Модули компьютеров становятся миниатюрными с новым стандартом OSM

Был выпущен новый стандарт для компьютеров на модулях, который направлен на стандартизацию занимаемой площади и набора интерфейсов для процессоров приложений с низким и сверхнизким энергопотреблением на основе архитектур MCU32, ARM и x86 для разных сокетов, производителей и архитектур.

Версия 1.0 спецификации OSM «компьютер на модуле», где OSM означает модуль открытого стандарта, определяет один из первых стандартов для непосредственно паяемых и масштабируемых встроенных компьютерных модулей. Это также знаменует собой веху в миниатюризации модульных конструкций COM / носителей, заменяя модули размером с кредитную карту на модули размером с почтовую марку с максимальной площадью основания 45 мм x 45 мм.

Спецификация определяется некоммерческой ассоциацией SGET (Группа стандартизации встраиваемых технологий) со штаб-квартирой в Мюнхене, Германия. Целевые приложения нового стандарта модулей включают в себя встроенные и периферийные системы с подключением к Интернету вещей (IoT), работающие под управлением операционных систем с открытым исходным кодом и используемые в суровых промышленных условиях.

«Модули OSM придают ODM и OEM-производителям сверхминиатюрный форм-фактор с привлекательной ценой и высокой масштабируемостью. Поскольку модули готовы к применению и поставляются со всеми необходимыми программными драйверами и BSP, а также поскольку спецификация имеет открытый исходный код - как с точки зрения аппаратного, так и программного обеспечения - мы ожидаем, что они будут представлять большой интерес для глобально активных встраиваемых систем и систем Интернета вещей. сообщество разработчиков », - сказал Мартин Унвердорбен, председатель группы разработчиков стандарта SGET STD.05, которая начала работу в октябре 2019 года.

Подобно стандартам и продуктам «компьютер-модуль», модули OSM упрощают и ускоряют разработку процессоров. В то же время приложения становятся независимыми от процессора, что делает их масштабируемыми и перспективными. Согласно SGET, они также защищают инвестиции в NRE и продлевают долгосрочную доступность, в конечном итоге увеличивая окупаемость инвестиций и устойчивость встроенных систем. Наряду с этими преимуществами, которые являются общими для модулей OSM со всеми предыдущими спецификациями «компьютер на модуле», спецификация OSM предлагает дополнительный уровень надежности за счет конструкции BGA и технологии автоматизированного поверхностного монтажа (SMT), которая может еще больше снизить затраты на производство при серийном производстве.

Все модули OSM также публикуются и лицензируются по двойной лицензии Creative Commons Plus (CC +). Это позволяет использовать открытую модель лицензирования, такую ​​как лицензия Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC B-SA 4.0) для определенного набора материалов, компонентов и программного обеспечения, а также коммерческую лицензию для всего, что не входит в этот набор. Это гарантирует, что данные разработки, такие как блок-схемы, библиотеки и спецификации, полученные в результате разработки модулей OSM, будут общедоступными. Тем не менее, по-прежнему возможно коммерческое лицензирование интеллектуальной собственности (IP) несущей платы без нарушения идеи открытого исходного кода.

Новая спецификация OSM расширяет портфель спецификаций модулей SGET за счет паяемых мини-модулей BGA, которые значительно меньше, чем доступные ранее модули. Самый большой модуль OSM размером 45x45 мм на 28% меньше, чем µQseven (40x70 мм), стандарт, также поддерживаемый SGET, и на 51% меньше, чем SMARC (82x50 мм).

Другие размеры модулей в новой спецификации OSM меньше. OSM Size-0 (ноль) имеет наименьшую занимаемую площадь с 188 выводами BGA на 30x15 мм. OSM Size-S (маленький) имеет размеры 30x30 мм с 332 контактами, OSM Size-M (средний) предлагает 476 контактов на 30x45 мм, а размер L (большой), как упоминалось ранее, имеет размеры 45x45 мм с 662 контактами BGA. SMARC, для сравнения, определяет 314 контактов, а Qseven 230. Это означает, что дизайн BGA позволяет реализовать значительно больше интерфейсов на меньшей занимаемой площади, что является новаторским как с точки зрения миниатюризации, так и с точки зрения возрастающей сложности требований.

Какие наборы функций доступны в различных конфигурациях размеров?
Интерфейсы различаются по типу и дизайну в зависимости от размера модулей OSM. В максимальных конфигурациях модули OSM предоставляют все функции, составляющие открытую программируемую встроенную систему, систему Интернета вещей или периферийную систему, включая графический интерфейс.

Модули от Size-S и выше предлагают видеоинтерфейсы для 1x RGB и 4-канального DSI. Модули Size-M могут дополнительно поддерживать 2x eDP / eDP ++, а Size-L добавляет 1x интерфейс LVDS для графики. Следовательно, максимальные конфигурации могут обеспечивать до 5 видеовыходов параллельно. Все модули от Size-S и выше предлагают 4-канальный последовательный интерфейс камеры (CSI). Модули размера L обеспечивают до 10 линий PCIe для быстрого подключения периферийных устройств; Размер-M предлагает 2x PCIe x1 и Size-S 1x PCIe x1. Ввиду их чрезвычайно компактной занимаемой площади модули размера 0 не имеют ни одного из упомянутых входов / выходов, но предлагают все интерфейсы, перечисленные в спецификации OSM, которая обеспечивает до 5x Ethernet для межсистемной связи.

Кроме того, все модули имеют так называемую зону связи, предоставляющую 18 контактов для сигналов антенны для беспроводной связи или интеграции полевых шин. Далее, есть до 4x USB 2.0 или 2x USB 3.0 (только в размере L), до 2x CAN и 4x UART. Флеш-накопитель можно подключить через UFS. Дополнительно доступно до 19 контактов для сигналов, специфичных для производителя.

Наконец, и чтобы завершить набор функций, имеется до 39 GPIO, SPI, I2C, I2S, SDIO и 2 аналоговых входа. В качестве гарантии на будущее и обеспечения обратной совместимости любых будущих расширений зарезервировано до 58 контактов для будущих целей.