Geschwindigkeit und zukunftssichere AI-basierte Designs von SMARC AIOMs Teil 1

Modulares Design eingebetteter Systeme heute und morgen

Ein herkömmlicher Einplatinencomputer (SBC) ist ein vollständiger Computer - einschließlich einer Mikroprozessoreinheit (MPU), eines Speichers, einer Ein- / Ausgabe (E / A) und anderer Funktionen, die für einen funktionierenden Computer erforderlich sind -, die alle auf einer einzelnen Leiterplatte realisiert sind ( PCB). Herkömmliche SBCs enthalten auch Standardanschlüsse, über die Eingangs- / Ausgangsperipheriegeräte direkt an die Karte angeschlossen werden können.

Das Konzept der „Zukunftssicherheit“ eines elektronischen Systems umfasst die Gestaltung des Produkts so, dass es den erhöhten Rechenanforderungen sich entwickelnder und neuer Anwendungen gerecht wird. Leider bedeutet die Tatsache, dass sie Verarbeitungsfunktionen mit anderen Elementen kombinieren, dass traditionelle SBCs der begrenzende Faktor für die Zukunftssicherheit der Systeme sein können, in denen sie sich befinden.

Eine Lösung für Gerätehersteller, die auf einem zunehmend wettbewerbsintensiven Markt „auf der Welle“ fahren möchten, besteht darin, eine Strategie zu entwickeln, die auf dem Einsatz von Computer-on-Modules (COMs) basiert.

Wie ein SBC ist ein COM ein vollständig eingebettetes Computersystem, das auf einer relativ kleinen Leiterplatte implementiert ist. Ein solcher COM konzentriert sich auf einen Prozessor (möglicherweise mit mehreren Kernen), Speicher, Eingabe- / Ausgabesteuerungen (E / A-Controller) und alle anderen Funktionen, die zur Implementierung eines voll funktionsfähigen Computers erforderlich sind.

Im Gegensatz zu einem herkömmlichen SBC fehlen einem COM jedoch die Standardanschlüsse, über die Eingangs- / Ausgangsperipheriegeräte direkt an die Karte angeschlossen werden können. Stattdessen wird der COM an eine Trägerplatine (oder „Basisplatine“) angeschlossen, die zusätzliche Komponenten und Subsysteme enthält. Auf diese Weise kann sich die COM auf die Bereitstellung der wichtigsten Rechenfunktionen konzentrieren, während die Trägerplatinen die „geheime Sauce“ bereitstellen, mit der Systementwickler ihre Produkte von den Angeboten der Wettbewerber unterscheiden können.

Durch die Verwendung eines vorhandenen Standard-COM können Systemarchitekten eine Vielzahl von Produktanforderungen auf eine Weise erfüllen, die Entwicklungszeit, -aufwand und -ressourcen reduziert, die Markteinführungszeit verkürzt und das Risiko minimiert. Darüber hinaus hilft die Verwendung von COMs auf der Grundlage von Schnittstellenspezifikationen nach Industriestandard, die Systeme, in denen sie sich befinden, zukunftssicher zu machen, da es möglich ist, eine vorhandene COM durch eine leistungsstärkere Einheit zu ersetzen, ohne den Rest des Systems zu ändern. Außerdem ist es bei Bedarf möglich, COMs von mehreren Anbietern zu beziehen.

SMARCs: Der Stand der Technik in COMs

Das COM-Konzept - eine COM-Karte mit den wichtigsten Rechenfunktionen auf einer Trägerplatine mit zusätzlichen Funktionen und der „geheimen Soße“ des Designs - ist für sich genommen von Interesse, selbst wenn Designer proprietäre (möglicherweise selbst entworfene) verwenden. COMs. Durch die Verwendung von COM-Angeboten nach Industriestandard können Designer jedoch die Vorteile eines COM-basierten Ansatzes voll ausnutzen.

Es gibt eine Reihe von Industriestandards für COMs, die jeweils unterschiedliche Anwendungsbereiche abdecken. Einer der beliebtesten Standards ist SMARC (Smart Mobility ARChitecture), dessen Spezifikation von der veröffentlicht wird Standardisierungsgruppe für eingebettete Technologien eV (SGET). SMARC COM-Module wurden speziell für die Entwicklung extrem kompakter Systeme mit geringem Stromverbrauch entwickelt, die auf ARM- und x86-SoCs basieren.

<br />
<br />Vorder- (oben) und Rückansicht (unten) eines SMARC-Moduls der vorherigen Generation basierend auf dem NXP iMX8M
Vorder- (oben) und Rückansicht (unten) eines SMARC-Moduls der vorherigen Generation basierend auf dem NXP iMX8M

Die Möglichkeit, einen SMARC COM durch einen anderen zu ersetzen, während dieselbe Trägerplatine beibehalten wird, ermöglicht Skalierbarkeit, schnelle Markteinführungszeit und Aufrüstbarkeit bei gleichzeitig niedrigen Kosten, geringem Stromverbrauch und geringer physischer Größe. Darüber hinaus ermöglicht die Verwendung von SMARC-COMs nach Industriestandard Optionen aus der zweiten Quelle, die bei Verwendung proprietärer Designs einfach nicht verfügbar sind.

Die SGET-Mitgliedschaft umfasst viele der weltweit führenden Entwickler von Produkten für Embedded Computing-, Test- und Mess- sowie Automatisierungsanwendungen. ADLINK ist nicht nur ein wichtiges SGET-Mitglied, sondern auch eine der treibenden Kräfte hinter der SMARC-Spezifikation und bietet eine Vielzahl von Stand der Technik SMARC COM-Module.

Fortgesetzt werden…

Verfasser: Henri Parmentier
Verfasser: Henri Parmentier

Senior Manager EPM-Modules Product Center bei ADLINK Technology