Komputery SoM lekarstwem na powszechny brak czasu projektantów

Rozwiązania te, pracujące bardzo często pod kontrolą systemów Linux czy Android świetnie sprawdzają się przy projektowaniu paneli HMI, gdzie tworzenie interfejsu użytkownika jest nie tylko proste i szybkie, a jednocześnie daje bardzo zadowalające efekty. Możemy mówić tu o szeroko pojętych urządzeniach medycznych, sterownikach przemysłowych, automatyce budynkowej/domowej, urządzeniach fiskalnych, automatach sprzedaży, punktach sprzedaży i wielu innych.

Skąd tak duża popularność SoM w ostatnich czasach? Czy przygotowywanie takich projektów na procesorze nie daje większych oszczędności, a jednocześnie przy obecnym poziomie dokumentacji, wymagając niewiele więcej pracy? Okazuje się, że często tylko pozornie. Wykorzystywanie prostych, niedrogich mikrokontrolerów aplikacyjnych jest łatwe, ale niestety tworzenie oprogramowania wymaga zdecydowanie więcej pracy.

Systemy operacyjne dają zdecydowanie więcej elastyczności, a jednocześnie rozwiązują wiele problemów już na starcie. Decydując się na SoM bazujący na Androidzie, rola programisty sprowadza się do pisania aplikacji dla użytkownika.

Część klientów skrupulatnie liczy koszt wykorzystywanych w SoM komponentów, wskazując, że własny projekt w oparciu o mocniejszy mikroprocesor oraz system operacyjny, to niższy koszt. Nie mniej, patrząc szerzej na aspekty projektowania, takie rozwiązanie bardzo rzadko jest bardziej opłacalne. Wynika to przede wszystkim z mnogości zalet komputerów wbudowanych.

Podstawowa zaleta to krótszy czas potrzebny na zaprojektowanie urządzenia, a co za tym idzie wprowadzenie produktu na rynek. W oparciu o mikroprocesor czas ten waha się średnio pomiędzy 18 a 36 miesięcy. Wykorzystując SoM jest to 6-18 mies. w zależności od złożoności wymagań.

Wynika to nie tylko z przygotowania przez producenta modułów, dopasowanej do sprzętu dystrybucji systemu operacyjnego (wraz ze sterownikami i niezbędnymi bibliotekami), ale głównie poprzez rozwiązanie wielu problemów technicznych związanych z implementacja procesora i jego peryferiów. Własny komputer to nie tylko dłuższy czas, ale również zwiększone ryzyko błędów, których konsekwencje niestety mogą pojawić się już po wprowadzeniu produktu na rynek.

Z uwagi na ceny komponentów często okazuje się, że sens ekonomiczny projektu na MPU "od podstaw" staje się opłacalny dla serii od 10 tys. sztuk. Nawet dla tak dużych projektów, początki mogą bazować na SoM, tylko po to, aby szybko wprowadzić na rynek produkt wolny od wad, a optymalizacja zachodzi podczas kolejnych iteracji.

Takie rozwiązanie to także wygoda podczas serwisu i modernizacji i unowocześnieniu produktu. Łatwiejszy jest także proces zamówień oraz logistyka. Podobnie rzecz ma się w przypadku gwarancji.

Przegląd oferty

W ofercie Soyter Components klienci znajdą aż czterech uznanych producentów rozwiązań SoM. Polskie firmy GRINN oraz SoMLabs, izraelską firmę Variscite oraz chińskiego producenta Quectel. Dostępne są wersje lutowane, na złączu, a także dużej liczbie dostępnych architektur i systemów operacyjnych: Windows, Android, Linux.

Do wszystkich modułów dostępna jest obszerna dokumentacja software/hardware, gotowe do użycia obrazy systemów operacyjnych, a także przykłady i schematy referencyjne dla projektowania własnych płyt interfejsowych.

SoMLabs to polski producent komputerów wbudowanych, który ciekawą ofertą oraz dużym zaangażowaniem projektowym zyskuje coraz większą popularność. Główny produkt VisionSoM-6ULL bazuje na procesorze Freescale i.MX6 ULL 900 MHz oraz daje możliwość wyboru kilku bardzo ciekawych konfiguracji sprzętowych.

Dostępne są moduły z pamięcią NAND (do 512 MB), eMMC (2 GB) lub slotem karty uSD. Możemy także wybrać wersje na różne zakresy temperatur, a także wyposażone w komunikację bezprzewodowa Wi-Fi oraz Bluetooth. Nowością jest także dość innowacyjny moduł ActionSOM-7ULP bazujący na Freescale iMX.7 ULP.

