Przegląd komputerów modułowych w standardzie EDM, cz. 2

Dostępne karty procesorowe

Fot. 1. Moduł EDM-CF-IMX6 formatu EDM Compact

Obecnie w ofercie TechNexionu znajduje się pięć kart procesorowych EDM. EDM1-CF-iMX6 to karta z mikroprocesorem Freescale i.MX6, w którym zastosowano rdzeń Cortex-A9. Moduł ten ma format EDM Compact (82×60 mm) i złącze EDM type 1, co oznacza, że jest przeznaczony do niedużych aplikacji. Karta została wyposażona w gigabitowy interfejs ethernetowy (Atheros AR8031), Wi-Fi 802.11b/g/n i Bluetooth v4.0 (Broadcom BCM4330). W efekcie moduł powinien się dobrze sprawdzić w przenośnych aplikacjach, wymagających wyświetlacza podłączanego przez interfejs LVDS lub HDMI i wyposażonych w kamery.

Producent oferuje tę kartę w kilku odmianach, różniących się wbudowanym, 1- lub 1,2-gigahercowym procesorem. Dostępne są wersje jedno-, dwu- i 4-rdzeniowe, przy czym każda z nich sprzedawana jest w opcji z lub bez Bluetooth i Wi-Fi. Na module może znaleźć się do 2 GB pamięci RAM DDR3 (standardowo 1 GB) i domyślnie 4 GB pamięci eMMC. Urządzenie może działać pod kontrolą systemów Linux i Android oraz Windows Embedded Compact 7. Ustalono też trzy zakresy temperatur pracy: standardowy: od 0 do 60°C, rozszerzony: od -20 do +70°C, przemysłowy: od -40 do +85°C (brak wersji z Wi-Fi i pamięcią iNAND).

Fot. 2. Moduł EDM2-XI-QM77 formatu EDM Extended

Niemal identyczną kartę można nabyć w wersji EDM2-CF-iMX6. Różni ją tylko to, że jest przeznaczona do montażu w płytach bazowych obsługujących złącze EDM type 2. Podobnie wygląda też płytka EDM-CT-AM437×, w które zastosowano 1-gigahercowy układ Texas Instruments AM4370 z rdzeniem Cortex-A9. Jakiś czas temu wprowadzono również płytki z tymi samymi procesorami, ale w rozmiarze EDM Standard: EDMSF-iMX6 i EDM-ESAM437x, różniące się drobnymi szczegółami w zestawie interfejsów.

Znacznie większa, bo w formacie EDM Extended, jest karta EDM2-XI-QM77, w której zastosowano chipset Intel QM77 i procesory Intel Celeron, Intel Core i3-3217UE (1,6 GHz) oraz Intel Core i7-3517UE (1,7 GHz). Pamięć na module instaluje się z użyciem kości SODIMM o łącznej pojemności do 16 GB. Dostępne są dwa złącza SO-DIMM, a pamięć obsługiwana jest dwukanałowo. Uruchomienie płytki odbywa się z użyciem systemu UEFI marki AMI, a zastosowane wyprowadzenie krawędziowe to oczywiście EDM type 2. Pozwala ono na podłączenie do modułu m.in. dwóch dysków i urządzeń USB 3.0.

Fot. 3. Płytka bazowa EDM1 Fairy

Dzięki użytym procesorom i chipsetowi karta ma wbudowany układ graficzny Intel HD Graphics 4000 i pozwala na obsługę bibliotek DirectX do wersji 11 i OpenGL 3.0 oraz technologii Intel Clear Video. Sprzętowo dekoduje formaty AVC, VC1 i MPEG2, co predestynuje ją do zastosowań w aplikacjach multimedialnych, a tym bardziej Digital Signage. Pomocne są też interfejsy HDMI, LVDS albo Display Port i Embedded Display Port (zależnie od wersji), a także podwójny interfejs magistrali CAN.

Moduł może pracować w temperaturach ze standardowego zakresu od 0 do +70°C lub w zakresie rozszerzonym, tj. od -20 do +70°C. Wymiary płytki to 82×145 mm, a jej masa wynosi 200 g. Jest odporna na wstrząsy do 50 g i wibracje do 20 g (0÷600 Hz). Urządzenie może pracować pod kontrolą systemu Linux i Windows 7 lub 8.

Producent oferuje standardowo łącznie 6 odmian omawianego modułu, różniących się procesorem i interfejsami graficznymi. Dodatkowo można nabyć odpowiednie zestawy chłodzące (aktywne lub pasywne), a także uchwyt montażowy. Warto dodać, że TechNexion deklaruje utrzymywanie 5...7-letniego wsparcia dla płytek z procesorami ×86 i nawet 8...10-letnie wsparcie dla modułów ARM.

Płyty bazowe

Fot. 4. Zestaw Wandboard Solo

Firma TechNexion przygotowała też 5 rodzajów płyt bazowych. Jako pierwsza z nich powstała EDM Fairy. Jej wymiary to 147×102 mm (3,5") a waga 115 g i zawiera następujące wyprowadzenia: 1 port HDMI, 1 kanał LVDS (18/24-bitowy), 4-przewodowy interfejs dotykowy z kontrolerem TSC2046, podłączonym przez SPI. Płyta ma dwa kodeki audio wybierane zworką (Freescale SGTL5000 i Texas Instruments TLV320AIC23B - oba na I²S) oraz po jednym minijacku dla wyjścia audio, wejścia audio i wejścia mikrofonowego, a także złącze S/PDIF; wbudowany wzmacniacz o mocy 2 W można bezpośrednio podłączyć do głośników.

