Frank Urbe,Senior Manager, SST EMEA
使用模組系統(tǒng)(SOM)或單板計(jì)算機(jī)(SBC)的主要好處是可以充分利用您有限的研發(fā)資源,基于現(xiàn)成的SOM和SBC搭建快速響應(yīng)的解決方案。詳細(xì)了解即用型SOM和SBC的優(yōu)勢,以了解這些優(yōu)勢如何幫助您加快開發(fā)周期。
近年來,自制或外購、快速上市、可擴(kuò)展性和成本優(yōu)化等術(shù)語是客戶經(jīng)常探討的話題??蛻粼谔峒斑@些詞匯時(shí),通常是在談?wù)摶蚩紤]“計(jì)算機(jī)模塊的購買方案”。在深入了解這些詳細(xì)信息之前,我們可以先了解一些定義
定義
單板計(jì)算機(jī)(Single Board Computer,SBC)是構(gòu)建在單個(gè)印刷電路板上的完整計(jì)算機(jī),包含時(shí)鐘、微處理器、RAM、閃存、以太網(wǎng)和I/O控制器。
模組計(jì)算機(jī)(Computer-On-Module,COM)又稱“模組系統(tǒng)”(System-On-Module,SOM),通常沒有可以直接連接外圍設(shè)備的I/O插座。必須將它們插入主板(通常稱為擴(kuò)展板或基板)中,才能形成連接外部的I/O路徑。
使用SBS或SOM這種方式非常普遍,因?yàn)檫@樣可以讓終端客戶(例如,POS、工廠自動(dòng)化、醫(yī)療)專注于發(fā)揮自身的核心競爭力,例如:
● 定制專門的I/O的基板
●?設(shè)計(jì)擴(kuò)展卡(例如,基板上M.2外形尺寸)
●?優(yōu)化個(gè)性化應(yīng)用軟件
外形尺寸
說起來容易,但是決定成敗的往往是細(xì)節(jié)。雖然SBC由應(yīng)用程序本身驅(qū)動(dòng),但客戶會根據(jù)所選配件SOM的要求制定解決方案,而SOM在幾種情況下其外形會有所不同。本節(jié)將簡要介紹一些縮略詞和主要外形尺寸。
主要的外形尺寸由SGET定義。SGET主要關(guān)注的是Arm架構(gòu),因此我們正在仔細(xì)研究SGET的舉措。
SGET(嵌入式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織)
嵌入式技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化組織(簡稱SGET)是一個(gè)由公司和組織組成的國際非營利性協(xié)會,旨在共同開發(fā)嵌入式計(jì)算機(jī)技術(shù)的獨(dú)立規(guī)范。SGET e.V.是根據(jù)德國法律成立的注冊技術(shù)、科學(xué)和教育協(xié)會。其目的是提供一個(gè)平臺來定義和推廣嵌入式技術(shù)的行業(yè)公開標(biāo)準(zhǔn)。
SGET目標(biāo):
●?提供一個(gè)平臺,推廣低成本、高性能嵌入式技術(shù)的行業(yè)規(guī)范
●?真正面向全球,而不僅限于歐洲
●?定義市場行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),擯棄官僚主義
●?所有規(guī)范均可無限制地免費(fèi)訪問和下載
●?覆蓋面廣的開放型組織
●?嵌入式技術(shù)(硬件、軟件、系統(tǒng)、接口、機(jī)制等)的獨(dú)立規(guī)范/工作組
從2021年起,瑞薩電子一直是SGET e.V.的成員。很重要的一點(diǎn)是,瑞薩電子和SGET共享我們在MPU設(shè)計(jì)方面的經(jīng)驗(yàn)以及如何從現(xiàn)場獲得所需反饋意見的經(jīng)驗(yàn)。
SGET成員https://sget.org/about-sget/members/
SGET行業(yè)公開標(biāo)準(zhǔn)?https://sget.org/standards/
SMARC“智能移動(dòng)架構(gòu)”
SMARC?(“智能移動(dòng)架構(gòu)”)是一款多功能小型計(jì)算機(jī)模塊,適用于需要低功耗、低成本和高性能的應(yīng)用場景。
該模塊使用的Arm SOC通常與許多常用設(shè)備(如平板電腦和智能手機(jī))中使用的Arm SOC相似或者相同。
該模塊目前有兩種尺寸:
82mm×50mm和82mm×80mm。
●?模塊PCB有14個(gè)金手指引腳,引腳間距為0.5mm,采用可插拔的連接器接口
●?第三種規(guī)格也正在討論中
最新的規(guī)格是2.1,且目前SGET正在開發(fā)一種更小的新外形尺寸。
圖1:對比全尺寸和半尺寸SMARC模塊
OSM(Open Standard Modules?)
