Banana Pi BPI-F4 — промышленная одноплатная плата разработки на базе SoC Sunplus SP7350. Она рассчитана на Edge AI, компьютерное зрение, робототехнику и промышленную автоматизацию. В состав SP7350 входят четыре ядра ARM Cortex-A55, NPU производительностью до 4,1 TOPS и отдельный микроконтроллер ARM Cortex-M4 для управления периферией и задач реального времени.
Плата оснащена 4 ГБ LPDDR4 и встроенной флеш-памятью eMMC объёмом 32 ГБ, а также слотом microSD. Для подключения промышленной периферии предусмотрены терминальные блоки с GPIO, ADC, SPI, I²C, UART и PWM.
BPI-F4 использует стандартный набор интерфейсов для промышленного компьютера: Gigabit Ethernet, USB, HDMI и MIPI CSI. Питание подаётся от источника 12 В через DC IN.
Основные характеристики Banana Pi BPI-F4
- SoC: Sunplus SP7350, 4 ядра ARM Cortex-A55
- Микроконтроллер: ARM Cortex-M4, до 1,1 ГГц
- Техпроцесс: 12 нм
- NPU: до 4,1 TOPS при частоте 900 МГц
- Оперативная память: 4 ГБ LPDDR4
- Хранилище: 32 ГБ eMMC + слот microSD
- Сеть: Gigabit Ethernet, 10/100/1000 Мбит/с
- USB: 1× USB 3.0 Type-A, 1× USB 3.0 Type-C, 1× USB 2.0 Type-A
- Видеовыход: HDMI, поддерживаются 1080p, 720p и 480p
- Камера: MIPI CSI, рекомендованный модуль OV5647
- Клеммники: GPIO, ADC, SPI, I²C, UART и PWM
- Питание: 12 В / 2 А через DC IN
- Размер основной платы: 134 × 101 мм
- Размер Core Board: 40 × 55 мм
- Операционная система: Linux, официальные образы Ubuntu 24.04
Технические характеристики
Процессор и SoC
В основе Banana Pi BPI-F4 находится SoC Sunplus SP7350, выполненный по 12-нм техпроцессу. Центральный процессор содержит четыре ядра ARM Cortex-A55. Дополнительно в SP7350 интегрирован микроконтроллер ARM Cortex-M4, работающий на частоте до 1,1 ГГц.
Cortex-M4 предназначен для задач управления и работы с периферией, а также имеет независимую область питания. Такой подход позволяет использовать микроконтроллер отдельно от основных вычислительных блоков SoC.
Нейропроцессор NPU
Встроенный NPU предназначен для ускорения задач искусственного интеллекта и компьютерного зрения. Его производительность заявлена на уровне до 4,1 TOPS при частоте 900 МГц.
Официальная документация указывает поддержку Caffe, TensorFlow, PyTorch, TFLite, DarkNet и ONNX. Также заявлена поддержка более 50 AI-моделей, включая YOLO-v5, YOLOv8 и YOLOv10.
Оперативная память
На плате установлено 4 ГБ LPDDR4 SDRAM. Вариантов с другим объёмом оперативной памяти в официальной спецификации BPI-F4 не указано.
Сетевой интерфейс
Проводное сетевое подключение обеспечивает Gigabit Ethernet с поддержкой скоростей 10, 100 и 1000 Мбит/с.
В официальной аппаратной спецификации BPI-F4 встроенные Wi-Fi и Bluetooth не указаны, поэтому считать их штатными интерфейсами платы не следует.
USB
Для подключения периферии предусмотрены три USB-разъёма: один USB 3.0 Type-A, один USB 3.0 Type-C и один USB 2.0 Type-A. При этом USB 3.0 Type-A и USB 3.0 Type-C используют один контроллер SP7350 и не могут работать одновременно.
Видео и камера
Для подключения дисплея предусмотрен HDMI с поддержкой разрешений 1080p, 720p и 480p.
Для камеры используется интерфейс MIPI CSI. Производитель рекомендует модуль OV5647. Заявленная поддержка составляет до 1080p при 30 кадрах/с, 720p при 60 кадрах/с и 480p при 90 кадрах/с.
Хранилище
Для хранения данных на плате установлен eMMC Flash объёмом 32 ГБ. Дополнительно предусмотрен слот microSD с возможностью расширения хранилища.
GPIO и периферия
Главная особенность BPI-F4 — семь терминальных блоков вместо привычного штырькового GPIO-разъёма. Через них доступны GPIO, ADC, I²C, SPI, UART, PWM и связанные с ними альтернативные функции.
