Процессорный модуль
Всплеск потребности в интеллектуальных машинах привел к увеличению спроса на встроенные системы, которые имеют более высокую вычислительную мощность с функциями plug and play, что создало спрос на компактные и мощные процессорные модули – SoM. Это позволяет ускорить разработку и развертывание продуктов с минимальными затратами. Процессорный модуль, или система на модуле, ли SoM, помогает быстрее вывести новый продукт на рынок по сравнению с традиционными методами. Более того, использование SoM позволяет применять передовые технологии, такие как AI и ML, для дальнейшего повышения производительности.
Таким образом, процессорный модуль, или «система на модуле (SoM) или компьютер на модуле (CoM) — это схема на уровне платы, которая объединяет системную функцию в одном модуле. Он может объединять цифровые и аналоговые функции на одной плате. Типичное применение — встроенные системы».
Проще говоря, «SoM — это крошечный компьютер, установленный на встроенной плате для разработки». Он состоит из общего аппаратного и программного обеспечения для разработки любого встраиваемого продукта. SoM содержит операционную систему, драйверы устройств и соответствующие пакеты поддержки плат.
Например, процессорный модуль Kauri SoM NXP iMX8M Mini – это плата с CPU и GPU, RAM (LPDDR4), eMMc-памятью и всеми необходимыми интерфейсами (PCI-e, WiFi, BLE и другими).
Разработчики систем могут сосредоточиться на функциях, специфичных для приложения, таких как аппаратное обеспечение (дисплей, интерфейсы, периферийные устройства) и программное обеспечение (приложение, пользовательский интерфейс), используя готовый SoM и ускоряя время выхода на рынок.
Почему процессорный модуль?
Микропроцессор является обязательным требованием для сложных промышленных продуктов с высокой скоростью, коммуникационными стеками, графикой высокого разрешения, сторонними приложениями и т. д. В сложных встраиваемых системных продуктах разработка с нуля на основе микросхем требует много времени и усилий. Это может привести к множеству ошибок и пустой трате денег, если дизайн не сработает.
Преимущества системы на модуле (SoM):
- Быстрая разработка приложений: первое и главное преимущество использования SoM — более короткий цикл разработки. Избегаются сложные усилия, связанные с проектированием подсистемы ЦП. например, управление питанием, взаимодействие с памятью и т. д.
- Более быстрый вывод продукта на рынок: более короткий цикл разработки приводит к более раннему запуску продукта.
- Снижение затрат: более короткий цикл разработки также позволяет команде разработчиков сократить расходы, поскольку стоимость и сроки разработки несущей платы значительно сокращаются.
- Масштабируемость: вычислительный модуль предлагает функцию plug and play, с помощью которой вы можете перейти на SoM с высокой вычислительной мощностью, когда вам нужно запускать тяжелые приложения или внедрять в свое приложение новые технологии, такие как искусственный интеллект или машинное обучение, без изменения конструкции несущей платы.
- Долговечность: SoM обычно изготавливаются со сроком службы не менее 10 лет.
- Минимизация риска: использование SoM снижает риск на этапе разработки, поскольку значительно снижается сложность построения слоев несущей платы.
Поскольку процессорный модуль имеет много преимуществ, для проектных групп важно учитывать семь факторов при выборе правильной SoM:
- Производительность/вычислительная мощность. Крайне важно понимать потребность в вычислительной мощности встроенного приложения. Для периферийных устройств IoT в основном маломасштабный SOM достаточно хорош по сравнению с граничным устройством на основе ИИ, где приложению требуется достаточная вычислительная мощность для выполнения работы.
- Потребляемая мощность. При проектировании встроенной системы необходимо учитывать энергопотребление и тепло, выделяемое системой. Энергопотребление — важнейший критерий, который важно учитывать во встроенных конструкциях. Система, подключаемая к электрической сети, может игнорировать ограничения по энергопотреблению. А вот мобильная конструкция с ненадежным источником питания может полностью зависеть от управления питанием.
- Аппаратные ограничения. Выбор в пользу SOM актуален и в том случае, когда предполагается большое количество периферийных устройств. А разработчики должны учесть наличие 4G, GPS, кардридера и т. д. на несущей плате при выборе SOM.
- Совместимость программного обеспечения. Выбрать из самых распростаненних процессоров (Intel или ARM) достаточно сложно. Они оба широко используются, а доступность ПО и наборы инструментов примерно равны. Выбор скорее всего, будет оправдан тем, что устройства на базе ARM работают под управлением ОС, разработанных для мобильных устройств, таких как Android и Linux. А Intel можно выбирать для работы практически с любой операционной системой, которая может работать на стандартном настольном ПК, включая Windows и Linux.
- Фокус на ОС — Android/Windows/Linux. При создании интеллектуальных устройств операционная система имеет одну из самых важных ролей. Ведь решающие факторы при выборе ОС для втраиваемой системы — доступность драйверов для периферийных устройств и запуск модулей.
- Долговечность.Команда разработчиков также должна учитывать срок службы SoM, поскольку производитель обычно поддерживает продукт в течение определенного периода времени. Поскольку продукт частично зависит от конкретного SoM, важно включить SoM в критерии управления устареванием.
- Стоимость. Бюджет на создание IoT или смарт-устройства является одним из наиболее важных факторов для групп разработчиков встраиваемых систем, поскольку он влияет на окончательную стоимость продукта. Само собой разумеется, что лица, принимающие решения, должны учитывать, что цена процессорного модуля должна соответствовать бюджету при подготовке спецификаций материалов (BOM).
