Le kit I-Pi SMARC accélère le prototypage et le développement pour les applications industrielles

Diverses options de déploiement sont disponibles pour le kit de développement ADLINK I-Pi SMARC

La série Kit de développement I-Pi SMARC a beaucoup à offrir, dont le moindre n'est pas son prix relativement bas. Ce n'est qu'une des raisons pour lesquelles de nombreux ingénieurs l'utilisent pour le prototypage. Une autre caractéristique clé, si c'est le mot juste, est qu'il est attrayant pour tous les niveaux d'ingénieur, du débutant à l'expert.

Les débutants sont devenus assez à l'aise avec des kits de cet acabit grâce à la popularité de l'Internet des objets (IoT) et des kits de développement comme le Raspberry Pi et Arduino et leur nature open-source. Le code est disponible pour à peu près toutes les applications sur lesquelles vous travaillez, et cela inclut également tous les périphériques enfichables, capteurs, actionneurs, etc.

À mesure que de plus en plus d'ingénieurs se sont impliqués dans ces projets, les outils, les logiciels et même les kits eux-mêmes sont devenus plus robustes, ce qui les rend plus attrayants même pour les concepteurs les plus expérimentés. Désormais, un pourcentage élevé de conceptions commence avec le kit de développement omniprésent. En regardant uniquement Raspberry Pi, les observateurs du marché affirment que plus de 50 millions de kits avaient été expédiés au début de cette année, avec une dizaine de modèles différents disponibles.

Une des raisons pour lesquelles les fabricants apprécient les kits de développement est qu'ils savent que les ingénieurs ont tendance à les utiliser à la fois au travail et à la maison. Par conséquent, les ingénieurs expérimentent chez eux des périphériques et des capteurs et développent des prototypes de qualité professionnelle de produits potentiels pour leurs employeurs.

Problèmes avec les produits de consommation

Il y a des problèmes potentiels à ce processus de conversion des produits brassés maison en produits commerciaux. L'un de ces problèmes est la plage de température nécessaire. La maison de l'ingénieur peut rester à une température simple de + 23 ° C, plus ou moins environ 10 degrés. Mais cela ne convient évidemment pas à un produit professionnel. Les problèmes de chocs et de vibrations doivent également être surmontés. L'ingénieur sait que l'appareil de sa maison sera joliment collé ensemble, ce n'est pas le look que vous souhaitez pour votre produit final d'expédition.

Un autre problème qui doit être pris en compte est l'échange de composants. Bien qu'un ingénieur expérimenté sache qu'il peut remplacer certains composants sans (ou peu) d'effets néfastes, vous n'êtes tout simplement pas autorisé à le faire avec un produit qui a dépassé le stade du prototype, surtout s'il est destiné à être utilisé dans le médical, l'industrie ou applications militaires. Une fois la conception verrouillée, aucune modification n'est autorisée.

Les ingénieurs ont la possibilité de choisir l'un des kits de développement industriel existants sur le marché. Mais comme vous vous en doutez, ils sont beaucoup plus limités dans ce qu'ils peuvent faire, quels logiciels sont disponibles et quels périphériques vous pouvez construire ou acheter. Et ils peuvent chacun fonctionner en utilisant un protocole ou une interface différent, en particulier lorsqu'il s'agit de fonctions telles que les broches d'entrée / sortie à usage général (GPIO), les fonctions de modulateur de largeur d'impulsion (PWM), les convertisseurs analogique-numérique (ADC), numérique-analogique convertisseurs (DAC) et fonctions de communication comme I2C, SPI, UART, etc.

Couches d'abstraction matérielle


Quelques termes sur lesquels les concepteurs expérimentés sont généralement au courant sont les couches d'abstraction matérielle (HAL) et RAA (Figure 1). Le HAL est une couche d'abstraction implémentée dans le logiciel entre le matériel physique et le logiciel de l'ordinateur. Le but de la HAL est de masquer les différences dans le matériel du système d'exploitation. Par conséquent, la plupart du code du système d'exploitation n'a pas besoin d'être modifié en cas de modification du matériel.

vue de haut niveau de la pile logicielle/matérielle, y compris la couche d'abstraction<br />Figure 1 : Montré ici est une vue de haut niveau de la pile logicielle/matérielle, y compris la couche d'abstraction

Figure 1: Voici une vue de haut niveau de la pile logicielle / matérielle, y compris la couche d'abstraction Les MRAA, provenant d'une bibliothèque Intel, jouent le rôle d'un HAL, mais ils simplifient également la logique nécessaire pour se connecter à différentes broches de capteur. Les MRAA sont portables, ce qui signifie qu'ils permettent d'exécuter le même code sur plusieurs plates-formes. Cela peut être pour des programmes écrits en C ++, Python, JavaScript ou Java, ou autre chose.

Revenant aux plates-formes de développement, en particulier Arduino, les utilisateurs ont profité d'Arduino Create, une plate-forme en ligne intégrée qui permet aux utilisateurs d'écrire du code, d'accéder au contenu, de configurer des cartes et de partager des projets. Comme la plupart des produits de la famille Arduino, ils peuvent être utilisés par tous les niveaux de développeurs. En regardant Raspberry Pi, plusieurs environnements de développement intégrés (IDE) sont disponibles. Notez que le MRAA peut être utilisé comme HAL pour les plates-formes Arduino et Raspberry Pi.

Les développeurs de cet espace doivent également être conscients de la UPM, qui est essentiellement une bibliothèque de capteurs avec des API de haut niveau qui facilitent la connexion et l'utilisation de capteurs et d'actionneurs populaires dans les solutions IoT. Ces pilotes logiciels interagissent avec la plate-forme matérielle sous-jacente via des appels aux API MRAA. Comme vous vous en doutez, les pilotes sont disponibles pour les plates-formes Arduino et RPi.