Open Standard Modules?的全部理念都是為小尺寸、低成本嵌入式計(jì)算機(jī)模塊創(chuàng)建一套面向未來的多元化
全新標(biāo)準(zhǔn),使其具備以下關(guān)鍵特征:
●?焊接、組裝和測試過程中的工作完全可由機(jī)器處理
●?具備各種可能的PCB封裝形式,可直接焊接,無需連接器
●?預(yù)定義的軟接口和硬件接口
●?軟硬件開放源碼
Open Standard Module?(OSM)規(guī)格可用于為最流行的MCU32、Arm甚至X86架構(gòu)的開發(fā)、生產(chǎn)和分布式嵌入式模塊。面對越來越豐富的物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用場景,該標(biāo)準(zhǔn)有助于客戶利用模塊化嵌入式計(jì)算的優(yōu)勢,滿足其在成本、空間和接口方面越來越高的要求。該標(biāo)準(zhǔn)還支持不同的外形尺寸(例如SMARC和專屬外形尺寸),并幫助開發(fā)人員輕松擴(kuò)展其開發(fā)規(guī)模。
圖2:基于OSM標(biāo)準(zhǔn)的外形尺寸變化
專屬外形尺寸
客戶所用的大多數(shù)模塊仍然采用專屬的外形尺寸。甚至OEM客戶也在自己開發(fā)和生產(chǎn)計(jì)算機(jī)模塊,目的是將硬件處理單元與應(yīng)用程序分開,并將開發(fā)團(tuán)隊(duì)分成兩個(gè)不同的工作組。專屬解決方案可讓客戶更加專注于專用的SOC但不錯(cuò)失SOC的任何功能,或者專注于產(chǎn)品特性,通過應(yīng)用或聚焦一個(gè)主要功能特點(diǎn)是常見的實(shí)現(xiàn)手段,比如縮小尺寸)。
為客戶帶來的好處
使用SOM或SBC的主要好處是不依賴于客戶自身現(xiàn)有的資源和專有知識??蛻舨少廠OM或SBC時(shí),不需要具備MPU設(shè)計(jì)知識,因?yàn)樵撊蝿?wù)已經(jīng)外包給MPU專家??焖倩ミB、高速信號連接和配套芯片選型方面的難題迎刃而解。
瑞薩電子提供兩項(xiàng)合作伙伴計(jì)劃來支持您的產(chǎn)品開發(fā)?!癛Z合作伙伴生態(tài)系統(tǒng)計(jì)劃”提供基于RZ MPU的即用型合作伙伴解決方案,助力您加快電路板的開發(fā)。另一方面,“首選合作伙伴計(jì)劃”是一個(gè)圍繞硬件打造的合作伙伴計(jì)劃:由我們的合作伙伴提供基于瑞薩RZ系列MPU以及瑞薩模擬器件、傳感器和連接技術(shù)的即用型硬件解決方案(包括BSP)。借助這兩項(xiàng)合作伙伴計(jì)劃,客戶就可以減少在硬件方面的工作,將更多精力放在“如何讓產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)差異化”上面。兩項(xiàng)合作伙伴計(jì)劃都可以面向消費(fèi)解決方案以及各種工業(yè)應(yīng)用場景(包括醫(yī)療設(shè)備在內(nèi))提供解決方案和硬件。