了解 ARDUINO 101* 平台

简介

作为一名物联网 (IoT) 开发人员，您需要根据项目的不同需求，选择最适合的平台来构建应用。了解不同平台的功能至关重要。本文第一部分比较了 Arduino 101 平台和 Arduino UNO，为不熟悉 Arduino 101 特性的开发人员提供基本的了解。第二部分深入探讨了 Arduino 101* 平台的功能。

Arduino 101* 与 Arduino UNO* 对比

Arduino UNO 使用 Atmel ATmega328P* 模块，Arduino 101 使用基于英特尔® Quark SE SoC 的低功耗英特尔® Curie™ 模块。 UNO 的工作电压为 5V，而 Arduino 101 的工作电压为 3.3 V（尽管也支持 5V 电源）。 Arduino 101 新增了板载蓝牙* 低能耗 (LE) 和带有加速计和陀螺仪的 6 轴组合传感器，而 UNO 没有。两者的尺寸和引脚相同（见图 1 和图 2）。

图 1： Arduino 101* 平台。

图 2： Arduino UNO* 平台

此处汇总了 Arduino 101 和 Arduino UNO 平台功能。

产品亮点	Arduino 101*	Arduino UNO*
微控制器	英特尔® CurieTM 模块	Atmel ATmega328P*
工作电压	3.3 V（支持 5V I/O）	5 V
CPU 速度	32 MHz	16 MHz 晶体振荡器
架构	32 位英特尔® QuarkTM SE SoC	8 位
闪存	196 KB	32 KB
SRAM	24 KB	2 KB
EEPROM	1 KB	1 KB
操作系统	开源 RTOS	不适用
时钟速度	32 MHz	16 MHz
特性	集成数字信号	用作 DSP
	处理器 (DSP) 传感器中枢和 6 轴组合传感器（包括加速计和陀螺仪）
蓝牙*	蓝牙低能耗	不适用
数字 I/O 针脚	14 个数字输入/输出针脚	14 个数字输入/输出针脚
模拟 I/O 针脚	6 个模拟输入针脚	6 个模拟输入针脚
USB 接口	1 个用于串行通信和 sketch 上传的 USB 接口	1 个用于串行通信和 sketch 上传的 USB 接口
带有 SPI 信号的 ICSP header	1 个带有 SPI 信号的在线串行编程 header	1 个带有 SPI 信号的在线串行编程 header
I2C	I2C 专用针脚	I2C 专用针脚 (Arduino UNO rev3)
重置	1 个重置按钮	1 个重置按钮
尺寸（长 x 宽）	68.6 毫米 x 53.4 毫米	68.6 毫米 x 53.4 毫米

Arduino 101 详细信息

处理器

英特尔 Quark SE SoC 包含单核 32 MHz x86（英特尔® Quark™ 处理器）和 32 MHz Argonaut RISC Core (ARC)* EM 处理器。这两颗处理器可同时运行，并共享内存。 ARC 处理器也被称为数字信号处理器 (DSP) 传感器中枢（取决于您所阅读的文档）。从理论上来说，DSP 能够以最低的功率运行，收集和处理传感器数据，此时 x86 处理器以低功耗模式等待，因此非常适用于“始终在线”的应用。不过，此时软件并不具备这种能力。

加载 Arduino sketch 时，它在 ARC 上运行。不过英特尔® 工具链对 sketch 进行编译，以便 ARC 按照需求通过静态邮箱与 x86 处理器进行交互。如欲测试这项功能，您可以访问开源内核库，查找 01.org’s GitHub* 上的 Arduino 101。

实时操作系统 (RTOS)

从软件角度来说，Arduino 101 的突出功能是能够运行 RTOS。英特尔将发布一款软件开发套件 (SDK)，其中包含一套软件开发工具、资源库、文档和示例代码，支持开发人员使用英特尔 Curie 模块创建物联网应用。该 SDK 基于 Zephyr 项目*，能够兼容 Arduino 101 平台，数月后即将发布。通过注册接收更多信息：https://software.intel.com/zh-cn/iot/hardware/curie。

Zephyr 项目是面向物联网的一个小型开源 RTOS。它可提供面向低功耗、小内存空间设备而优化的连接协议，并支持蓝牙、蓝牙低功耗，Wi-Fi* 等。 RTOS 保持较低的内存使用量，并对任务执行进行优先级划分。它还有助于保持最高能效。 RTOS 包含强大的开发人员工具和稳定的硬件特性。开发人员工具包括自定义工具链和编译器优化。如欲了解更多有关 Zephyr 项目和支持的硬件特性信息，请访问 zephyrproject.org。

