{"id":665,"date":"2020-12-31T11:02:00","date_gmt":"2020-12-31T03:02:00","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.adlinktech.com\/?p=665"},"modified":"2022-04-26T15:10:56","modified_gmt":"2022-04-26T07:10:56","slug":"adlink-i-pi-blends-raspberry-pi-and-computer-on-modules-for-rapid-industrial-prototyping","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blog.adlinktech.com\/de\/2020\/12\/31\/adlink-i-pi-mischt-raspberry-pi-und-computer-on-modules-fur-rapid-industrial-prototyping\/","title":{"rendered":"ADLINK I-Pi kombiniert Himbeer-Pi und Computer-on-Module f\u00fcr Rapid Industrial Prototyping"},"content":{"rendered":"<h3 class=\"wp-block-heading\">Rapid Prototyping von industriellen Systemen in Produktionsqualit\u00e4t<\/h3>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Viele Entwicklungsteams starten jetzt Designprojekte mit Entwicklungskits (Entwicklungskits), die Kernsystemkomponenten, eine grundlegende Firmware-Infrastruktur und unterst\u00fctzende Dokumentation enthalten, um den Prototyping-Prozess zu beschleunigen. Und zum gr\u00f6\u00dften Teil sind diese Kits unglaublich g\u00fcnstig. W\u00e4hrend Entwickler-Kits Engineering-Teams dabei helfen k\u00f6nnen, einen Vorsprung bei ihren Software-Stacks zu erlangen, k\u00f6nnen sie sp\u00e4ter auch ein Anker f\u00fcr Ingenieure f\u00fcr eingebettete Hardware und Firmware sein, weil:<\/p>\n\n\n\n<ul class=\"wp-block-list\"><li>Die meisten Board-Komponenten werden im endg\u00fcltigen Design nicht genutzt, insbesondere wenn das System f\u00fcr gewerbliche oder industrielle M\u00e4rkte entwickelt wird.<\/li><li>Jeder auf dem Kit entwickelte Code muss f\u00fcr das Produktionssystem optimiert werden.<\/li><\/ul>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Warum also nicht ein Produktionsqualit\u00e4tssystem f\u00fcr den Prototyping-Prozess verwenden?<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Rapid Prototyping von industriellen Systemen in Produktionsqualit\u00e4t<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die vorherige Frage ist nur etwas rhetorisch. Die offensichtliche Antwort ist, dass handels\u00fcbliche Hardware viel mehr kostet, als Sie normalerweise zum Basteln ausgeben w\u00fcrden, und dass die Hardware f\u00fcr eine bestimmte Endanwendung angepasst werden muss.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Es gibt jedoch eine Hardwareoption, die Produktionsqualit\u00e4t und Designflexibilit\u00e4t miteinander verbindet: das Computer-on-Module (COM). COMs verwenden eine Zwei-Karten-Architektur, die aus einer anwendungsspezifischen Tr\u00e4gerkarte mit allen E \/ A-Anforderungen eines Systems und einem Rechenmodul besteht, das in den Tr\u00e4ger eingesteckt wird, um Verarbeitung, Speicher, E \/ A-Controller und dergleichen bereitzustellen ( Abbildung 1).<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image\"><img data-recalc-dims=\"1\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/i0.wp.com\/cdn.adlinktech.com\/webupd\/en\/Upload\/ADLINK-I-Pi-raspberry-PI-computer-on-modules-rapid-industrial-prototyping\/LEC-IMX8MP.jpg?w=723&#038;ssl=1\" alt=\"&lt;br \/&gt;Abbildung 1. COM-Module wie das ADLINK LEC-IMX8MP sind f&uuml;r industrielle Anwendungsf&auml;lle konzipiert und enthalten robuste Komponenten f&uuml;r raue Umgebungen.\"\/><figcaption>Abbildung 1. COM-Module wie das ADLINK LEC-IMX8MP sind f\u00fcr industrielle Anwendungsf\u00e4lle konzipiert und enthalten robuste Komponenten f\u00fcr raue Umgebungen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der Vorteil dieses Ansatzes f\u00fcr kommerzielle Systeme besteht darin, dass Unternehmen vor Veralterung der Hardware gesch\u00fctzt werden, da ein \u00e4lteres Prozessormodul ein Jahr oder sogar Jahrzehnte nach der ersten Bereitstellung durch ein neues und verbessertes ersetzt werden kann. In diesen Szenarien wird die Vorw\u00e4rts- und R\u00fcckw\u00e4rtskompatibilit\u00e4t durch Industriestandards wie PICMG COM Express, Qseven und SGET SMARC sichergestellt.