| Клеммник | GPIO | Функция 1 | Функция 2 | Функция 3 |
|---|---|---|---|---|
| CN8 | GND | GND | — | — |
| CN8 | — | SARAD3 | — | — |
| CN8 | — | SARADC0 | — | — |
| CN3 | GND | GND | — | — |
| CN3 | GPIO84 | I2C6_SLK | — | — |
| CN3 | GPIO85 | I2C6_DATA | — | — |
| CN3 | GPIO71 | I2C1_DATA | — | — |
| CN3 | GPIO70 | I2C1_CLK | — | — |
| CN7 | GND | GND | — | — |
| CN7 | GPIO81 | UA6_RXD | SPI1_SS | AU2_LRCK |
| CN7 | GPIO80 | UA6_TXD | SPI1_RXD | AU2_BCK |
| CN7 | GPIO83 | UA7_RXD | SPI5_CLK | EXT_DAC_XCK |
| CN7 | GPIO82 | UA7_TXD | SPI5_TXD | AU2_DATA0 |
| CN6 | GND | GND | — | — |
| CN6 | GPIO60 | PWM2 | — | — |
| CN6 | GPIO61 | PWM3 | — | — |
| CN5 | GND | GND | — | — |
| CN5 | GPIO69 | I2C0_DATA | UA0_RXD | — |
| CN5 | GPIO68 | I2C0_CLK | UA0_TXD | — |
| CN1 | GND | GND | — | — |
| CN1 | GPIO72 | SPI4_RXD | SPI5_RXD | AU_BCK |
| CN1 | GPIO73 | SPI4_SS | SPI5_SS | AU_LRCK |
| CN1 | GPIO74 | SPI4_TXD | SPI5_TXD | ADC_DATA0 |
| CN1 | GPIO75 | SPI4_CLK | SPI5_CLK | AU_DATA0 |
| CN4 | GND | GND | — | — |
| CN4 | GPIO59 | UA2_CTS_B | PWM1 | — |
| CN4 | GPIO58 | UA2_RTS_B | PWM0 | AU1_DATA0 |
| CN4 | GPIO56 | UA2_TXD | I2C2_CLK | AU1_BCK |
| CN4 | GPIO57 | UA2_RXD | I2C2_DATA | AU1_LRCK |
Приведённая распиновка основана на таблице GPIO из официальной документации Banana Pi BPI-F4.
Отладочный интерфейс
Для отладки предусмотрен отдельный интерфейс USB 2.0 Type-C с 4 контактами.
Питание
Основное питание платы — 12 В / 2 А через разъём DC IN. Производитель также указывает суперконденсатор 1,5 F для резервирования питания RTC.
При подключении питания необходимо соблюдать полярность. Производитель отдельно предупреждает не подавать питание одновременно через два входа.
Охлаждение
При использовании AI-функций производитель рекомендует устанавливать радиатор, чтобы избежать перегрева платы. Радиатор приобретается отдельно.
Размеры и конструкция
Основная плата имеет размеры 134 × 101 мм. Отдельная Core Board имеет размеры 40 × 55 мм. Конструкция ориентирована на применение в промышленных и встраиваемых системах.
Размеры Core Board
Интерфейсы и разъёмы
- USB 3.0 Type-A — подключение периферии и накопителей;
- USB 3.0 Type-C — USB 3.0, общий контроллер с USB 3.0 Type-A;
- USB 2.0 Type-A — дополнительная периферия;
- Ethernet — Gigabit Ethernet 10/100/1000 Мбит/с;
- HDMI — видеовыход до 1080p;
- MIPI CSI — подключение камеры;
- Терминальные блоки — GPIO, ADC, SPI, I²C, UART и PWM;
- USB 2.0 Type-C — отладочный интерфейс;
- DC IN — питание 12 В / 2 А;
- microSD — дополнительный носитель данных.
Операционная система
Официальная документация указывает Linux в качестве операционной системы. Для BPI-F4 доступны готовые образы Ubuntu 24.04 для загрузки с microSD и eMMC.
Возможности и особенности
- встроенный NPU производительностью до 4,1 TOPS;
- отдельный микроконтроллер ARM Cortex-M4 с частотой до 1,1 ГГц;
- поддержка Caffe, TensorFlow, PyTorch, TFLite, DarkNet и ONNX;
- поддержка более 50 AI-моделей, включая YOLO-v5, YOLOv8 и YOLOv10;
- промышленные терминальные блоки для GPIO и периферийных интерфейсов;
- 32 ГБ встроенной eMMC и слот microSD;
- Gigabit Ethernet и три USB-порта.
Для чего подходит Banana Pi BPI-F4
BPI-F4 рассчитана прежде всего на Edge AI, компьютерное зрение и системы управления. Производитель прямо указывает такие направления, как AMR и AGV-роботы, сельскохозяйственная робототехника, дроны, интеллектуальные камеры, системы контроля водителя и DMS/ADAS.
Наличие Cortex-M4 и большого количества периферийных интерфейсов также делает плату подходящей для задач промышленной автоматизации, где одновременно требуется Linux-система и отдельный контроллер реального времени.
Преимущества
- встроенный NPU до 4,1 TOPS для AI-задач;
- отдельный контроллер Cortex-M4 для задач управления и периферии;
- 32 ГБ eMMC и поддержка microSD;
- Gigabit Ethernet и USB 3.0;
- терминальные блоки, удобные для промышленного подключения внешних устройств;
- готовые образы Ubuntu 24.04 для SD и eMMC.
Ограничения
Для быстрого прототипирования BPI-F4 менее удобна, чем обычные хоббийные SBC с 40-контактными штырьковыми разъёмами: периферия подключается через терминальные блоки.
Объём оперативной памяти составляет 4 ГБ, и в официальной спецификации другие варианты не указаны. Встроенные Wi-Fi и Bluetooth также не заявлены в аппаратной спецификации платы.
Заключение
Banana Pi BPI-F4 — промышленная плата разработки на Sunplus SP7350, объединяющая четыре ядра Cortex-A55, NPU до 4,1 TOPS, 4 ГБ LPDDR4 и отдельный Cortex-M4.
Основное назначение платы — Edge AI, компьютерное зрение, робототехника и промышленная автоматизация. При этом набор периферийных интерфейсов ориентирован не столько на хоббийное прототипирование, сколько на создание специализированных устройств и систем управления.
При выборе BPI-F4 необходимо учитывать питание 12 В / 2 А, промышленный формат терминальных блоков и отсутствие заявленных встроенных Wi-Fi и Bluetooth.
Материалы
- Banana Pi Docs: Banana Pi BPI-F4
- CNX Software: обзор Banana Pi BPI-F4
- Banana Pi: официальная страница BPI-F4
