Los módulos de computadora se vuelven miniatura con el nuevo estándar OSM

Se ha lanzado un nuevo estándar para computadoras en módulos que tiene como objetivo estandarizar el espacio y el conjunto de interfaces de procesadores de aplicaciones de baja y ultrabaja energía basados ​​en arquitecturas MCU32, ARM y x86 en diferentes sockets, fabricantes y arquitecturas.

La versión 1.0 de la especificación de computadora en módulo OSM, donde OSM significa módulo estándar abierto, define uno de los primeros estándares para módulos de computadora integrados escalables y soldables directamente. También marca un hito en la miniaturización de diseños modulares COM / carrier, reemplazando módulos del tamaño de una tarjeta de crédito por otros del tamaño de una estampilla postal con una huella máxima de 45 mm x 45 mm.

La especificación está definida por SGET (Grupo de estandarización para tecnologías integradas), una asociación sin fines de lucro con sede en Munich, Alemania. Las aplicaciones de destino del nuevo estándar de módulo incluyen sistemas integrados y de borde conectados a Internet de las cosas (IoT) que ejecutan sistemas operativos de código abierto y se utilizan en entornos industriales hostiles.

“Los módulos OSM brindan a los ODM y OEM un factor de forma ultraminiatura con precios atractivos y alta escalabilidad. Dado que los módulos están listos para la aplicación y vienen con todos los controladores de software y BSP necesarios, y dado que la especificación es de código abierto, tanto en términos de hardware como de software, esperamos que sean de gran interés para el sistema IoT e integrado globalmente activo. comunidad de desarrollo ”, dijo Martin Unverdorben, presidente del equipo de desarrollo estándar SGET STD.05, que comenzó a trabajar en octubre de 2019.

De manera similar a los productos y estándares de computadora en módulo, los módulos OSM simplifican y aceleran el diseño de procesadores. Al mismo tiempo, las aplicaciones se vuelven independientes del procesador, lo que las hace escalables y preparadas para el futuro. Según SGET, también protegen las inversiones en NRE y amplían la disponibilidad a largo plazo, aumentando en última instancia el retorno de la inversión y la sostenibilidad de los sistemas integrados. Además de estas ventajas, que los módulos OSM tienen en común con todas las especificaciones anteriores de computadora en módulo, la especificación OSM ofrece un nivel adicional de robustez como resultado de su diseño BGA y tecnología de montaje en superficie automatizado (SMT), que puede reducir aún más costos de producción en la producción en serie.

Todos los módulos de OSM también se publican y licencian bajo licencia dual Creative Commons Plus (CC +). Esto permite un modelo de licencia abierto, como la licencia Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC B-SA 4.0) para un conjunto definido de materiales, componentes y software, y una licencia comercial para todo lo que no se incluye en este conjunto. Esto asegura que los datos de desarrollo, como diagramas de bloques, bibliotecas y listas de materiales resultantes del desarrollo de módulos OSM, estarán disponibles públicamente. Sin embargo, todavía es posible licenciar las propiedades intelectuales (IP) de un diseño de placa de soporte comercialmente sin violar la idea del código abierto.

La nueva especificación OSM amplía la cartera de especificaciones de módulos SGET con mini módulos BGA soldables que son significativamente más pequeños que los módulos disponibles anteriormente. El módulo OSM más grande, que mide 45x45 mm, es un 28% más pequeño que el µQseven (40x70 mm), un estándar también alojado por SGET, y un 51% más pequeño que SMARC (82x50 mm).

Otros tamaños de módulo en la nueva especificación OSM son más pequeños. OSM Size-0 (cero) tiene la huella más pequeña con 188 pines BGA en 30x15 mm. OSM Size-S (pequeño) mide 30x30 mm con 332 pines, OSM Size-M (mediano) ofrece 476 pines en 30x45 mm y Size-L (grande), como se mencionó anteriormente, mide 45x45 mm con 662 pines BGA. SMARC, en comparación, especifica 314 pines y Qseven 230. Esto significa que el diseño BGA hace posible implementar significativamente más interfaces en un espacio más pequeño, lo cual es innovador, tanto en términos de miniaturización como de la creciente complejidad de los requisitos.

¿Qué conjuntos de funciones están disponibles en las distintas configuraciones de tamaño?
Las interfaces varían en tipo y diseño según el tamaño de los módulos OSM. En configuraciones máximas, los módulos OSM proporcionan todas las funciones que componen un sistema de borde, IoT o de IoT programable y abierto, incluida la GUI.

Los módulos desde el tamaño S en adelante ofrecen interfaces de video para hasta 1x RGB y DSI de 4 canales. Los módulos Size-M pueden admitir adicionalmente 2x eDP / eDP ++, y Size-L agrega 1x interfaz LVDS para gráficos. Por lo tanto, las configuraciones máximas pueden proporcionar hasta 5 salidas de video en paralelo. Todos los módulos desde el tamaño S en adelante ofrecen una interfaz en serie de cámara de 4 canales (CSI). Los módulos de tamaño L proporcionan hasta 10 carriles PCIe para una conexión rápida de periféricos; Size-M ofrece 2x PCIe x1 y Size-S 1x PCIe x1. En vista de su huella extremadamente miniaturizada, los módulos de tamaño 0 no cuentan con ninguna de las E / S mencionadas, pero ofrecen todas las interfaces enumeradas en la especificación OSM, que proporciona hasta 5x Ethernet para la comunicación de sistema a sistema.

Además, todos los módulos cuentan con lo que se denomina un área de comunicación, proporcionando 18 pines para señales de antena para comunicación inalámbrica o la integración de buses de campo. A continuación, hay hasta 4x USB 2.0 o 2x USB 3.0 (solo en Tamaño-L), hasta 2x CAN y 4x UART. Los medios de almacenamiento flash se pueden conectar a través de UFS. Hay disponibles hasta 19 pines para señales específicas del fabricante.

Finalmente, y para completar el conjunto de funciones, hay hasta 39 GPIO, SPI, I2C, I2S, SDIO y 2x entradas analógicas. Como garantía para el futuro y para garantizar que cualquier expansión futura sea compatible con versiones anteriores, se reservan hasta 58 pines para propósitos futuros.