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Aber was ist mit dem Prototyping?<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">ADLINK I-Pi ist eine industrielle IoT-Prototyping-Plattform, die Komponenten in Produktionsqualit\u00e4t, extreme Software-Portabilit\u00e4t und Raspberry Pi-\u00e4hnliche Flexibilit\u00e4t und Erweiterung in einem COM-Formfaktor kombiniert. Basierend auf dem oben abgebildeten SMARC-Modul LEC-IMX8MP entspricht der I-Pi der SMARC 2.1-Spezifikation, die ein kompaktes Modul von 82 mm x 50 mm definiert.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die Plattform unterst\u00fctzt Betriebstemperaturen von -40 \u00b0 C bis + 85 \u00b0 C, Sto\u00df- und Vibrationstoleranzen gem\u00e4\u00df IEC 60068-2-27 \/ 64 und MIL-STD-202 F und integriert USB- und PCI-Schalter direkt am Prozessormodul (sofern das Modul vorhanden ist) Der Host-Prozessor unterst\u00fctzt PCIe), um die Designkosten f\u00fcr Tr\u00e4gerplatinen zu senken (Abbildung 2).<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image\"><img data-recalc-dims=\"1\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/i0.wp.com\/cdn.adlinktech.com\/webupd\/en\/Upload\/ADLINK-I-Pi-raspberry-PI-computer-on-modules-rapid-industrial-prototyping\/I-Pi-SMARC-PLUS-IMX8MP.jpg?w=723&#038;ssl=1\" alt=\"&lt;br \/&gt;Abbildung 2. Die I-Pi SMARC Plus-Prototyping-Plattform kombiniert die Flexibilit&auml;t von Raspberry Pi oder Arduino mit der Robustheit eines industriellen Computer-on-Moduls (COM).\"\/><figcaption>Abbildung 2. Die I-Pi SMARC Plus-Prototyping-Plattform kombiniert die Flexibilit\u00e4t von Raspberry Pi oder Arduino mit der Robustheit eines industriellen Computer-on-Moduls (COM).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Portabilit\u00e4t f\u00fcr das Prototyping<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der LEC-IMX8MP im Herzen des I-Pi SMARC Plus beherbergt ein Arm Cortex-A53-basiertes NXP i.MX8M Plus Quad-Core-System auf dem Chip mit optionaler In-SoC Neural Processing Unit (NPU) und bis zu 8 GB Speicher . Signale von zwei GbE-LANs, zwei USB 3.0-Anschl\u00fcssen, drei USB 2.0-Anschl\u00fcssen und einem USB 2.0-OTG-Anschluss, einem vierspurigen MIPI-DSI, einem vierspurigen MIPI-CSI und einem zweispurigen MIPI-CSI sowie CAN, SPI, UART und Serielle I2C-Schnittstellen werden \u00fcber den MXM 3.0-Anschluss zur und von der I-Pi-Tr\u00e4gerplatine \u00fcbertragen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der I-Pi kann auch SMARC-Module mit Prozessoren unterst\u00fctzen, die so fortschrittlich sind wie die neuesten Intel Elkhart Lake-Prozessoren. Auf diese Weise k\u00f6nnen Ingenieure problemlos ein Modul gegen ein anderes austauschen und dabei verschiedene Funktionen oder Leistungsstufen bewerten. PCI-Entkopplungskondensatoren und Verriegelungen an ADLINK SMARC-Modulen erleichtern das Austauschen von Modulen. Ein Ingenieur muss also nur sicherstellen, dass die Leiterbahnen auf der Tr\u00e4gerplatine ausgerichtet sind.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Die einzigen Hochgeschwindigkeitssignale auf der Tr\u00e4gerplatine des Kits sind PCI Express und HDMI, wodurch die Komplexit\u00e4t der Plattform verringert wird, sodass Ingenieure verschiedene Module problemlos bewerten k\u00f6nnen, ohne die grundlegende Hardware-Infrastruktur neu entwickeln zu m\u00fcssen. Diese Schnittstellen k\u00f6nnen in einer optimierten anwendungsspezifischen Tr\u00e4gerplatine ge\u00e4ndert, hinzugef\u00fcgt oder von dieser subtrahiert werden, sobald die Entwurfsanforderungen sp\u00e4ter festgelegt sind. Nat\u00fcrlich f\u00fchren Hardwaremodifikationen zu Codemodifikationen. Der \u00dcbergang zwischen einer Arm-basierten Computerarchitektur und einem Intel-basierten Prozessormodul wie beim I-Pi bedeutet in der Regel ein vollst\u00e4ndiges Software-Redesign.