20.04.2012, Процессорный модуль для Альпаки-3

Версия 23:49, 21 апреля 2012

После прочтения статьи Применение процессорных модулей в приборостроении возникла идея использовать процессорный модуль в дизайне Альпаки-3.

Что нам это дает?

• Значительно упрощается разводка платы. По словам Жени развести шину между процессором и памятью - основная сложность. Мы покупаем готовый процессорный модуль и ваяем к нему baseboard, включающий ПЛИС и интерфейс с фронтендом.

• При изменении задач мы всегда сможем сделать другой baseboard: с большим числом ПЛИСин, дополнительными ЦАПами и т.д. При этом весь базовый софт останется отработанным, не нужно будет паять бОльшую часть железа и т.д.

• Вместе с готовым процессорным модулем мы получим готовый bsp, драйвера, сообщество пользователей. По-максимуму сократим системное программирование.

• Стоимость процессорных модулей сопоставима со стоимостью компонентов для их сборки.

• Мы сможем начать работу над новой Альпакой хоть с завтрашнего дня.

Слова для гугла: процессорный модуль, Computer-on-module (CoM), System-on-module (SoM), CPU Board, CPU-on-board

Критерии

Гугл подсказывает, что процессорных модулей производится великое множество. Мне бы хотелось видеть модуль:

1. Включающий CPU с float point (желательно ARM), RAM, RTC, flash
2. Удобный коннектор к baseboard, возможность нормально заводить прерывания и внешние данные (шина данных/адреса на коннекторе?)
3. Поддержку QNX Non Commercial из коробки, нормальное сообщество пользователей и разработчиков (лучше русскоязычное)
4. Приемлемую цену за модуль и отладочную baseboard
5. Долговременной поддержкой, возможностью купить

Претенденты

Гуглил долго и много. Выкладываю сухой остаток.

Variscite

Как ни странно, модули, представленные в статье, кажутся самыми интересными. Израильская контора, собирающая SoM. Есть представительство у нас, wiki.

Цены тут.

Сводная таблица по модулям.

VAR-SOM-AM35

Достаточная для нас функциональность, в розницу цена порядка $120. Под 3517 есть готовый bsp QNX'а.

VAR-SOM-ОM37

Гигагерцовый.

VAR-SOM-OM44

Два ядра, полтора гигагерца. Позиционируется как самый мощный SoM, есть статья на Хабре. Саше для 27-компонентного комплексирования =)

Mentor Electronics

Отечественная контора. Полуподвальное производство, судя по всему. Зато дешево) Старт-кит стоит 10.5 т.р.

Нас интересует BlueShark. На сайте, в вики. Судя по всему, это переделка знаменитой платформы BeagleBoard под SO-DIMM формат. По Beagle Board куча информации, есть bsp QNX'a.

Terraelectoronica

У них тоже есть образчики разные: http://www.terraelectronica.ru/catalog.php?ID=1177&Search=1&Text=som&Gde=2&PageS=1

За бугром

Есть куча других няшек, но их надо везти:

• http://www.toshiba-mikrocontroller.de/
• http://www.secoqseven.com/en/itemlist/arm-modules/ (их возит www.eltech.spb.ru)
• http://emtrion.de/dimm_mx53_en.php
• http://www.voipac.com/#X25-DMM-265

Кстати, вот список модулей, с которыми не должно быть вообще никаких проблем с QNX: http://service.swd.ru/sup_hardware/boards.php?cat_id=1

Есть список модулей на базе TI: http://processors.wiki.ti.com/index.php/ARM_MPU_SOM/SBC

Выводы и предложения

eugene:

Похоже, среди процессорных модулей того, что нам идеально подходит, не найти. Эти модули, как правило, мультимедийно-ориентированные. Как результат, туда закладывают большое количество периферийных устройств, таких, как возможность воспроизведения видео, звука, подключения графических экранов и прочие подобные вещи. Нам всё это не нужно.

С другой стороны, в большинстве модулей вообще отстутствует внешняя шина, на которую можно повесить коррелятор. В приложениях, на которые ориентированы данные модули, шина просто не нужна. Они так и создаются - чтобы поменьше было всяких шин, сразу подключаем внешние устройства и всё.

Приведённые выше модули - это больше похоже на исключение. Но и здесь шина всего лишь 16 разрядная. Конечно, это решаемо. Со стороны процессора разницы большой вообще не будет, со стороны ПЛИС - надо будет немного поковыряться. Возникнут новые эффекты, например, первую половину слова прочитали, а вторая успела измениться. В общем, минусы есть.

Среди достоинств - мощные процессоры (правда, опять же, мультимедийно-ориентированные), уже решена куча схемотехнических проблем, есть готовые BSP и дёшево.

Ничего более подходящего за приемлимые деньги в приемлемом исполнении пока не проглядывается. Поэтому предлагаю не тратить время и действовать.

Не ставить на данном этапе амбициозных задач, просто зделать базовый модуль, которого у нас на данный момент нет, и из-за чего стоят многие проекты. Состав примерно такой:

1. процессорный модуль VAR-SOM-AM35;
2. ПЛИС Xilinx Spartan6 XC6SLX150T - одна!;
3. посадочное место под внешний фронт-энд (на латунных стойках);
4. пару каналов АЦП (желательно в одном корпусе с последовательным интерфейсом, например, AD9633 - 12 р, 105 MSPS, LVDS-Ser);
5. два канала ЦАП (желательно в одном корпусе с последовательным интерфейсом);
6. питание 12 В (с возможностью работы от автомобильной сети или Wall-cube);
7. каналы ввода внешних сигналов (с регулируемым усилением и порогом - много раз было нужно);
8. PPS I/O;
9. RTC;
10. RS232;
11. USB-serial;
12. Ethernet (на халяву - нужен только разъём, а дрова в BSP уже есть);
13. SD/MMC (для прошивок вместо флешки);
14. GPIO (куда же без них).

Итак, повторюсь, моё предложение - сделать лишь базовый приёмник. Если подобрать АЦП/ЦАП c последовательным интерфейсом, количество слоёв (а также цена и сроки) сократиться. Предлагаю на ёлку себя на данном этапе не загонять! Решётку всё равно на этом не сделать. В общем - минимально возможный набор.

Да, еще, - минимум 3 экземпляра!

Спорить можно долго, пора действовать. Если у кого есть предложения по сути, другой модуль, например, вносите сейчас.