillo-IoTゲートウェイ G4
  • オプションケース(金属製)
  • USB(Aオス-microB)ケーブル
  • ACアダプタ(12V/3.0A)
  • ジャンパソケット
  • 3G/LTE用外付けアンテナ
  • 無線LAN/BT用外付けアンテナ

3.2.2. Armadillo-IoTゲートウェイ G4 量産用、量産ボード

Armadillo-IoTゲートウェイ G4の量産用に、必要最小限の内容物に絞った製品を ラインアップしています。

「Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LANモデル量産用」、「Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LTEモデル量産用」、 「Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LTE+WLANモデル 量産用」、「Armadillo-IoTゲートウェイ G4 WLANモデル 量産用」がケースに収められた製品、 「Armadillo-IoTゲートウェイ G4 LANモデル量産ボード」、「Armadillo-IoTゲートウェイ G4 WLANモデル 量産ボード」が基板単体の製品となります。

こちらには、ACアダプタ、ケーブル類は付属しておりませんので、適宜必要となるものをご用意ください。

3.3. 仕様

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4の主な仕様は次のとおりです。

表3.2 仕様

型番 AGX4500-C00D0, AGX4500-C00Z, AGX4500-U00Z AGX4520-C02D0, AGX4520-C02Z

CPU

NXP Semiconductors i.MX 8M Plus

Arm Cortex-A53 × 4

・命令/データキャッシュ 32kByte/32kByte

・L2 キャッシュ 512kByte

・メディアプロセッシングエンジン(NEON)搭載

・Thumb code(16bit 命令セット)サポート

Arm Cortex-M7 × 1

・命令/データキャッシュ 32kByte/32kByte

・TCM 256kByte

システムクロック

CPU コアクロック(Arm Cortex-A53): 1.6GHz

CPU コアクロック(Arm Cortex-M7): 800MHz

DDR クロック: 2GHz

源発振クロック: 32.768kHz、24MHz

NPU

2.3 TOPS

RAM

LPDDR4: 2GByte

バス幅: 32bit

ROM

eMMC: 9.8GiB [a]

HS400(最大転送速度: 400MB/s)

LAN(Ethernet)

1000BASE-T × 2

AUTO-MDIX対応

モバイル通信

非搭載

3G/LTEモジュール搭載

外付けアンテナ付属

nanoSIMスロット × 1

USB

USB 3.0 Host × 1 (Type-A)

SD

microSDスロット × 1

UHS-I

ビデオ

HDMI出力 × 1 (micro Type-D)

LVDS出力 (4レーン) × 1 [b]

オーディオ

HDMI出力 × 1 (micro Type-D)

カメラ

MIPI CSI-2 (2レーン) × 1 [b]

拡張インターフェース[b] [c]

USB 2.0 × 1、GPIO × 34、SPI × 2、UART × 2、 PDM MIC × 4、I2S × 1、CAN x 2、I2C × 3、PWM × 4

非対応

カレンダー時計

リアルタイムクロック [d]: 平均月差 8秒(周囲温度-20℃~70℃における参考値)

スイッチ

ユーザースイッチ × 1

LED

ユーザー LED × 1

電源 LED × 1 [b]

ユーザー LED × 1

電源 LED × 1 [b]

3G/LTEステータス確認用LED × 1

メンテナンスポート

USB micro-B シリアルコンソール

セキュアエレメント

NXP Semiconductors SE050

電源電圧

DC 12V±10%

消費電力(参考値)

2.5W(定常状態) [e]

3.0W(定常状態) [e]

6.0W(LANx2、LTE 通信時) [e] [f] 8.5W(LANx2、LTE 最大出力時) [e] [g]

動作温度範囲

-20~+70℃(結露なきこと)

-20~+60℃(結露なきこと)

外形サイズ(基板)

135×95mm(突起部を除く)

外形サイズ(ケース)

143×100.5×26mm(突起部を除く)

[a] pSLCモードで動作します。

[b] ケース装着時はケース外部から利用できません。

[c] 拡張インターフェース(CON11、CON12)の信号線において、i.MX 8M Plusのピンマルチプクレスの設定で、優先的に機能を割り当てた場合に拡張可能な最大数を記載しています。

[d] コイン電池によるバックアップが可能です。電池は付属していません。

[e] 外部接続機器の消費分は含みません。

[f] LTEの電波品質が 80% の時の値となります。

[g] LTE 出力が 23dBm の時の値となります。


表3.3 仕様(AGX4500-C03*, AGX4520-C03*)

