BeagleBone Blackピンアウト完全ガイド：ピン配置・仕様・実践応用

ノートPCがテクノロジーを変えたように、BeagleBone Blackピンアウトも強力なプロセッサ、メモリ、グラフィックアクセラレーションをチップ化し、基板上に実装したコンパクトなコンピュータです。

BeagleBone Blackピンアウトプリント基板のポテンシャルを最大限引き出すには、実機を入手するのが一番です。本記事で理解を深めてください。

BeagleBone Blackの画像

BeagleBone回路の絵解説

BeagleBone Blackピンアウト ピン配置

BeagleBone Blackピンアウトの配列と構成

BeagleBone BlackにはP8ヘッダとP9ヘッダの2つの拡張ヘッダがあり、それぞれ46ピン、各ヘッダで3.3Vを供給します。

電源入力ピン：USBポートとDC電源ジャックの2系統。電源出力：外部デバイス給電用に3つの出力ピン。

• ピン1：3V出力（LDO由来、最大250mA）。大電流が必要なら外部電源推奨。
• ピン2：5V出力（DCジャック直結）

P9ヘッダの電圧出力ピン：

• 3.3V：ピン4、ピン3
• +5V（VDD）：ピン6、ピン5
• +5V（SYS）：ピン8、ピン7

グランドピン

多数のグランドピンで安定動作を確保。内部で様々なペリフェラルと接続されています。

• P8 デジタルグランド（DGND）：ピン46, 45, 44, 43, 2, 1
• P9 デジタルグランド（DGND）：ピン1, 2

電源ボタン：外部パルスで orderly shutdown（データ保存しながらシャットダウン）可能。ピン9。リセットボタン：外部リセットで基板再起動。P9ヘッダが担当。ピン10（SYS_RESET）。

汎用入出力（GPIOピン）

約69本のデジタルGPIOピンを備え、一部は別機能と共有。全I/Oピンで3.3V動作。以下に全GPIOピンを一覧表で示します。

P8

P9

GPIO_30 – Pin11 GPIO_60 – Pin12 GPIO_31 – Pin13 GPIO_40 – Pin14 GPIO_48 – Pin15 GPIO_51 – Pin16 GPIO_4 – Pin17 GPIO_5 – Pin18 GPIO_13 – Pin19 GPIO_12 – Pin20 GPIO_3 – Pin21 GPIO_2 – Pin22 GPIO_49 – Pin23 GPIO_15 – Pin24 GPIO_117 – Pin25 GPIO_14 – Pin26 GPIO_125 – Pin27 GPIO_123 – Pin28 GPIO_111 – Pin29 GPIO_112 – Pin30 GPIO_110 – Pin31 GPIO_20 – Pin41 GPIO_7 – Pin42

GPIO_38 – Pin3 GPIO_39 – Pin4 GPIO_34 – Pin5 GPIO_35 – Pin6 GPIO_66 – Pin7 GPIO_67 – Pin8 GPIO_69 – Pin9 GPIO_68 – Pin10 GPIO_45 – Pin11 GPIO_44 – Pin12 GPIO_23 – Pin13 GPIO_26 – Pin14 GPIO_47 – Pin15 GPIO_46 – Pin16 GPIO_27 – Pin17 GPIO_65 – Pin18 GPIO_22 – Pin19 GPIO_63 – Pin20 GPIO_37 – Pin22 GPIO_36 – Pin23 GPIO_33 – Pin24 GPIO_32 – Pin25 GPIO_61 – Pin26 GPIO_86 – Pin27 GPIO_88 – Pin28 GPIO_87 – Pin29 GPIO_10 – Pin31 GPIO_11 – Pin32 GPIO_9 – Pin33 GPIO_81 – Pin34 GPIO_8 – Pin35 GPIO_80 – Pin36 GPIO_78 – Pin37 GPIO_79 – Pin38 GPIO_76 – Pin39 GPIO_77 – Pin40 GPIO_74 – Pin41 GPIO_75 – Pin42 GPIO_72 – Pin43 GPIO_73 – Pin44 GPIO_70 – Pin45 GPIO_71 – Pin46

UART通信

最も一般的なシリアル通信。送信・受信で別ピンを使用。

P8ヘッダ：UART5_TX – Pin37、UART5_RX – Pin38

P9ヘッダ：UART1_TX – Pin24、UART1_RX – Pin26、UART2_TX – Pin21、UART2_RX – Pin22、UART4_TX – Pin11、UART4_RX – Pin13

