În trecut, nu exista aproape nicio placă standard pregătită pentru aplicațiile din lumea ARM. Odată cu disponibilitatea modulelor SMARC pentru aplicații gata de utilizat și a plăcilor carrier de 3.5-inch, precum cele oferite de congatec, această situație s-a schimbat. Acum este la fel de ușor să utilizați, practic, întreaga familie NXP i.MX 8, precum orice placă x86 ce poate fi cumpărată de la un dealer de componente IT.
Figura 1: Ultra-scalabil: Placa carrier conga-SMC1 de la congatec poate fi echipată cu șase module diferite i.MX 8 de la NXP sau cinci procesoare diferite Apollo Lake de la Intel. ▶▶
În lumea ARM, achiziționarea unei plăci de evaluare pentru cel mai recent procesor și apoi dezvoltarea unei plăci specifice cerințelor clientului era singura opțiune pentru volume mici. Se întâmpla acest lucru deoarece ARM a fost creat pentru producție de serie mare. Deci, privind dintr-o perspectivă financiară, proiectele complet personalizate au fost mai potrivite. Odată ce setul de caracteristici din segmentul de aplicații cu procesoare ARM a devenit din ce în ce mai omogen – cu sisteme de operare complet deschise (open source), cum ar fi Linux sau Android, cu interfețe I/O pentru comunicație standardizate pe scară largă, cu interfețe pentru echipamente de stocare a datelor și cu interfețe om-mașină – ARM poate acum servi ca o platformă standard pentru orice sarcină IT. În general, costul utilizării ARM este mai mic decât cel pentru plăcile x86. Așadar, avem cele mai bune motive pentru a începe următorul proiect IT cu ARM în loc de x86. Pentru acest lucru, însă, este nevoie de o platformă hardware gata pentru a fi utilizată în aplicație, care este disponibilă la fel de ușor precum plăcile x86 livrate de dealerul de componente IT.
Figura 2: Avantajele proiectelor modulare
Platforma i.MX 8 gata pentru aplicație
Producătorul de sisteme de calcul embedded congatec a îmbrățișat această provocare și a dezvoltat o soluție de platformă de nivel industrial, capabilă să răspundă nevoilor de consum mic de putere și factor de formă mic pentru segmentul de aplicații bazat pe procesoare ARM, fiind acum disponibilă în aproape toate configurațiile cu procesoare i.MX 8 de la NXP. S-a decis alegerea unui factor de formă compact de 3.5-inch, care măsoară 146 mm × 102 mm și care este utilizat în hard disk- urile standard, pentru că există un ecosistem bogat de opțiuni de montare embedded – chiar și în carcasele de PC standard, adaptate special la acest format. Rezultatul este posibilitatea asamblării unui sistem adecvat pe baza unei plăci carrier de 3.5-inch, pentru care congatec oferă nu mai puțin de șase module NXP i.MX 8. Domeniul de performanță se întinde de la i.MX 8 QuadMax și mini-procesoarele i.MX 8M fabricate în tehnologia de 14 nm, până la procesoarele cu consum redus de putere i.MX 8X pentru aplicații de 2 wați. Cu câteva restricții minore, acesta poate fi scalat chiar 1:1, pentru procesoarele x86. Se întâmplă acest lucru deoarece placa de bază conga-SMC1 este, de asemenea, disponibilă într-o versiune x86, unde, singura diferență principală este manipularea codurilor audio. Prin urmare, placa carrier conga-SMC1 este, de asemenea, o soluție de bază excelentă pentru evaluarea înlocuirii unui procesor – de la x86 la ARM sau invers, pe un hardware aproape 100% identic. congatec oferă module x86 pentru întreaga gamă de procesoare Intel Apollo Lake – de la procesoarele Intel Atom (E3950, E3940 și E3930) la procesoarele Intel Celeron (N3350) și Intel Pentium (N4200).
Figura 3: congatec este implicat activ în diferite grupuri GitLab pentru a optimiza utilizarea procesoarelor NXP i.MX 8 în numeroase proiecte pentru clienți, ceea ce subliniază calitatea platformei.
O placă de bază pentru 11 variante de procesoare
Placa de bază Conga-SMC1 oferă GbE dual, USB 5x și suport hub USB, precum și SATA 3 pentru hard disk-uri externe sau SSD-uri, indiferent de procesorul cu care aceasta este echipată. Opțiunile specifice de extindere includ un slot miniPCIe precum și un slot E E2230 tip M.2 cu I2S, PCIe și USB și un slot B B2242 / 2280 tip M.2 cu 2x PCIe și 1x USB. Pentru conexiune IoT, există un slot MicroSim, iar interfețele embedded specifice includ 4x UART, 2x CAN, 8x GPIO, I2C și SPI. Display-urile pot fi conectate prin HDMI, LVDS/eDP/DP și MIPI DSI. Placa oferă, de asemenea, două intrări de cameră MIPI CSI și o mufă jack audio pentru a implementa sunet I2S. Software-ul include fișiere binare complet compilate cu un bootloader configurat corespunzător, imagini Linux, Yocto și Android compilate adecvat, precum și toate driverele necesare, care sunt disponibile pentru clienții congatec pe GitHub.
