Open Standard Modules - nowy standard
| Gospodarka Produkcja elektronikiOpen Standard Modules (OSM) to najnowszy standard opublikowany przez organizację SGET - Standardization Group for Embedded Technologies. Specyfikację opracowano z myślą o niedrogich i niewielkich rozmiarowo wbudowanych modułach komputerowych charakteryzujących się możliwością pełnej automatyzacji zadań montażu i testowania, dostępnością kilku formatów, określonymi interfejsami programowymi i sprzętowymi, a także możliwością korzystania z rozwiązań open source w zakresie oprogramowania. Ich standaryzacja pozwoli odpowiedzieć na rosnące wymagania w zakresie opłacalności i miniaturyzacji stawiane systemom wbudowanym przez aplikacje Internetu Rzeczy.
W tytułowym dokumencie zdefiniowano parametry mechaniczne, elektryczne, sygnałowe oraz termiczne na poziomie szczegółowości wystarczającym do zapewnienia ram dla opracowania projektów modułów OSM oraz ich systemów nadrzędnych. Zestandaryzowano cztery ich rozmiary: zerowy, mały, średni oraz duży. Wymiary zerowego to 30 mm×15 mm. Moduł tego typu (size-0) powinien mieć 188 wyprowadzeń. Wymiary modeli małych (size-S) to natomiast 30 mm ×30 mm. Powinny mieć one 332 piny. Moduły średnie (size-M) z kolei standardowo muszą mieć 476 wyprowadzeń i rozmiar 30 mm×45 mm. Te zaliczane do kategorii dużych, z 662 pinami, powinny mieć rozmiar 45 mm×45 mm (rys. 1).
Przegląd interfejsów
Jeżeli chodzi o interfejsy, mogą one być w określonych typach modułów: obowiązkowe, zalecane, ale niewymagane albo opcjonalne. I tak na przykład Ethernet jest obowiązkowy w modułach w rozmiarach S, M oraz L, natomiast w zerowych jest zalecany, ale nie jest konieczny. Z kolei na przykład interfejs USB C jest w modułach od S aż do L opcjonalny, natomiast w zerowych nie przewidziano jego dostępności. Interfejsy szeregowe są z kolei, zależnie od wersji, albo we wszystkich typach modułów obowiązkowe, lub zalecane, lub jedynie opcjonalne. Interfejs CAN jest we wszystkich modułach nieobowiązkowy, podobnie jak wyjście PWM. Są również dostępne opcjonalne interfejsy do podłączenia wyświetlaczy, kamer oraz PCIe.
Rozstaw pinów i typy obudów
Standard dla OSM obejmuje również rozstaw wyprowadzeń (rys. 2). W opisywanej specyfikacji określono następujące wymiary:
- średnicę pinu: 0,8 mm,
- odstęp między środkami wyprowadzeń: 1,25 mm,
- odległość między sąsiadującymi brzegami pinów: 0,45 mm,
- odstęp wyprowadzeń od krawędzi: 0,85 mm.
Moduły zgodne ze standardem OSM powinny być umieszczone w symetrycznych obudowach LGA. Od producenta zależy to, jaki typ wyprowadzeń zostanie zastosowany. Do wyboru są następujące możliwości: FTGA (Fused Tin Grid Array), ENIG LGA, BGA.
Wysokość bazowa i rozszerzona. Miejsce dla złączy
Specyfikacja Open Standard Module dopuszcza różne wysokości modułów, aby dostosować je do różnych wymagań technicznych. Pod tym względem sklasyfikowano je na dwie grupy. W przypadku tych o standardowej wysokości typu flat zalecany jest ich montaż bezpośrednio w urządzeniu nadrzędnym (rys. 3 a). Moduły typu extended height z kolei są podniesione o dodatkową PCB, która jest umieszczana pod tą właściwą (rys. 3 b). Wydłużenie to powinno się montować na spodzie płytki modułu jeszcze przed zamontowaniem na nim podzespołów elektronicznych.
Wszystkie moduły zgodne ze specyfikacją Open Standard Module mają też wyznaczony konkretny obszar do umieszczenia złączy antenowych. Nie oznacza to jednak, że jest on dla tego zastosowania zarezerwowany - jest też dostępny dla innych komponentów elektrycznych bez względu na to, czy dostępne są złącza antenowe RF, czy nie (rys. 4).
Oznakowanie modułów OSM
Wszystkie moduły zgodne ze specyfikacją Open Standard Module powinny używać spójnego i niepowtarzalnego oznaczenia opisującego ich rozmiar i wysokość. Oznaczenie to powinno być podawane razem z nazwą dostawcy i modułu. Składa się ono z przedrostka "OSM-" z dwoma dodatkowymi literami/znakami opisującymi rozmiar i wysokość modułu. Zestandaryzowany format oznakowania ma zatem postać: [nazwa dostawcy] [nazwa modułu] OSM-[rozmiar modułu][wysokość modułu].
Przykładowe oznaczenia, które są z nim zgodne, to:
- OSM-0F - jest to moduł w rozmiarze 0 "Zero" i wysokości "Flat",
- OSM-SE - moduł w rozmiarze S "małym" i wysokości "rozszerzonej",
- OSM-LE - moduł w rozmiarze L "Large" i wysokości "Extended".
Oprogramowanie
Dostawcy modułów zgodnych ze specyfikacją Open Standard Module powinni też zapewniać powiązane z nimi oprogramowanie typu open source obejmujące następujące komponenty: bootloader, system operacyjny, API. Powinni je udostępniać w otwartym repozytorium Git, przykładowo za pośrednictwem platformy Github. Pełna wersja tytułowego standardu jest zamieszczona na stronie internetowej stowarzyszenia SGET pod adresem https://sget.org/. Specyfikację można pobrać w sekcji Standards OSM w menu głównym https://sget.org/standards/ osm/.
Monika Jaworowska
