Os módulos de computador em miniatura com o novo padrão OSM

Um novo padrão foi lançado para o computador em módulos que visa padronizar a pegada e o conjunto de interface de processadores de aplicativos de baixa e ultrabaixa energia baseados nas arquiteturas MCU32, ARM e x86 em diferentes soquetes, fabricantes e arquiteturas.

A versão 1.0 da especificação do computador no módulo OSM, onde OSM significa módulo de padrão aberto, define um dos primeiros padrões para módulos de computador embutidos diretamente soldáveis ​​e escalonáveis. Ele também é um marco na miniaturização de designs modulares de COM / transportadora, substituindo os módulos do tamanho de um cartão de crédito por outros do tamanho de um selo postal com uma pegada máxima de 45 mm x 45 mm.

A especificação é definida pelo SGET (Standardization Group for Embedded Technologies), uma associação sem fins lucrativos com sede em Munique, Alemanha. Os aplicativos de destino do novo padrão de módulo incluem sistemas integrados e de borda conectados à Internet das coisas (IoT) que executam sistemas operacionais de código aberto e são usados ​​em ambientes industriais hostis.

“Os módulos OSM oferecem aos ODMs e OEMs um fator de forma ultramiatura com preços atraentes e alta escalabilidade. Como os módulos estão prontos para aplicativos e vêm com todos os drivers de software e BSPs necessários, e como a especificação é de código aberto - tanto em termos de hardware quanto de software - esperamos que sejam de grande interesse para o sistema IoT e incorporado globalmente ativo comunidade de desenvolvimento ”, disse Martin Unverdorben, presidente da equipe de desenvolvimento do padrão SGET STD.05, que começou a trabalhar em outubro de 2019.

Semelhante aos padrões e produtos de computador em módulo, os módulos OSM simplificam e aceleram o design de processadores. Ao mesmo tempo, os aplicativos se tornam agnósticos quanto ao processador, o que os torna escalonáveis ​​e preparados para o futuro. De acordo com o SGET, eles também protegem os investimentos da NRE e estendem a disponibilidade de longo prazo, aumentando, em última análise, o retorno sobre o investimento e a sustentabilidade dos sistemas embarcados. Além dessas vantagens - que os módulos OSM têm em comum com todas as especificações anteriores de computador no módulo - a especificação OSM oferece um nível extra de robustez como resultado de seu design BGA e tecnologia de montagem em superfície automatizada (SMT), que pode reduzir ainda mais custos de produção na produção em série.

Todos os módulos OSM também são publicados e licenciados sob a licença dupla Creative Commons Plus (CC +). Isso permite um modelo de licenciamento aberto, como a licença Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC B-SA 4.0) para um conjunto definido de materiais, componentes e software, e uma licença comercial para tudo o que não está incluído neste conjunto. Isso garante que os dados de desenvolvimento, como diagramas de blocos, bibliotecas e BOMs resultantes do desenvolvimento de módulos OSM, estarão disponíveis publicamente. No entanto, ainda é possível licenciar as propriedades intelectuais (IP) de um design de placa de transportadora comercialmente sem violar a ideia do código aberto.

A nova especificação OSM expande o portfólio de especificações do módulo SGET com minimódulos BGA soldáveis ​​que são significativamente menores do que os módulos disponíveis anteriormente. O maior módulo OSM, medindo 45x45mm, é 28% menor que o µQseven (40x70mm), um padrão também hospedado pela SGET, e 51% menor que SMARC (82x50mm).

Outros tamanhos de módulo na nova especificação OSM são menores. OSM Size-0 (zero) tem a menor pegada com 188 pinos BGA em 30x15mm. OSM Size-S (pequeno) mede 30x30mm com 332 pinos, OSM Size-M (Medium) oferece 476 pinos em 30x45mm e Size-L (grande) - como mencionado anteriormente - mede 45x45mm com 662 pinos BGA. O SMARC, em comparação, especifica 314 pinos e Qseven 230. Isso significa que o design BGA torna possível implementar significativamente mais interfaces em uma pegada menor - o que é inovador, tanto em termos de miniaturização quanto na crescente complexidade dos requisitos.

Quais conjuntos de recursos estão disponíveis nas várias configurações de tamanho?
As interfaces variam em tipo e design, dependendo do tamanho dos módulos OSM. Em configurações máximas, os módulos OSM fornecem todas as funções que compõem um sistema integrado, IoT ou de borda programável aberto, incluindo GUI.

Módulos de Size-S para cima oferecem interfaces de vídeo para até 1x RGB e DSI de 4 canais. Módulos Size-M também podem suportar 2x eDP / eDP ++, e Size-L adiciona interface 1x LVDS para gráficos. Portanto, as configurações máximas podem fornecer até 5 saídas de vídeo em paralelo. Todos os módulos de Size-S para cima oferecem ainda uma interface serial de câmera de 4 canais (CSI). Os módulos Size-L fornecem até 10 pistas PCIe para conexão rápida de periféricos; Size-M oferece 2x PCIe x1 e Size-S 1x PCIe x1. Em vista de sua pegada extremamente miniaturizada, os módulos Size-0 não apresentam nenhum dos I / Os mencionados, mas oferecem todas as interfaces listadas na especificação OSM, que provisiona até 5x Ethernet para comunicação de sistema a sistema.

Além disso, todos os módulos possuem o que é chamado de área de comunicação, fornecendo 18 pinos para sinais de antena para comunicação sem fio ou integração de barramentos de campo. Em seguida, existem até 4x USB 2.0 ou 2x USB 3.0 (somente no tamanho L), até 2x CAN e 4x UART. A mídia de armazenamento Flash pode ser conectada via UFS. Além disso, até 19 pinos estão disponíveis para sinais específicos do fabricante.

Finalmente, e para completar o conjunto de recursos, existem até 39 GPIOs, SPI, I2C, I2S, SDIO e entradas analógicas 2x. Como uma proteção para o futuro e para garantir que quaisquer expansões futuras sejam compatíveis com versões anteriores, até 58 pinos são reservados para fins futuros.