Suport software cuprinzător
Tabelul 1: Setul de caracteristici ale celor șase module SMARC bazate pe NXP i.MX 8
Deoarece congatec pune un accent deosebit pe suportul software pentru această placă de bază, pe site-ul companiei există documentație pentru fiecare modul SMARC. Tot aici (sau în pagina https://wiki.congatec.com) dezvoltatorii de software pot găsi ghiduri cuprinzătoare cu privire la modul de configurare a sistemului de dezvoltare, software complet BSP (Board Support Package) pentru Yocto 2.5 și Android 9, precum și instrucțiuni privind modul de configurare al bootloader-ului sau al interfeței WLAN, care este disponibilă pentru unele variante ale modulelor SMARC. Modulul Wi-Fi integrat pe placă este conectat în acest caz prin a doua interfață PCIe (pcieb) a sistemului pe cip (SoC) i.MX 8. Deoarece această interfață este dezactivată implicit, ea trebuie activată în timpul încărcării Kernel-ului, utilizând fișierul DTB corespunzător. Pentru a face acest lucru, este necesar să introduceți imx8qm-cgtsmx8-pcieb.dtb sau imx8qm-cgtsmx8-pcieb.dtb-HDMI pentru variabila de mediu a bootloader-ului ‘fdt_file’.
Pentru sistemul de dezvoltare, congatec recomandă utilizarea unui sistem Linux bazat pe x86, cu un set de instrumente ‘cross-compile’ (n.red.: compilatorul încrucișat este un tip de compilator capabil de a crea cod executabil pentru diferite platforme.) pentru a dezvolta software bazat pe Yocto pentru soluțiile i.MX 8. Deși, în principiu, este posibilă utilizarea unei mașini virtuale care rulează Linux, este de preferat un sistem dedicat Ubuntu pe 64-biți (16.04). Gazda ar trebui să aibă, de asemenea, un port serial pentru accesarea consolei de depanare, precum și un cititor de carduri SD. Folder-ul Git (n.red.: Git este un program care urmărește toate modificările aduse fișierelor. Odată instalat, Git poate fi inițializat în cadrul unui proiect pentru a crea un depozit (folder) Git.) poate fi găsit la adresa: https://git.congatec.com/arm-nxp/imx8-family.
Modularitatea oferă posibilitatea de a crea configurații de sistem personalizate (batch size 1)
Obiectivele principale pentru această placă carrier, cu numeroasele sale variante de module sunt aplicațiile profesionale, care necesită un design robust pentru operare 24/7. Toate componentele sunt proiectate pentru a beneficia de calitate și durabilitate ridicate. Iar disponibilitatea unor astfel de module ‘gata pentru aplicație’ în combinație cu diversele variante de plăci carrier oferă posibilitatea creării chiar și de configurații personalizate ‘batch size 1’ – acestea datorându-se, în special, proiectelor bazate pe sistemele ‘Computer-on-Module’.
Cu toate acestea, atunci când a fost întrebată, compania congatec a răspuns că nu intenționează să creeze un magazin web pentru astfel de combinații plăci de bază/module. Compania va continua să se concentreze, în primul rând, pe clienții OEM, care nu tind să cumpere logica lor embedded din surse online.
Integrare ușoară a camerei
congatec oferă, de asemenea, un kit de viziune cu o cameră integrată de 13 megapixeli de la Basler pentru noua placă carrier de 3.5-inch. Dispunând de 2 intrări MIPI-CSI cu conectori panglică, placa permite integrarea directă a oricărei camere MIPI, fără hardware suplimentar. Capabilitatea deplină a platformelor de viziune bazate pe ARM este demonstrată de un kit gata pentru aplicații de retail, dezvoltat de congatec, Basler și NXP, care utilizează inteligența artificială pentru a recunoaște produsele fără a fi nevoie de coduri de bare sau QR. Obiectele sunt detectate în timp real prin intermediul fluxului video furnizat de camera integrată în computerul pe modul (CoM), construit pe baza procesorului i.MX 8, instalat în zona de ‘check-out’. Sistemul este atât de puternic încât nu necesită o conexiune la cloud.
DESPRE AUTOR
Martin Danzer este Director la departamentul de management al produselor la congatec.
Resurse adiționale:
Cross-compile (compilator încrucișat) este un tip de compilator capabil de a crea cod executabil pentru platforme diferite.
Git este un program care urmărește toate modificările aduse fișierelor. Odată instalat, Git poate fi inițializat în cadrul unui proiect pentru a crea un depozit (folder) Git.
Batch size – dimensiunea lotului. În producția de masă dimensiunea lotului de produse ajunge până la câteva milioane de unități pe an. În sistemele embedded, lotul de produse poate însuma câteva sute / mii de bucăți pe an. Cu ajutorul modulelor se pot crea eficient configurații personalizate (batch size 1), ceea ce înseamnă că fiecare sistem poate avea propria configurație.
Specificații conga SMC1:
conga-SMC1/SMARC-x86: https://www.congatec.com/en/products/accessories/conga-smc1smarc-x86/
conga-SMC1/SMARC-ARM: https://www.congatec.com/en/products/accessories/conga-smc1smarc-arm/
Video:
Autorul își rezervă dreptul de a publica acest text pe site-ul companiei, în alte publicații care nu concurează sau în alte limbi. Cu toate acestea, o a doua plasare paralelă într-un mediu concurențial direct este exclusă. Acorduri alternative pot fi luate în orice moment, dacă este necesar.
