La norme OSM établit un nouveau référentiel pour les Computer-on-Modules miniaturisés

Une nouvelle norme à l'échelle de l'industrie a été dévoilée pour unifier l'empreinte et l'ensemble d'interfaces des processeurs d'application basse consommation et ultra-basse consommation à travers les architectures MCU32, ARM et x86, indépendamment du socket, du fabricant ou de l'architecture.

La version 1.0 de la spécification Open Standard Module (OSM) est l'une des premières normes qui permet des modules informatiques embarqués directement soudables et évolutifs. Elle marque une avancée significative dans la miniaturisation des conceptions modulaires COM/porteuse, remplaçant des unités de taille carte de crédit par des unités de taille timbre-poste plafonnées à une empreinte de 45 mm × 45 mm.

La spécification est rédigée par SGET (Standardization Group for Embedded Technologies), une association à but non lucratif basée à Munich. Elle cible les systèmes embarqués et edge connectés IoT qui exécutent des systèmes d'exploitation open-source et doivent fonctionner de manière fiable dans des environnements industriels difficiles.

« Les modules OSM donnent aux ODM et OEM un facteur de forme ultra-miniature avec un prix attractif et une haute évolutivité. Puisque les modules sont prêts à l'application et viennent avec tous les pilotes logiciels et BSP nécessaires, et puisque la spécification est open source — tant sur le plan matériel que logiciel — nous nous attendons à ce qu'ils suscitent un fort intérêt pour la communauté mondiale active de développement de systèmes embarqués et IoT », a déclaré Martin Unverdorben, président de l'équipe de développement du standard SGET STD.05, qui a commencé ses travaux en octobre 2019.

Comme d'autres normes computer-on-module, OSM simplifie et accélère l'intégration du processeur. Elle rend aussi les applications agnostiques au processeur, améliorant ainsi l'évolutivité et la pérennité. Selon SGET, le standard protège les investissements NRE, étend la disponibilité à long terme, et booste le ROI et la durabilité des systèmes embarqués. En plus, la conception BGA et la technologie de montage en surface automatisée (SMT) offrent une robustesse supplémentaire et des coûts de production plus bas pour la production en série.

Tous les modules OSM sont publiés et licenciés sous une licence Creative Commons Plus (CC+) double. Ce modèle offre une option de licence ouverte comme Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 (CC-BY-SA 4.0) pour un ensemble défini de matériaux, composants et logiciels, et une licence commerciale pour tout le reste. Les données de développement — incluant diagrammes de blocs, bibliothèques et nomenclatures — restent publiquement disponibles, tandis que la propriété intellectuelle des conceptions de cartes porteuses peut encore être licenciée commercialement sans violer l'éthique open-source.

La nouvelle spécification OSM étend le portefeuille de SGET avec des mini-modules BGA soudables substantiellement plus petits que les offres précédentes. Le plus grand module OSM, mesurant 45 mm × 45 mm, est 28 % plus petit que le µQseven (40 mm × 70 mm) et 51 % plus petit que SMARC (82 mm × 50 mm).

Autres tailles dans la famille OSM incluent :

• Taille-0 : 30 mm × 15 mm, 188 broches BGA
• Taille-S : 30 mm × 30 mm, 332 broches
• Taille-M : 30 mm × 45 mm, 476 broches
• Taille-L : 45 mm × 45 mm, 662 broches

SMARC spécifie 314 broches et Qseven 230. L'approche BGA permet significativement plus d'interfaces sur une empreinte plus petite — une percée industrielle à la fois en miniaturisation et en densité d'interfaces.

Quels ensembles de fonctionnalités sont disponibles dans les différentes configurations de taille ?

Les interfaces varient selon la taille du module. Dans sa configuration maximale, un module OSM fournit chaque fonction requise pour un système embarqué, IoT ou edge ouvert et programmable, incluant le support GUI.

Interfaces vidéo : Taille-S et plus supportent jusqu'à un port RGB et un DSI 4 canaux. Taille-M ajoute deux ports eDP/eDP++, tandis que Taille-L inclut un port LVDS. Une configuration maximale peut délivrer jusqu'à cinq sorties vidéo en parallèle. Tous les modules à partir de Taille-S offrent aussi une interface série caméra (CSI) 4 canaux. Taille-L supporte jusqu'à dix lignes PCIe ; Taille-M offre deux lignes PCIe x1 ; Taille-S fournit une ligne PCIe x1. Les modules Taille-0, en raison de leur empreinte minimale, n'exposent pas d'E/S mais peuvent supporter jusqu'à cinq ports Ethernet selon la spécification OSM.

Zone communication : 18 broches d'antenne pour intégration sans fil ou bus de terrain ; jusqu'à quatre ports USB 2.0 ou deux ports USB 3.0 (Taille-L seulement) ; jusqu'à deux CAN, quatre UART, stockage flash UFS, et jusqu'à 19 broches fabricant-spécifiques.

Fonctionnalités additionnelles : jusqu'à 39 GPIO, SPI, I²C, I²S, SDIO, deux entrées analogiques, et 58 broches réservées pour expansion future, assurant la rétrocompatibilité.