SMARC définit le module

Cela nous ramène à la SMARC (Smart Mobility ARChitecture), qui fait référence à la définition de module pour un ordinateur polyvalent de petit facteur de forme ciblant des applications qui nécessitent une faible consommation d'énergie et de faibles coûts, tout en conservant un niveau de performance élevé. Conformément aux spécifications, les modules SMARC prennent en charge une plage de température de -20 ofC à + 85⁰C (notez que certains modules SMARC sont spécifiés pour une plage de -40⁰C à + 85⁰C). La spécification SMARC a été créée au sein du Groupe de normalisation des technologies embarquées (SGET).

Pour simplifier la conception, tous ces composants matériels et logiciels sont réunis en Kit de développement SMARC Industrial Pi (I-Pi) d'ADLINK (Figure 2). Le kit comprend une alimentation, un câble de programmation USB et une carte mémoire SD contenant le système d'exploitation Linux. Et le blindage acrylique transparent autour de l'I-Pi SMARC ajoute un niveau de protection.

Kit de développement I-Pi SMARC d'ADLINK<br />Figure 2 : Kit de développement I-Pi SMARC d'ADLINK. Le kit de développement I-Pi SMARC d'ADLINK contient tout ce dont un ingénieur a besoin pour se lancer sur un prototype industriel. (Source de l'image : ADLINK)

Figure 2: Kit de développement I-Pi SMARC d'ADLINK. Le kit de développement I-Pi SMARC d'ADLINK contient tout ce dont un ingénieur a besoin pour se lancer sur un prototype industriel. (Source de l'image: ADLINK) En regardant le dessous de l'I-Pi SMARC (Figure 3), vous pouvez voir que l'I-Pi est la plus grande carte porteuse qui fournit toutes les interfaces vers le monde extérieur, tandis que le module de processeur SMARC est la plus petite carte qui se branche sur le support I-Pi. Le kit contient également des fonctions qui ne sont pas incluses sur des plates-formes telles que le Raspberry Pi, mais qui sont nécessaires pour créer des systèmes et des appareils embarqués basés sur l'IoT, comme une horloge en temps réel (RTC).

le dessous de la porteuse I-Pi d'ADLINK et du module de traitement SMARC<br />Figure 3: La face inférieure du support I-Pi d'ADLINK et du module de traitement SMARC est illustrée. (Source de l'image: ADLINK)

Figure 3: La face inférieure du support I-Pi d'ADLINK et du module de traitement SMARC est illustrée. (Source de l'image: ADLINK)

Consumer Verses Professional

Les plates-formes grand public telles que le Raspberry Pi et Arduino sont assez différentes des produits professionnels tels que I-Pi SMARC d'ADLINK. Comme indiqué précédemment, les concepteurs travaillant avec des produits destinés au marché grand public, comme le Raspberry Pi et l'Arduino, effectuent facilement des substitutions de composants comme bon leur semble. Et dans de nombreux cas, les utilisateurs finaux ne sont même pas informés des changements (et n'ont pas besoin d'être informés).

Cependant, dans le secteur industriel, c'est une histoire complètement différente. Le SMARC I-Pi d'ADLINK suit les pratiques ECN (avis de modification technique) et PCN (avis de changement de processus) standard de l'industrie. Cela signifie que les utilisateurs finaux ont accès à une piste d'audit qui définit les modifications éventuelles qui ont été apportées et pourquoi.

Nous pouvons faire un argument similaire à propos du reporting et du débogage des problèmes de qualité de production. Ce n'est tout simplement pas possible pour Raspberry Pi et Arduino. Non seulement c'est possible pour I-Pi SMARC d'ADLINK, mais les mécanismes de rapport et de débogage sont inclus pour simplifier le processus. Et n'oubliez pas le service après-vente et les RMA (autorisations de retour de marchandise). ADLINK garantit et prend entièrement en charge l'I-Pi SMARC.

Disponibilité à long terme

Une caractéristique qui doit être intégrée à tout produit industriel est la disponibilité à long terme. Dans certains cas, cela signifie sept à dix ans ou plus. Les plates-formes grand public comme Raspberry Pi et Arduino n'ont aucune garantie de longévité et, franchement, on ne l'attend pas. Ils peuvent être interrompus à tout moment sans préavis. ADLINK garantit une disponibilité de 10 ans pour le I-Pi SMARC. Diverses options de déploiement sont disponibles pour le kit de développement ADLINK I-Pi SMARC. La bonne nouvelle est que les développeurs qui ont déjà créé des prototypes à l'aide des plates-formes Arduino ou Raspberry Pi peuvent exploiter ces écosystèmes et bibliothèques de capteurs et migrer leurs conceptions dans un environnement industriel, grâce au kit de développement ADLINK I-Pi SMARC.

Lorsque vous êtes prêt à passer du prototype à la production, la spécification open source de l'I-Pi Carrier peut servir de point de départ aux développeurs qui cherchent à créer leurs propres supports. Cela serait bénéfique pour les réductions de coûts, car vous souhaiterez peut-être uniquement renseigner l'opérateur avec les fonctions et interfaces requises pour votre application. Il n'y a aucun sens à avoir des fonctions à bord qui ne seront jamais utilisées.

L'essentiel est que les développeurs peuvent choisir leur propre point de départ préféré et avoir une ligne d'arrivée qui convient à un environnement industriel.

Pour plus d'informations sur ADLINK Industrial-Pi (I-Pi) SMARC, veuillez visiter https://ipi.wiki/.

Henri Parmentier
Henri Parmentier

Senior manager EPM-Modules Product Center chez ADLINK Technology