La norme OSM expliquée pour les systèmes sur modules

Normes des systèmes sur modules

Diverses normes de systèmes sur modules, telles que SMARC et Qseven (Figure 1), ont été adoptées par les concepteurs de produits, les architectes de solutions et les ingénieurs systèmes. Le SGeT (Standardization Group for Embedded Technologies), une association internationale à but non lucratif d'entreprises et organisations, collabore et développe des spécifications indépendantes pour les technologies d'ordinateurs embarqués. Le choix d'une norme industrielle pour les systèmes sur modules favorise l'évolutivité de la technologie et l'interopérabilité entre les fournisseurs.

Récemment, une nouvelle norme pour les systèmes sur modules a été définie par le SGeT : OSM ou Open Standard Module, avec la proposition à valeur unique d'être un système sur module soudable. La norme permet d'ajouter un niveau de robustesse supplémentaire grâce à la conception LGA et à la technologie de montage en surface.

Figure 1 : Les normes de systèmes sur modules incluent SMARC, Qseven et OSM. (Source de l'image : iWave)

La norme OSM expliquée

Open Standard Module, la dernière norme industrielle pour les systèmes sur modules, a été lancée en décembre 2020. Afin de créer une nouvelle norme polyvalente et à l'épreuve du temps pour les petits modules informatiques embarqués à faible coût, le SGeT a publié la spécification OSM 1.0. L'OSM est l'une des premières normes pour les modules informatiques embarqués directement soudables et évolutifs.

L'OSM fait son entrée dans l'industrie avec des modules informatiques embarqués de la taille d'un timbre-poste, en remplaçant les modules de la taille d'une carte de crédit. L'OSM permet de développer, de produire et de distribuer des modules embarqués pour les architectures MCU32, Arm® et x86. Les principales caractéristiques des modules OSM incluent :

1. Traitement machine complet pendant le soudage, l'assemblage et les tests
2. Boîtier LGA pré-étamé pour soudage direct sans connecteur
3. Interfaces logicielles et matérielles prédéfinies
4. Matériels et logiciels open-source

La toute nouvelle norme est disponible en quatre tailles différentes, s'étendant de zéro, petit, moyen et grand, en fonction des contacts LGA disponibles sur le module (Figures 2a et 2b). Les quatre facteurs de forme différents peuvent se compléter.

Figure 2a : Tailles, facteurs de forme et brochages standard de la norme OSM. (Source de l'image : iWave)

Figure 2b : Les tailles OSM standard, codées par couleur selon la Figure 2a. (Source de l'image : iWave)

L'OMS utilise un boîtier LGA symétrique pour connecter le circuit imprimé du module au circuit imprimé de la carte de base. Les technologies Fused Tin Gird Array, ENIG LGA ou BGA peuvent être utilisées comme technologies de contact, à la discrétion du fabricant. Les spécifications permettent également aux fournisseurs de modules d'adopter des hauteurs différentes en fonction des exigences, avec une option d'extension par le biais d'une entretoise de carte.

Les modules à partir de la taille S offrent des interfaces vidéo pour jusqu'à 1x RGB et DSI 4 canaux. Les modules de taille M peuvent en plus prendre en charge 2x eDP/eDP++, et les modules de taille L ajoutent 2 interfaces LVDS pour les graphiques. Les configurations maximum peuvent donc fournir jusqu'à six sorties vidéo en parallèle. Tous les modules à partir de la taille S offrent en outre une interface série de caméra à 4 canaux (CSI). Les modules de taille L offrent jusqu'à 10 voies PCIe pour la connexion rapide des périphériques ; la taille M offre 2x PCIe x1, et la taille S 1x PCIe x1. Compte tenu de l'empreinte extrêmement miniaturisée, les modules de taille 0 ne comportent aucune des E/S mentionnées, mais offrent toutes les interfaces énumérées dans la spécification OSM, qui prévoit jusqu'à 5x Ethernet pour la communication entre systèmes.

Dans tous les modules, il y a une zone de communication dédiée, qui fournit 18 broches pour les signaux d'antenne pour différentes technologies sans fil, et 19 broches disponibles pour les signaux spécifiques au fabricant.

Pourquoi envisager l'OSM ?

Les principaux avantages du module OSM sont les suivants : module soudable sur circuit imprimé avec résistance aux vibrations, facteur de forme compact avec le plus petit rapport broche/surface et possibilité d'évolutivité technologique.

Comme le module peut être soudé directement sur la carte porteuse, il convient parfaitement aux produits sujets aux vibrations et nécessitant un facteur de forme compact. Un cluster de connectivité pour un deux-roues électrique est un bon exemple. Les modules OSM fournissent aux concepteurs une solution combinant idéalement évolutivité, facteur de forme et coût.

Pour un nombre croissant d'applications IoT, cette norme permet de combiner les avantages de l'informatique embarquée modulaire avec les exigences croissantes en matière de coûts, d'espace et d'interfaces. Les applications potentielles d'un module OSM incluent les systèmes périphériques, IoT et embarqués connectés à l'IoT qui exécutent des systèmes d'exploitation open-source et sont utilisés dans des environnements industriels difficiles.

Portefeuille iWave de systèmes sur modules OSM

iWave Systems, leader en conception et fabrication de systèmes sur modules, a récemment lancé l'iW-RainboW-G40M (Figure 3) : le module i.MX 8M Plus OSM soudable. L'iW-RainboW-G40M intègre le puissant processeur i.MX 8M Plus dans la norme OSM 1.0, fournissant ainsi de puissantes capacités d'IA et d'apprentissage automatique dans un module compact.

Figure 3 : Faces supérieure et inférieure du système sur module iW-G40M. (Source de l'image : iWave)

Deux processeurs de signal d'image (ISP) et un processeur de réseau neuronal dédié avec jusqu'à 2,3 TOPS font de l'i.MX 8M Plus une solution idéale pour la maison intelligente, la ville intelligente, l'IoT industriel et plus grâce à ses capacités d'apprentissage automatique, de vision et multimédias avancées.

Caractéristiques clés du module

• i.MX 8M Plus dual/quad lite/quad
• 2 Go LPDDR4 (jusqu'à 8 Go)
• 16 Go eMMC (jusqu'à 256 Go)
• Wi-Fi (802.11b/g/n/ac/ax) (ax en option)
• Bluetooth 5.0
• 2 ports CAN-FD
• 2 interfaces RGMII
• PCIe 3.0 x 1
• LVDS x 2
• Module LGA taille L

Le module offre aux concepteurs une option flexible et évolutive pour leur produit tout en réduisant les délais de mise sur le marché. Avec des interfaces industrielles telles que CAN-FD, des réseaux sensibles au temps et des interfaces haute vitesse, le processeur convient idéalement aux systèmes d'automatisation et Industrie 4.0 prenant en charge le traitement intelligent et rapide des données multimédias.

Grâce à un kit de développement et à un SOM prêt pour la production, un concepteur peut accélérer la mise sur le marché tout en réduisant les risques. Le module est prêt à l'emploi et il est fourni avec tous les BSP et pilotes logiciels nécessaires, avec un support logiciel pour Ubuntu, Android et Linux.