SPI通信ピン

BeagleBone BlackのSPIは2系統、それぞれ独立したスレーブピンを持つため、2種類のSPIデバイスと同時通信可能。両方とも拡張ヘッダP9にあります。

• SPI0_CS0 – Pin17、SPI0_D0 – Pin21、SPI0_D1 – Pin18、SPI0_SCLK – Pin22
• SPI1_CS0 – Pin28、SPI1_D0 – Pin29、SPI1_D1 – Pin30、SPI1_SCLK – Pin31

I2C通信チャネル

2チャネルともP9拡張ヘッダにあります。

• I2C1_SCL – Pin17、I2C1_SDA – Pin18
• I2C2_SCL – Pin19、I2C2_SDA – Pin20

PWM（パルス幅変調）チャネルピン

矩形波出力でモータ等を駆動。タイマーとプリスケーラで出力信号生成。多数のPWMピンを搭載。

MCASP（マルチチャネルオーディオシリアルポート）

マルチチャネルシリアルポート用。クロック、データ、フレーム同期ピンが独立。BeagleBoneではP9に配置：

• MCASP0_FSX（フレーム同期） – Pin29
• MCASP0_ACLKX（クロック同期） – Pin25
• MCASP0_AHCLKX（データ出力） – Pin31
• MCASP0_AXR2（データ入力） – Pin28

MMC（マルチメディアコントローラ）ピン

内蔵2GB eMMCでSDカードなし起動可能。MMC1は標準ブート方式でプロセッサポート直結。内部eMMCが8ビットのため、特定ピンのみ使用可能で、デフォルトモードではメモリカード不可。MMC1ピンはP8ヘッダにあります。

• MMC1_CMD – Pin20、MMC1_CLK – Pin21、MMC1_DAT0 – Pin25、MMC1_DAT1 – Pin24
• MMC1_DAT2 – Pin5、MMC1_DAT3 – Pin6、MMC1_DAT4 – Pin23、MMC1_DAT5 – Pin22
• MMC1_DAT6 – Pin3、MMC1_DAT7 – Pin4

アナログ-デジタル変換（ADC）チャネル

7チャネルの12ビットADCを搭載。まずADC電源ピンに1.8Vを供給して有効化。ADCと電源ピンはP9拡張ヘッダに配置。

• AIN0 – Pin39、AIN1 – Pin40、AIN2 – Pin37、AIN3 – Pin38
• AIN4 – Pin33、AIN5 – Pin36、AIN6 – Pin35
• VDD_ADC – Pin32、GND_ADC – Pin34

BeagleBoneタイマーモジュールピン

4つの内部タイマーピンが外部パルス入力ポートと共にP8ヘッダにあります。

• TIMER1 – Pin10、TIMER2 – Pin9、TIMER4 – Pin7、TIMER7 – Pin8

BeagleBone Black 技術仕様

BeagleBone Black技術仕様の画像

• SDRAM：512MB DDR3L 800MHz
• グラフィックエンジン：SGX530 3D 20Mポリゴン
• オンボードフラッシュ：4GB 8ビット eMMC
• 電源：5V DC 外部（拡張ヘッダ＜6層＞）／ mini USB
• ビデオ：16b HDMI 1280×1024 最大
• オーディオ：HDMI

BeagleBone Black と BeagleBone の違い

• プロセッサ：両方ARM Cortex-A8だが、BeagleBoneは最大720MHz、Blackは最大1GHz。
• RAM：Blackは512MB DDR3、BeagleBoneは256MB DDR2。
• MicroSDカードスロット：BeagleBoneはMicroSD必須（通常4GB付属）。Blackは内蔵メモリで起動可能、MicroSDスロットなし。

BeagleBone Black ブロック図と2Dチャート

BeagleBone Black機能の2Dチャート

BeagleBone Black の応用

• 開発者が小規模ネットワークアプリをテスト・作成するのに最適
• 商用デバイス向けIoTプロジェクトのサーバとして活用
• 産業機器の中央制御モジュールとして採用
• 重いOSを低消費電力で動作させたい用途に適す。迅速かつ本格的な処理が可能
• タスクの高速起動が必要な場面で有用
• BeagleBone Black LINXは起動が極めて速く、プリインストールLinuxディストロでセットアップ時間を大幅短縮

まとめ

BeagleBoneのオープンソースLinuxライクなアプローチは、産業用コンピュータとセッションボーダーコントローラ（SBC）のギャップを埋め、AI探求を多方面で加速させました。シンプルなプレインストールツールも魅力です。BeagleBone Black LINXについてさらに知りたい方はお気軽にお問い合わせください。