Система на модуле или SoM

Что такое система на модуле?

Система на модуле, или SoM это электронная схема, которая объединяет процессор, память и контроллеры ввода-вывода, то есть все необходимые системные функции, в одном модуле. Однако, в отличие от SoC, который объединяет многие из этих функций на одном чипе, система на модуле обычно требует для работы только источник питания.

Системы SoM часто строятся поверх печатной платы и могут быть заключены в металлический корпус или оставлены открытыми со всеми видимыми компонентами. Кроме того, у SoM всегда есть способ подключения к внешним платам в виде контактов, краевых разъемов или выводов под пайку.

Хотя линейку плат Raspberry Pi и Arduino можно считать SoM, они попадают в разные категории. Raspberry Pi — это одноплатный компьютер, у которого нет конкретной цели, а линейка плат Arduino представляет собой среду для прототипирования, в которой контакты подключаются к микроконтроллеру

Чем система-на-модуле полезна для электроники?

SoM не так распространены, как SoC, но по мере того, как полупроводники приближаются к своим физическим пределам, роль SoM будет становиться все более важной. SoC — это чипы, которые объединяют несколько системных компонентов в одном устройстве, например ЦП, ГП и MMU. Однако SoC по-прежнему требует внешней схемы для обеспечения работы устройства, и это может включать память, контроллеры ввода-вывода и различные другие вспомогательные компоненты.

Таким образом, использование SoC в проектах может сделать процесс проектирования сложным и утомительным. Разработчик должен полностью понимать, как правильно использовать SoC, включая функцию каждого контакта, тепловые свойства SoC и конструкцию площадки. Однако SoM создает модуль, который справляется с этими сложностями, чтобы создать устройство, которое разработчик может включить в схему.

Как и в случае с Arduino, выводы SoM могут быть напрямую подключены к любому оборудованию, которое хочет использовать разработчик (при условии, что они не потребляют слишком много тока или не используют несовместимые уровни напряжения). Однако там, где Arduino является платформой для прототипирования, SoM можно использовать в конечном продукте с высокой степенью надежности (достаточно для коммерческих продуктов).

Еще одним важным преимуществом использования системы на модуле является взаимозаменяемость. Предполагая, что производитель SoM сохраняет форм-фактор модуля, усовершенствования в технологии могут быть включены в обновленные SoM, которые можно легко заменить более старыми устройствами. Таким образом, дорогостоящие сложные системы (такие, как центры обработки данных и сотовые сети) можно модернизировать без полной замены базового оборудования. Кроме того, старые SoM можно перерабатывать, используя их в более старых проектах по сниженной цене (при условии, что сам SoM достаточно универсален, чтобы его можно было использовать в другом приложении).

Какие существуют SoM?

Если мы придерживаемся определения SoM как устройства, которое позволяет использовать его в конечном продукте и сочетает в себе несколько системных функций на одной печатной плате, ответ заключается в том, что системы на модулях очень распространены в отрасли.

Одной из областей электроники, в которой широко используются SoM, является радиосвязь, особенно в диапазоне 2,4 ГГц. ESP32-WROOM-32 является примером SoM, который объединяет микроконтроллер, стек TCP/IP, радиосхему, радиоантенну и память на одной печатной плате с металлическим корпусом. Хотя существуют версии этого модуля, прикрепленные к плате с контактами для прототипирования, сам модуль доступен для покупки и может быть припаян непосредственно к печатным платам в конечном продукте, чтобы действовать как адаптер Wi-Fi или работать как единственный контроллер.

Другой пример SoM — Kauri SoM NXP iMX8M Mini. Этот SoM сочетает в себе высокую производительность благодаря процессору процессор Arm Cortext A53 и быстрой памяти стандарта LPDDR4, а также наличию интерфейсов WiFi 4 и BLE 5.0. Кроме того, данный SoM обладает маленькими размерами (53 х 30 х 4мм), что делает его отличным вариантом для разработки компактных устройств.