Spresense について

Spresense メインボードは次のような特徴があります。

メインボードに配置されるコネクタならびにスイッチなどの回路上の名称を以下に示します。

メインボードのブロックダイアグラムを以下に示します。

メインボードの回路図のPDFは次のリンクから入手できます。

Spresense 拡張ボードは Arduino Uno 互換のピンソケットに加えて、次の端子を備えています。

拡張ボードに配置されるコネクタならびにスイッチなどの回路上の名称を以下に示します。

拡張ボードのブロックダイアグラムを以下に示します。図中のVSYSはUSB端子からの給電の場合には4Vとなります。

拡張ボードの回路図のPDFは次のリンクから入手できます。

Spresense LTE拡張ボードは LTE-Mネットワークを利用して通信することが可能です。 ヘッドフォンジャック、microSD カードスロット、microUSB端子を装備しています。 またSpresense 拡張ボードより系統数は削減されていますが、マイク入力、デジタル入出力、アナログ入力用のピンヘッダを装備しています。

LTE拡張ボードに配置されるコネクタならびにスイッチなどの回路上の名称を以下に示します。

LTE拡張ボードのブロックダイアグラムを以下に示します。図中のVSYSはUSB端子からの給電の場合には4Vとなります。

LTE拡張ボードの回路図のPDFは次のリンクから入手できます。

Spresense LTE拡張ボードは LTE-Mネットワークを利用して通信することが可能です。 ヘッドフォンジャック、microSD カードスロット、microUSB端子を装備しています。 またSpresense 拡張ボードより系統数は削減されていますが、マイク入力、デジタル入出力、アナログ入力用のピンヘッダを装備しています。

LTE拡張ボードに配置されるコネクタならびにスイッチなどの回路上の名称を以下に示します。

LTE拡張ボードのブロックダイアグラムを以下に示します。図中のVSYSはUSB端子からの給電の場合には4Vとなります。

LTE拡張ボードの回路図のPDFは次のリンクから入手できます。

Spresenseカメラボードにはカメラモジュールが搭載されています。このカメラモジュールはソニー製イメージセンサISX012とレンズから構成されており、Spresenseから の指示でカメラとして起動します。

イメージセンサISX012は有効画素数 511万画素の画像センサでJPEGエンコーダを搭載しているため、Y/C、RGBに加えJPEG形式の画像を Spresenseに送ることができます。

Spresense カメラボードでのISX012の仕様表を下記に記載いたします。

また、レンズの仕様表を下記に記載いたします。

カメラボードの回路図のPDFは次のリンクから入手できます。

SpresenseHDR カメラボードにはカメラモジュールが搭載されています。このカメラモジュールはソニー製イメージセンサISX019とレンズから構成されており、Spresenseから の指示でカメラとして起動します。

SpresenseHDR カメラボードにはFPGAが搭載されており、色空間変換回路とJPEGエンコーダを搭載しているため、Y/Cb/Crに加え、RGB、JPEG形式の画像を Spresenseに送ることができます。

Spresense HDR カメラボードでのISX019の仕様表を下記に記載いたします。

また、レンズの仕様表を下記に記載いたします。

カメラボードの回路図のPDFは次のリンクから入手できます。

Spresense GNSS Add-onボードはL1帯及びL5帯によるデュアルバンドの位置測位を実現するソニーセミコンダクタソリューションズ製のGNSS受信LSI「CXD5610GF」を搭載しています。 地面や近距離にある建造物などからの反射などの厳しい環境下においても、高精度で安定的な測位ができます。

GNSS Add-onボードの回路図のPDFは次のリンクから入手できます。

Spresense メインボードをご使用の前には付属の遮光シールを下図のIC4を覆うように貼付してください。

Spresense HDR カメラボードをご使用の前には付属の遮光シールを下図のIC10を覆うように貼付してください。

再貼付の際は下記の遮光シールを推奨します。

ここでは、SpresenseメインボードとSpresense拡張ボードの取り付け方法を説明します。

Spresense 拡張ボードには、メインボードと接続するためのスペーサーが４つ付属しています。

このスペーサーを Spresense 拡張ボードのスルーホールに差し込みます。スルーホールの場所に注意してください。

Spresense拡張ボードにスペーサーを取り付けた後に、Spresenseメインボードを取付ます。

USBコネクタが同じ方向に向いていれば、Spresenseメインボードと、Spresense拡張ボードの接続は完了です。

取り付け終了後、再度SpresenseメインボードとSpresense拡張ボードを上下から指で押さえるなどして、BtoBコネクタの嵌合をご確認ください。 嵌合が不完全な場合、micro SDカードやオーディオ機能などのSpresense拡張ボード上の機能が動作しないことがありますのでご注意ください。

ここでは、SpresenseメインボードとSpresense LTE拡張ボードの取り付け方法を説明します。

Spresense LTE拡張ボードには、メインボードと接続するためのスペーサーが４つ付属しています。

このスペーサーを Spresense LTE拡張ボードのスルーホールに差し込みます。スルーホールの場所に注意してください。

micro SDカードや各種オーディオ機能などのLTE拡張ボード上の機能が動作しない、または動作がおかしいなどの症状が現れる場合には、 BtoBコネクタの嵌合が不完全の可能性があります。メインボードとLTE拡張ボードを上下から指で挟んで、再度押し込んでみてください。

