מאת: איגור גרינבלט *

הכתבה בחסות חברת ארו אלקטרוניקס ישראל (Arrow Electronics)

פיתוח מוצר משובץ (Embedded) חדש הוא תהליך מורכב המחייב קבלת החלטות רבות מאוד בשלבים שונים של הפרויקט. אחת מההחלטות הראשונות והקריטיות ביותר היא בחירת פלטפורמת הפיתוח: האם להתבסס על תכנון מערך דיסקרטי של רכיבים (מעבדים, זיכרונות, ממשקי תקשורת ועוד) או לבצע את הפיתוח באמצעות כרטיס SoM – System-on-Module מוכן.

כרטיסי SoM מאפשרים למפתח להתמקד בטכנולוגיית הליבה המרכזית של הפתרון ולחסוך את הזמן והמאמץ הכרוכים בפיתוח תשתית גנרית המקיפה את הטכנולוגיה שלו: מרכיבי חומרה כגון מעבד, רכיבי זיכרון, תקשורת אלחוטית ומעגלי הספק – וגם מרכיבי תוכנה כמו דרייברים וחבילת תמיכה (BSP – Board Support Package). הדבר פוטר את המפתחים מהצורך לעסוק בפיתוח מעגל שכבר פותח פעמים רבות בעבר – ולהסתמך על מודול בדוק – שעבר הסמכה לתקנים התעשייתיים הנדרשים.

ביישומים משובצים רבים מתחבר כרטיס ה-SoM הגנרי לכרטיס נושא (carrier board) שאותו מפתחת החברה. ההחברות נעשית באמצעות הלחמה או חיבור מכני. לעיתים, כאשר המוצר מיוצר בכמויות גדולות מאוד, החברה שאימצה את ה-SoM מבצעת תהליך של Chip down design, כלומר מפתחת פתרון משלה המשלב את ה-SoM ואת ה-Carrier בכרטיס אחד משותף. בכל מקרה, במקרים רבים ה-SoM הוא פתרון אופטימלי לשלבי התחלת הפרויקט.

חברת ארו ישראל מציעה מגוון פתרונות SoM לכל מטרה. חברות שמציעות פלטפורמות SoMs משתמשות לרוב במעבדי יישומים (Application processors) מרובי ליבות של היצרנים המובילים בתחום, דוגמת Qualcomm ו-NXP. בכתבה הזו נתמקד במספר פתרונות מרכזיים המבוססים על מעבדי ARM ומותאמים ליישומי בינה מלאכותית וראיית מכונה.

פתרונות מבוססי i.MX8M

זו משפחה של מעבדי יישומים הטרוגניים (בעל ליבות המבוססות על יותר מארכיטקטורה אחת) בעלת מספר וריאציות סביב 4 ליבות ARM Cortex A-53 וליבת זמן אמת M4F הפופולרית בעולם המיקרו-בקרים. היא כוללת מספר ערוצי אודיו ותמיכה באחת או שתי מצלמות MIPI CSI, ומכוונת בעיקר לשוק המוצרים הביתיים והתעשייתיים. הכרטיסים תומכים במגוון מערכות הפעלה, דוגמת Win10IoT, Android, Linux ו-FreeRTOS עבור ליבת זמן האמת. נוכחות ממשקי PCIe, USB ו-Ethernet תלויה בדגם הספציפי.

פתרונות מבוססי i.MX8M Plus

משפחת i.MX8M Plus של חברת NXP כוללת מעבדים מרובעי ליבות ARM Cortex-A53 העובדים במהירות שעון של עד 2GHz, ליבה בודדת ARM Cortex-M7 לעיבוד בזמן אמת, מאיץ רשתות נוירוניות Vivante VIP8000, ומעבד DSP לעיבוד אודיו. גולת הכותרת היא שני מעבדים מובנים ייחודיים לעיבוד תמונה (ISP – Image signal processors) התומכים במצלמות לראיית סטריאו או מצלמה בודדת של 12 מגה פיקסל. הכרטיסים תומכים במערכות ההפעלה Android, Linux ו-FreeRTOS.

פתרונות מבוססי Qualcomm Snapdragon 410E – APQ8016E

רכיבי APQ8016E של חברת קואלקום כוללים מעבד A-53 מרובי ליבות הפועל במהירות שעון של עד 1.2GHz ומאיץ גרפי מסוג Adreno 306 עבור יישומי עיבוד תמונה התומך במצלמה בודדת ברזולוציה של עד 12 מגה פיקסל. הם מגיעים עם  מעבד DSP וקישוריות אלחוטית BLE/WiFi ומותאמים בעיקר למוצרי בית חכם כמו למשל רובוטי ניקוי ועזרים חכמים נוספים. הכרטיס תומך במערכות ההפעלה Android ו-Linux.

פתרונות מבוססי Qualcomm Snapdragon 820E – APQ8096SG

זהו הרכיב הבכיר ביותר במשפחה, ומתאים ליישומים הדורשים וידאו מתקדם, קישוריות אלחוטית ובטיחות מידע, כגון רובוטים תעשייתיים, קופות אוטומטיות, ומציאות מדומה. הוא כולל מעבד ISP כפול עבור מצלמות ברזולוציה של עד 28 מגה פיקסל, שמונה ליבות הניתנות להאצה עד למהירות שעון של 2.15GHz, תמיכה בווידאו 4K, יכולות קידוד וידאו H.265/H.264, שבעה ערוצי אודיו סראונד כולל אלגוריתמים לסינון רעשים אשר רצים על-גבי מעבד DSP מובנה. הכרטיס גם מספק אינדיקציית מיקום GPS/GNSS ומאפייני הבטחת מידע. הוא תומך במערכות ההפעלה Linux, Android  וגם Win10.

* איגור גרינבלט הוא מהנדס אפליקציה בחברת ארו (Arrow Electronics) ישראל.

למידע נוסף, פרטי הקשר שלו הם: 050-2003984, [email protected]