Les ordinateurs sur modules deviennent miniatures avec la nouvelle norme OSM

Une nouvelle norme a été publiée pour les ordinateurs sur modules, qui vise à normaliser l'empreinte et l'ensemble d'interfaces des processeurs d'application basse et ultra basse consommation basés sur les architectures MCU32, ARM et x86 sur différents sockets, fabricants et architectures.

La version 1.0 de la spécification d'ordinateur sur module OSM, où OSM signifie module standard ouvert, définit l'une des premières normes pour les modules informatiques embarqués directement soudables et évolutifs. Il marque également une étape importante dans la miniaturisation des conceptions modulaires COM/support, remplaçant les modules de la taille d'une carte de crédit par des modules de la taille d'un timbre-poste avec une empreinte maximale de 45 mm x 45 mm.

La spécification est définie par SGET (Standardization Group for Embedded Technologies), une association à but non lucratif basée à Munich, en Allemagne. Les applications cibles de la nouvelle norme de module incluent les systèmes embarqués et périphériques connectés à l'Internet des objets (IoT) qui exécutent des systèmes d'exploitation open source et sont utilisés dans des environnements industriels difficiles.

« Les modules OSM offrent aux ODM et aux OEM un facteur de forme ultra-miniature avec des prix attractifs et une grande évolutivité. Étant donné que les modules sont prêts pour l'application et sont livrés avec tous les pilotes logiciels et BSP nécessaires, et puisque la spécification est open source - à la fois en termes de matériel et de logiciel - nous nous attendons à ce qu'ils soient d'un grand intérêt pour le système embarqué et IoT actif à l'échelle mondiale. communauté de développement », a déclaré Martin Unverdorben, président de l'équipe de développement de la norme SGET STD.05, qui a commencé à travailler en octobre 2019.

Semblables aux normes et produits d'ordinateur sur module, les modules OSM simplifient et accélèrent la conception des processeurs. Dans le même temps, les applications deviennent indépendantes du processeur, ce qui les rend évolutives et évolutives. Selon SGET, ils protègent également les investissements NRE et prolongent la disponibilité à long terme, augmentant ainsi le retour sur investissement et la durabilité des systèmes embarqués. En plus de ces avantages - que les modules OSM ont en commun avec toutes les spécifications d'ordinateur sur module antérieures - la spécification OSM offre un niveau supplémentaire de robustesse grâce à sa conception BGA et à sa technologie de montage en surface automatisé (SMT), qui peut encore réduire les coûts de production en série.

Tous les modules OSM sont également publiés et sous licence Creative Commons Plus (CC+). Cela permet un modèle de licence ouvert, tel que la licence Creative Commons Attribution-ShareAlike (CC B-SA 4.0) pour un ensemble défini de matériaux, composants et logiciels, et une licence commerciale pour tout ce qui n'est pas inclus dans cet ensemble. Cela garantit que les données de développement, telles que les diagrammes, les bibliothèques et les nomenclatures résultant du développement des modules OSM, seront accessibles au public. Pourtant, il est toujours possible de concéder commercialement les propriétés intellectuelles (IP) d'une conception de carte porteuse sans violer l'idée de l'open source.

La nouvelle spécification OSM élargit le portefeuille de spécifications de module SGET avec des mini modules BGA soudables qui sont nettement plus petits que les modules disponibles auparavant. Le plus grand module OSM, mesurant 45x45mm, est 28 % plus petit que le µQseven (40x70mm), un standard également hébergé par SGET, et 51 % plus petit que SMARC (82x50mm).

Les autres tailles de module dans la nouvelle spécification OSM sont plus petites. OSM Size-0 (zéro) a la plus petite empreinte avec 188 broches BGA sur 30x15mm. OSM Size-S (small) mesure 30x30mm avec 332 broches, OSM Size-M (Medium) offre 476 broches sur 30x45mm et Size-L (large) - comme mentionné précédemment - mesure 45x45mm avec 662 broches BGA. SMARC, en comparaison, spécifie 314 broches et Qseven 230. Cela signifie que la conception BGA permet de mettre en œuvre beaucoup plus d'interfaces sur un encombrement réduit - ce qui est révolutionnaire, à la fois en termes de miniaturisation et de complexité croissante des exigences.

Quels ensembles de fonctionnalités sont disponibles dans les différentes configurations de taille ?
Les interfaces varient en type et en conception en fonction de la taille des modules OSM. Dans des configurations maximales, les modules OSM fournissent toutes les fonctions qui constituent un système embarqué, IoT ou périphérique programmable ouvert, y compris l'interface graphique.

Les modules à partir de la taille S offrent des interfaces vidéo jusqu'à 1x RVB et 4 canaux DSI. Les modules Size-M peuvent également prendre en charge 2x eDP/eDP++, et Size-L ajoute 1x interface LVDS pour les graphiques. Ainsi, les configurations maximales peuvent fournir jusqu'à 5 sorties vidéo en parallèle. Tous les modules à partir de la taille S offrent en outre une interface série de caméra (CSI) à 4 canaux. Les modules de taille L fournissent jusqu'à 10 voies PCIe pour une connexion rapide des périphériques; La taille-M propose 2x PCIe x1 et la taille-S 1x PCIe x1. Compte tenu de leur empreinte extrêmement miniaturisée, les modules Size-0 ne comportent aucune des E/S mentionnées, mais offrent toutes les interfaces répertoriées dans la spécification OSM, qui fournit jusqu'à 5x Ethernet pour la communication système à système.

De plus, tous les modules ont ce qu'on appelle une zone de communication, fournissant 18 broches pour les signaux d'antenne pour la communication sans fil ou l'intégration de bus de terrain. Ensuite, il y a jusqu'à 4x USB 2.0 ou 2x USB 3.0 (uniquement en taille L), jusqu'à 2x CAN et 4x UART. Les supports de stockage Flash peuvent être connectés via UFS. Jusqu'à 19 broches sont en outre disponibles pour les signaux spécifiques au fabricant.

Enfin, et pour compléter l'ensemble de fonctionnalités, il existe jusqu'à 39 GPIO, SPI, I2C, I2S, SDIO et 2x entrées analogiques. À titre de garantie pour l'avenir et pour garantir que toutes les extensions futures sont rétrocompatibles, jusqu'à 58 broches sont réservées à des fins futures.