ここではSpresense LTE拡張ボードに別売のLTEアンテナを取り付ける方法について説明します。

LTE用のオンボードアンテナが搭載されていないモデルでは、ボード上の外部接続アンテナ用コネクタであるU.FLコネクタ（メス）にU.FLコネクタ（オス）のケーブルのついた市販のLTEアンテナを装着します。

使用可能なLTEアンテナは下記に記載されています（村田製作所様のHPにリンクされています）。

上記のアンテナのうち、SMA接続のLTEアンテナをご使用いただく場合には、下記のようなU.FL(オス)-SMA(メス)変換ケーブルをご用意ください。

ここでは、SpresenseメインボードへのSpresenseカメラボード/HDR カメラボードの取り付け方法を説明します。

カメラボード/HDR カメラボードのフラットケーブルを下図のようにメインボードのカメラ専用コネクタ（CN5）に奥までしっかりと挿し込んでください。フラットケーブルには裏表があります。 電極の向きが下図と同じ向き（microUSBコネクタ側）になるように挿しこんで下さい。

なお、Spresenseカメラボードのレンズは小さな半透明の青いプラスチックフィルムで覆われています。これはレンズを保護するためのものですので、ご使用前には取り除いてください。 取り除く際は慎重にはがしてください。

カメラボード/HDR カメラボードのフラットケーブルが挿し込まれているコネクタは破損しやすいため、カメラボード/HDR カメラボードからフラットケーブルは極力取り外さないでください。 フラットケーブルを挿抜する際には、以下の指示に従ってください。

また、カメラ用フラットケーブルが破損してしまった場合に代替品として使用できるフラットケーブルを以下に示します。できるだけ短いフラットケーブルをご使用下さい。

ここでは、SpresenseメインボードへのSpresense GNSS Add-onボードの取り付け方法を説明します。

SpresenseメインボードのJP1とJP2の1番ピンに、Spresense GNSS Add-onボードのCN1とCN2の1番ピンを合わせ、軽く押し込んでください。 正しい向きの場合、SpresenseメインボードとSpresense GNSS Add-onボード上の"SONY"の文字が同じ向きになります。

Spresense GNSS Add-onボードをSpresenseメインボードから取り外す場合には、市販の基板取り外し治具（IC引き抜き治具）などを用いて慎重に行ってください。

また、GNSS受信LSIのCXD5610にはMRAMが内蔵されておりますので、磁石などの強い磁気を発するものを近づけるとMRAMに記憶されている データが消えてしまい、正しく動作しなくなることがあります。

ここではSpresense GNSS Add-onボードに別売のGNSSアンテナを取り付ける方法について説明します。 動作確認済みのGNSSアンテナを下記に示します。 なお、Spresense GNSS Add-onボードにはLNAが搭載されていないため、使用できるアンテナはアクティブアンテナのみで、パッシブアンテナは使用できません。

Spresense GNSS Add-onボード上のU.FLコネクタ（メス）にU.FLコネクタ（オス）のケーブルのついたGNSSアンテナを装着します。

SMA接続のGNSSアンテナをご使用いただく場合には、下記のようなU.FL(オス)-SMA(メス)変換ケーブルをご用意ください。

Spresense Arduino Library は、Spresense SDK を Arduino IDE から簡単に使えるように設計された拡張ラッパーライブラリです。内部では、NuttXが提供するTaskが動作しており、ArduinoのSketchはこのTaskの一つとして動作しています。Arduino IDEでのソフトウェア開発を行う場合、このNuttXを全く意識することなくプログラミングを行うことが出来るように設計されています。

Spresense Arduino Libraryは、Arduino 標準APIを備えており、 digitalReadやdigitalWriteなどのAPIをSpresense上で利用することが出来ます。 また、SPIやSoftware SerialなどのArduino Libraryと同等のライブラリも準備しています。

Spresense Arduino Library は、ハイレゾリューションオーディオの再生・録音機能を有する Audio ライブラリや、GPS 測位機能を使うための GNSS ライブラリなど、Spresense の特徴を生かした 独自のライブラリを提供しています。詳細は、Spresense Arduino ライブラリ を参照してください。

Spresense SDKは NuttXをオペレーティングシステムとして利用し、CXD5602 の機能を最大限利用するためのミドルウェアを備えたソフトウェアになります。

NuttXが持つドライバフレームワークに準じて実装された各種ドライバとその上に実装された各種ミドルウェアから構成されています。

Spresense SDKの特徴は以下の通りです。

オペレーティングシステムに NuttXを採用していることから、以下のような特徴を持っています。

また、これに加えて CXD5602 が持つ様々な機能をミドルウェアとして提供しています。

そのほかにも、DMAコントローラ用ドライバなど、 CXD5602 が持つほぼ全ての機能を利用することが出来ます。

Spresense SDKが持つ代表的な機能は、サンプルコードとしてNuttXのBuiltInアプリ形式で提供されています。

詳しくは、 Examples 一覧 を参照してください。

SDKv2.x と SDKv3.x のバージョン間で submodule リポジトリの URL が変更されています。 SDKv2.x の環境から SDKv3.0.0 へバージョンを更新する際は、以下の手順で submodule の更新を行ってください。 SDKv2.x の環境でビルド済みのファイルが残っている場合は、事前に make distclean を行ってからバージョンを切り替えてください。