Są też dwa złącza mini PCIexpress oraz gniazdo kart SIM, jedno złącze gigabitowego Ethernetu, dwa porty USB 3.0 Host, 1 złącze micro USB 3.0/2.0 OTG, 1 gniazdo SATA, 1 złącze kart micro SD oraz wyprowadzone na pinach: dwie magistrale CAN, 1 port RS-232, 1 port RS-232/422/485, dwa SPI (dzielone z EEPROMem), dwa I²C (również dzielone z EEPROMem), magistralę local bus, 8 linii GPIO (dzieloną z obsługą przycisków) oraz zarezerwowane sygnały z modułu EDM.

Warto dodać, że na płytce znalazły się trzy sensory: 3-osiowy akcelerometr STM LIS331DLH, czujnik światła Intersil ISL29023IROZ-T7 i kompas Freescale MAG3110FCR1. EDM Fairy jest zasilana napięciem 12 V_DC i przeznaczona do pracy w trzech zakresach temperatur: standardowym (0 ÷ 60°C), rozszerzonym (-20 ÷ +70°C) i przemysłowym (-40 ÷ +85°C). Mieszczą się na niej moduły w formacie EDM Compact. Większe SOM będą wystawać poza obrys PCB.

Tabela 1. Zestawy Wandboard

Producent oferuje płytkę EDM1 Fairy samą lub w zestawie EDM-Fairy-Start, w której oprócz PCB znajdują się też: płytka do debugowania, 36-watowy zasilacz, konwerter złącza i przewody zasilania, złącza sygnałowe i zasilania SATA, dwa wyprowadzenia CAN na złącza DB9, jedno wyprowadzenie portu szeregowego na DB9, kabel USB-OTG 3.0 do USB Host oraz śrubki i tulejki montażowe.

Największą z płyt bazowych jest EDM2-Wizard, która mieści nawet płytki EDM type 2 w formacie EDM Extended. Omawiana PCB ma wymiary 244×244 mm, co odpowiada formatowi microATX. Waży 380 g i może pracować w temperaturze od 0 do 60°C. Jest zasilana napięciem 12 V_DC.

Znalazły się na niej następujące złącza: 2×HDMI, 2 kanały LVDS (18/24-bitowe), wybierane za pomocą zworek sterowniki paneli dotykowych: 4-przewodowy SPI TSC2046, 4-przewodowy I²C TSC2004, 5-przewodowy SPI ADS7845 i 4-/5-przewodowy USB, wybierane za pomocą zworek interfejsy audio: Freescale SGTL5000 na I²S, Texas Instruments TLV320AIC23B na I²S lub Realtek ALC892-CG, korzystający z sygnałów interfejsu HD Audio; odpowiadają im gniazda S/PDIF i 5 minijacków dla dźwięku przestrzennego, 2 złącza mini PCIexpress i gniazdo kart SIM, 1 złącze PCIexpress ×1, 1 złącze PCIexpress ×4, 1 złącze gigabitowego Ethernetu, 2 gniazda USB 3.0 Host, 1 gniazdo micro USB 2.0 / 2.0 OTG, 2 złącza SATA, 1 złącze kart SD, a także wyprowadzone na pinach: 2×CAN, 2×UART (RS-232/422/485), 2×SPI (dzielone z EEPROM-em), 2×I²C (dzielone z EEPROM-em) oraz interfejsy LPC, 8×GPIO i zarezerwowane sygnały z modułu EDM. Płytka EDM2 Wizard jest również oferowana sama lub w zestawie, tak jak EDM1 Fairy. Ostatnio opracowano również:

• przeznaczoną do zastosowań w automatyce płytkę EDM Elf w formacie 3,5", wyposażoną podobnie jak EDM1 Fairy, ale zamiast wbudowanych sensorów ma ona dwa dodatkowe interfejsy szeregowe;
• przeznaczoną do tworzenia małych komputerów roboczych płytkę EDM Druid w formacie DIN A5 (210×148 mm);
• przeznaczoną do tworzenia komputerów panelowych płytkę EDM Seer w formacie DIN A5, z 10-watowym wzmacniaczem głośnikowym i interfejsem dotykowym.

Dodatkowo TechNexion sprzedaje też zestaw TDHJ070NA-4RES-KIT, kompatybilny z płytkami bazowymi EDM, składający się z 7-calowego wyświetlacza LCD (1024×600 pikseli, z 4-przewodowym panelem rezystancyjnym i interfejsem LVDS) oraz adaptera i przewodów do podłączenia do płytek bazowych EDM.

Zestawy Wandboard

Fot. 5. Zestaw Wandboard Quad

Od czasu opracowania standardu EDM utworzyło się już pewne środowisko inżynierskie, które samodzielnie przygotowuje projekty zgodne z koncepcją firmy TechNexion. W efekcie powstały m.in. zestawy deweloperskie Wandboard, na które składają się moduły SOM i płytki bazowe.

Zostały one pomyślane jako niedrogie platformy, które miałyby pozwolić na szybkie tworzenie nowych projektów urządzeń. Obecnie dostępne są trzy zestawy Wandboard: Solo, Dual i Quad oraz dodatkowe akcesoria w postaci anten do nich. Oprócz niskich cen, zestawy cechują się też bardzo małym poborem mocy.

Przeprowadzone pomiary pozwalały stwierdzić, że przykładowo zestaw Wandboard Dual, bez obciążenia, pobiera jedynie 1,15 W mocy, a pod pełnym obciążeniem pobór rośnie do 1,6 W. Pozwala to zamknąć je w obudowie, nawet bez aktywnego chłodzenia.

Marcin Karbowniczek
Unisystem
unisystem.pl