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Im Fall des I-Pi hat ADLINK die MRAA-Hardware-Abstraktionsschicht (HAL) beauftragt, diese \u00dcberarbeitung zu umgehen. MRAA ist eine Open-Source-C \/ C ++ - Bibliothek mit Java-, JavaScript- und Python-Integrationen, mit der Software von einer Plattform auf eine andere portiert werden kann - sogar SMARC-Module mit unterschiedlichen Prozessortypen (Abbildung 3). MRAA wurde von Intel entwickelt und bietet Treiber und APIs, mit denen Ingenieure Module, Sensor-HATs und sogar Portcode, die in Arduino- oder Raspberry Pi-Umgebungen geschrieben wurden, ohne Nacharbeit auf dem I-Pi ersetzen k\u00f6nnen.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image\"><img data-recalc-dims=\"1\" decoding=\"async\" src=\"https:\/\/i0.wp.com\/cdn.adlinktech.com\/webupd\/en\/Upload\/ADLINK-I-Pi-raspberry-PI-computer-on-modules-rapid-industrial-prototyping\/Industrial-Pi-figures_02-MRAA%26UPM.png?w=723&#038;ssl=1\" alt=\"&lt;br \/&gt;Abbildung 3. Alle ADLINK SMARC-Module integrieren die MRAA-Hardware-Abstraktionsschicht (HAL).\"\/><figcaption>Abbildung 3. Alle ADLINK SMARC-Module integrieren die MRAA-Hardware-Abstraktionsschicht (HAL).<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Schnellere Zeit bis zur Industriequalit\u00e4t<\/h2>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Kosten und Time-to-Market sind in der Elektronikbranche das A und O. Tats\u00e4chlich gaben 46,8 Prozent der Befragten einer k\u00fcrzlich von Embedded &amp; IoT Technologist durchgef\u00fchrten Umfrage unter professionellen Ingenieuren an, dass \u201eaggressive Zeitpl\u00e4ne\u201c oder \u201eim Budget bleiben\u201c die herausforderndsten Aspekte ihrer Arbeit waren.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Der modulare Ansatz des I-Pi in Bezug auf Hardware und Software behebt beide Probleme in der Prototyping-Phase, indem die Zug\u00e4nglichkeit von Plattformen wie Raspberry Pi und Arduino mit der Robustheit eines industriellen COM verbunden wird. Durch die Zusammenarbeit mit einem COM in Produktionsqualit\u00e4t von Anfang an k\u00f6nnen Ingenieure in sp\u00e4teren Entwurfsphasen Zeit und Geld sparen.<\/p>\n\n\n\n<p class=\"wp-block-paragraph\">Besuchen Sie, um Ihr n\u00e4chstes Embedded-Design in Industriequalit\u00e4t zu beschleunigen <a rel=\"noreferrer noopener\" href=\"https:\/\/www.ipi.wiki\/\" target=\"_blank\">https:\/\/www.ipi.wiki\/<\/a><\/p>\n\n\n\n<div class=\"wp-block-coblocks-author\"><figure class=\"wp-block-coblocks-author__avatar\"><img data-recalc-dims=\"1\" decoding=\"async\" alt=\"Verfasser: Henri Parmentier\" class=\"wp-block-coblocks-author__avatar-img\" src=\"https:\/\/i0.wp.com\/blog.adlinktech.com\/wp-content\/uploads\/2020\/08\/0-8.jpg?w=723&#038;ssl=1\"\/><\/figure><div class=\"wp-block-coblocks-author__content\"><span class=\"wp-block-coblocks-author__name\">Verfasser: Henri Parmentier<\/span><p class=\"wp-block-coblocks-author__biography\">Senior Manager EPM-Modules Product Center bei ADLINK Technology<\/p>\n<div class=\"wp-block-button\"><a class=\"wp-block-button__link\" href=\"https:\/\/www.linkedin.com\/in\/henriparmentier\/\" target=\"_blank\" rel=\"noreferrer noopener\">LinkedIn<\/a><\/div>\n<\/div><\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Rapid prototyping of production-grade industrial systems Many engineering teams are now starting design projects with development kits (dev kits) which package core system components, baseline firmware infrastructure and supporting documentation to accelerate the prototyping process. 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