蓝牙低功耗（蓝牙 LE* 或蓝牙智能*)

Arduino 101 新增了板载蓝牙 LE，以支持 Arduino 101 与计算机、智能手机和平板电脑等不同设备直接通信和交互，无需使用蓝牙 LE 护罩。支持蓝牙的 Arduino 101 能够直接与其他设备进行通信，无需使用附加硬件。蓝牙 LE 最适合低能耗应用。 CurieBLE 示例代码请见 https://www.arduino.cc/en/Reference/CurieBLE。

其他库

库是可提供用于 sketch 的额外功能的代码集合。 Arduino 101 库有助于轻松连接至蓝牙 LE、传感器和计时器。如欲开始使用内置 Arduino 101 库，请访问 https://www.arduino.cc/en/Guide/Libraries。

Curie BLE：将计算机、智能手机和平板电脑连接至蓝牙 LE 模块
Curie IMU：使用板载 6 轴加速计和陀螺仪
Curie TimerOne：管理计时器功能

加速计和陀螺仪

加速计和陀螺仪是 Arduino 101 平台的板载传感器。加速计主要用于测量加速和倾斜。陀螺仪用于测量角速度和方位。这些传感器有助于精确识别物体的方向和移动。这项新特性支持 Arduino 101 平台增强可穿戴设备的用户体验。

加速计的一种使用方法是计算步数，和计步器一样。 Arduino 101 平台做出步进动作后，这一步将会被检测到。检测到这一步进动作后，x、y 和 z 轴的速度相对于其他状态会有明显变化。有关计步器的更多信息，请访问：https://www.arduino.cc/en/Tutorial/Genuino101CurieIMUStepCounter。

与 Arduino UNO 类似，使用 Arduino IDE* 软件可对 Arduino 101 进行编程。如欲开始使用 Arduino 101，请前往 https://software.intel.com/zh-cn/articles/fun-with-the-arduino-101-genuino-101。将计步 sketch 上传至 Arduino 101，查看计步器的工作原理（见图 3）。

图 3：使用 Arduino IDE* 加载计步 sketch。

上传计步 sketch（见图 4）：

图 4：在 Arduino IDE* 上运行计步 sketch。

移动 Arduino 101 平台以出现步数，并查看串行监控器（见图 5）。

图 5：串行窗口。

中断针脚

Arduino 101 和 Arduino UNO 都有 20 个 I/O 针脚。 Arduino 101 接受中断的针脚比 Arduino UNO 多。 Arduino UNO 在数字针脚 2 和 3 上对于中断进行触发，而 Arduino 101 能在所有针脚进行触发。因外部事件触发的中断可发生在所有针脚上。低值、高值、边缘上升或下降都可触发所有针脚上的中断，但只有针脚 2、5、7、8、10、11、12、13 支持变化值。

总结

本文对 Arduino 101 的特性进行了汇总。 Arduino 101 平台所包含的传感器、护罩、组件和库使其功能得以显著增强。订购 Arduino 101 平台：http://www.intel.com/buy/us/en/product/emergingtechnologies/intel-arduino-101-497161。请访问 https://software.intel.com/zh-cn/articles/fun-with-the-arduino-101-genuino-101，测试并尽享英特尔 Curie 模块的强大功能。

实用参考资料

英特尔® 开发人员专区：
https://software.intel.com/zh-cn/iot/home
Arduino 论坛：
http://forum.arduino.cc/index.php?board=103.0
英特尔 Curie 模块：
https://software.intel.com/zh-cn/iot/hardware/curie
http://www.intel.com/content/www/us/en/wearables/wearable-soc.html
http://www.intel.com/content/www/us/en/wearables/intel-curie-fact-sheet.html
Arduino 101 硬件：
https://www.arduino.cc/en/Main/ArduinoBoard101
https://www.arduino.cc/en/Guide/Arduino101
https://software.intel.com/zh-cn/articles/fun-with-the-arduino-101-genuino-101
Arduino UNO 硬件：
http://www.arduino.org/products/boards/4-arduino-boards/arduino-uno
Grove* Starter Kit Plus：
https://software.intel.com/zh-cn/iot/hardware/devkit
Zephyr：
https://www.zephyrproject.org/about
https://www.zephyrproject.org/doc/board/arduino_101.html

关于作者

Nancy Le 是英特尔公司软件与服务事业部的一名软件工程师，主要负责英特尔® 凌动™ 处理器扩展支持项目。