Użytkownik ma w tym przypadku do dyspozycji dwa rdzenie: 800 MHz Cortex-A7 oraz 200 MHz Cortex-M4. Rozwiązanie świetnie sprawdzi się we wszystkich aplikacjach wymagających działania w czasie rzeczywistym, a jednocześnie dając wspomniane przewagi systemu operacyjnego podczas projektowania interfejsu użytkownika.

SoMLabs w swoich modułach zdecydował się na użycie popularnego interfejsu SO-DIMM i montaż do PCB za pomocą złącza. Oprócz modułów dostępne są także płyty bazowe w mniej lub bardziej rozbudowanych interfejsowo wersjach oraz zestaw deweloperski wyposażony w niezbędne akcesoria. Moduły SoMLabs wspierają dystrybucje Linux (Debian, Yocto oraz Buildroot), a także Android.

Quectel to obecnie największy na świecie producent modułów do komunikacji w sieciach komórkowych. Nie mniej w swoim portfolio produktowym posiada moduły, które można zaliczyć do typowych SoM. Moduły SC20 i SC60, bo o nich mowa, oparto na procesorach Qualcomm Snapdragon SD210 oraz SD425, które pozwalają na uruchomienie systemu Android w wersji 7.1 (co jest systematycznie aktualizowane do nowszych wersji przez Quectela).

Moduły nie tylko wyposażono w pamięci eMMC o pojemności od 8 do 16 GB oraz pamięci RAM o pojemnościach 1 oraz 2 GB, ale również w bogaty zestaw dodatkowych funkcjonalności. Mowa tu o sterownikach wyświetlacza, panelu dotykowego, interfejsach kamer, komunikacji Wi-Fi oraz Bluetooth, odbiorniku GNSS, a także opcjonalnej komunikacji LTE. Wszystko zamknięto w kompaktowych obudowach do lutowania w formie LCC.

W przypadku firmy GRINN do wyboru mamy dwie architektury: Cortex-A8 bazującą na procesorze Sitara od Texas Instruments oraz Cortex A7 opartą na ARM Cortex A7 Core od Freescale. Pierwsze rozwiązanie (ChiliSoM) dostępne jest w kilku konfiguracjach sprzętowych (600-1000 MHz, do 512 MB DDR3, 256 MB NAND) oraz w postaci lutowanej obudowy LCC.

Natomiast drugie (LiteSoM) wyposażono w 204-pinowy interfejs So-DIMM. Procesor taktowany jest 528 MHz zegarem, a wykorzystana pamięć to 2 GB eMMC. Obydwa moduły dostępne są także w wersji na rozszerzone zakresy temperatur i mają dostępne płyty z fizycznie wyprowadzonymi interfejsami (chili-Board oraz liteBoard). Wspierane systemy operacyjne to przede wszystkim dystrybucje Linux (Yocto, Buildroot, Arch).

Variscite to jeden z najbardziej doświadczonych producentów na rynku modułów embedded. Jednocześnie w swojej ofercie ma najszerszą ofertę dostępnych architektur i procesorów. Zaczynając od ARM9 (Freescale), przez Cortexy A7, A8, A9 (Freescale, TI), kończąc na A-53, A-72 (Qualcomm Snapdragon).

Wszystko w wielu dostępnych konfiguracjach sprzętowych, w wersjach na różne zakresy temperatur, z opcjonalną komunikacją bezprzewodową i praktycznie na wszystkie przemysłowo stosowane systemy operacyjne.

Mamy tu do czynienia głównie z modułami wpinanymi za pomocą złączy - zarówno SO-DIMM jak i ZIF. Rozwiązania Variscite szczególnie polecamy do zaawansowanych projektów, gdzie projektanci stawiają duże wymagania co do mocy obliczeniowych, z uwagi np. na akwizycję wideo czy przetwarzanie sygnałów.

Soyter jako dostawca

Soyter to nie tylko dostawca komputerów System-on-module, to także dystrybutor komponentów i integrator wielu usług komplementarnych. W ofercie Soyter Components można znaleźć wyświetlacze, touch panele, moduły komunikacyjne, złącza interfejsowe czy obudowy. Wszystkie rozwiązania dopasowane do wymagań aplikacji oraz zakładanego budżetu.

Nasi inżynierowie sprzedaży nie tylko pomogą z doborem odpowiednich komponentów, ale mogą zaproponować również bardziej kompleksową obsługę projektu wliczając projektowanie elektroniki w oparciu o wybrany jednopłytkowy komputer bazowy.

W dalszym kroku może zostać przygotowany projekt mechaniczny związany z konkretną obudową czy integracją wyświetlacza. Korzystając z usług dotyczących kompletacji elementów oraz montażu kontraktowego, w konsekwencji klient może otrzymać gotowy produkt w pełnym przemysłowym wydaniu, spełniający jego wszystkie założenia.

Soyter Components