型番 AGX4500-C03Z, AGX4500-U03Z AGX4520-C03D0, AGX4520-C03Z

CPU

NXP Semiconductors i.MX 8M Plus

Arm Cortex-A53 × 4

・命令/データキャッシュ 32kByte/32kByte

・L2 キャッシュ 512kByte

・メディアプロセッシングエンジン(NEON)搭載

・Thumb code(16bit 命令セット)サポート

Arm Cortex-M7 × 1

・命令/データキャッシュ 32kByte/32kByte

・TCM 256kByte

システムクロック

CPU コアクロック(Arm Cortex-A53): 1.6GHz

CPU コアクロック(Arm Cortex-M7): 800MHz

DDR クロック: 2GHz

源発振クロック: 32.768kHz、24MHz

NPU

2.3 TOPS

RAM

LPDDR4: 2GByte

バス幅: 32bit

ROM

eMMC: 9.8GiB [a]

HS400(最大転送速度: 400MB/s)

LAN(Ethernet)

1000BASE-T × 2

AUTO-MDIX対応

無線LAN

WLAN+BTコンボモジュール

外付けアンテナ付属

IEEE 802.11a/b/g/n/ac/ax

モバイル通信

非搭載

3G/LTEモジュール搭載

外付けアンテナ付属

nanoSIMスロット × 1

USB

USB 3.0 Host × 1 (Type-A)

SD

microSDスロット × 1

UHS-I

ビデオ

HDMI出力 × 1 (micro Type-D)

LVDS出力 (4レーン) × 1 [b]

オーディオ

HDMI出力 × 1 (micro Type-D)

カメラ

MIPI CSI-2 (2レーン) × 1 [b]

拡張インターフェース[b] [c]

USB 2.0 × 1、GPIO × 34、SPI × 2、UART × 2、 PDM MIC × 4、I2S × 1、CAN x 2、I2C × 3、PWM × 4

非対応

カレンダー時計

リアルタイムクロック [d]: 平均月差 8秒(周囲温度-20℃~70℃における参考値)

スイッチ

ユーザースイッチ × 1

LED

ユーザー LED × 1

電源 LED × 1 [b]

ユーザー LED × 1

電源 LED × 1 [b]

3G/LTE ステータス確認用 LED × 1

メンテナンスポート

USB micro-B シリアルコンソール

セキュアエレメント

NXP Semiconductors SE050

電源電圧

DC 12V±10%

消費電力(参考値)

約3.9W (定常状態)、 約5W (WLAN通信時)

動作温度範囲

-20~+60℃(結露なきこと)

外形サイズ(基板)

135×95mm(突起部を除く)

外形サイズ(ケース)

143×100.5×26mm(突起部を除く)

[a] pSLCモードで動作します。

[b] ケース装着時はケース外部から利用できません。

[c] 拡張インターフェース(CON11、CON12)の信号線において、i.MX 8M Plusのピンマルチプクレスの設定で、優先的に機能を割り当てた場合に拡張可能な最大数を記載しています。

[d] コイン電池によるバックアップが可能です。電池は付属していません。


3.4. ブロック図

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4のブロック図を図3.6「ブロック図」に示します。また、 LTE モデル追加分のブロック図を図3.7「ブロック図(LTEモデル追加分)」に示します。

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図3.6 ブロック図


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図3.7 ブロック図(LTEモデル追加分)


3.5. ストレージデバイスのパーティション構成

Armadillo-IoT ゲートウェイ G4のeMMCのパーティション構成を 表3.4「eMMCメモリマップ」に示します。

表3.4 eMMCメモリマップ

パーティション サイズ ラベル 説明

1

300MiB

rootfs_0

A/B アップデートのA面パーティション(Linuxカーネルイメージ, Device Tree Blob, Alpine Linux rootfsを含む)

2

300MiB

rootfs_1

A/B アップデートのB面パーティション(Linuxカーネルイメージ, Device Tree Blob, Alpine Linux rootfsを含む)

3

50MiB

logs

ログ書き込み用パーティション

4

200MiB

firm

ファームウェア用パーティション

5

8.95GiB

app

アプリケーション用パーティション


Armadillo-IoT ゲートウェイ G4のeMMCのブートパーティションの構成を表3.5「eMMC ブートパーティション構成」に示します。

表3.5 eMMC ブートパーティション構成

ディスクデバイス サイズ 説明

/dev/mmcblk2boot0

31.5 MiB

A/B アップデートのA面

/dev/mmcblk2boot1

31.5 MiB

A/B アップデートのB面


Armadillo-IoT ゲートウェイ G4のeMMCのGPP(General Purpose Partition)の構成を表3.6「eMMC GPP構成」に示します。

表3.6 eMMC GPP構成

ディスクデバイス サイズ 説明

/dev/mmcblk2gp0

8 MiB

ライセンス情報等の為の予約領域

/dev/mmcblk2gp1

8 MiB

動作ログ領域

/dev/mmcblk2gp2

8 MiB

動作ログ予備領域[a]

/dev/mmcblk2gp3

8 MiB

ユーザー領域

[a] 詳細は「ログ用パーティションについて」を参照ください。