VisionSOM-8Mmini – multimedialny system embedded firmy SoMLabs

VisionSOM-8Mmini – multimedialny system embedded firmy SoMLabs

Oferta produkcyjna firmy SoMLabs konsekwentnie się poszerza, w tym roku polski producent komputerów embedded wprowadził do produkcji dwa moduły SoM z wielordzeniowymi, heterogenicznymi mikroprocesorami STM32MP15x (STMicroelectronics) i i.MX8Mmini (NXP).
W artykule zaprezentujemy cechy i możliwości modułu VisionSOM-8Mmini, który jest obecnie jednym z najnowocześniejszych na rynku. Producent zastosował w prezentowanym module nie tylko szybką i energooszczędna pamięć LPDDR4, ale także wyspecjalizowany układ PMIC, który zapewnia długą żywotność jednostki centralnej.

W ostatnich dniach sierpnia firma SoMLabs wprowadziła do sprzedaży kolejny w swojej ofercie moduł SoM (System-on Module) o nazwie VisionSOM-8Mmini.

Fotografia 1 pokazuje wygląd modułu w wersji z pamięcią Flash eMMC. Jest to nowoczesny komputer multimedialny z mikroprocesorem i.MX8Mmini, bogato wyposażony w peryferia: energooszczędną pamięć LPDDR4 o pojemności do 4 GB i 32-bitowej magistrali danych, pamięć Flash eMMC o pojemności do 32 GB i opcjonalny moduł komunikacji bezprzewodowej Wi-Fi/BLE5.2.

Fotografia 1. Wygląd modułu VisionSOM-8Mmini z pamięcią Flash eMMC

Podobnie do pozostałych SOM-ów z rodziny VisionSOM, także prezentowany w artykule VisionSOM-8Mmini wyposażono w moduł radiowy firmy Murata, którego jedną z zalet jest udokumentowana precertyfikacja RED. Producent modułu VisionSOM-8Mmini przewidział możliwość zastąpienia lutowanej pamięci eMMC kartą MicroSD, na fotografii 2 pokazano wygląd takiej wersji SOM-a. Schemat blokowy modułu pokazano na rysunku 1.

Fotografia 2. Wygląd modułu VisionSOM-8Mmini z pamięcią Flash w postaci karty MicroSD
Rysunek 1. Schemat blokowy modułu VisionSOM-8Mmini

Komputer VisionSOM-8Mmini ma format mechaniczny zgodny z wcześniej produkowanymi przez SoMLabs modułami VisionSOM – znany z komputerów przenośnych – popularny SODIMM200. Jest to rozwiązanie o wysokiej odporności mechanicznej i wysokiej trwałości styków, odporne na typowe warunki środowiskowe spotykane w aplikacjach urządzeń embedded.

Atut #1: wydajne GPU

Mikroprocesor użyty w module VisionSOM-8Mmini wyposażono w zaawansowany koprocesor graficzny 3D firmy Vivante – GC NanoUltra. Jest on zgodny z OpenGL ES 2.0, OpenGL 2.x Desktop oraz OpenVG 1.1, obsługuje grafiki FullHD.

Zastosowany w modułach VisionSOM-8Mmini mikroprocesor z rodziny i.MX8Mmini (jego schemat blokowy pokazano na rysunku 2) ma budowę heterogeniczną i jest wyposażony w cztery rdzenie Cortex-A53 (o maksymalnej częstotliwości taktowania do 1,8 GHz) oraz jeden rdzeń „mikrokontrolerowy” – Cortex-M4F (o częstotliwości taktowania do 400 MHz).

Rysunek 2. Schemat blokowy mikroprocesora i.MX8Mmini

Mikroprocesor zastosowany w VisionSOM-8Mmini wyposażono w dużą liczbę modułów i interfejsów. Szczególnie interesujący jest podsystem multimedialny, w skład którego wchodzą m.in.:

  • GPU – koprocesor graficzny 3D Vivante GC NanoUltra/2D Vivante GC320, kompatybilny z OpenGL ES 2.0 obsługujących wyświetlacze Full HD (1920×1080 px);
  • VPU – sprzętowy kodek wideo (1080p60 VP9 Profile 0, 2 (10-bit) decoder, HEVC/H.265 decoder, AVC/H.264 Baseline/Main/High decoder, VP8 decoder, 1080p60
  • AVC/H.264 encoder, VP8 encoder);
  • SAI – 5-kanałowy interfejs cyfrowego audio zintegrowany z interfejsami PDM;
  • interfejsy MIPI kontrolera kamery wideo (CSI) oraz wyświetlacza (DSI).

Atut #2: zintegrowany VPU

Mikroprocesor użyty w module VisionSOM-8Mmini wyposażono w sprzętowy kodek wideo VPU (Video Processing Unit), który wspomaga realizację kodowania i dekodowania m.in. standardów: 1080p60 VP9 Profile 0, 2 (10-bit) decoder, HEVC/H.265 decoder, AVC/H.264 Baseline, Main, High decoder, VP8 decoder oraz 1080p60 AVC/H.264 encoder, VP8 encoder.

Interesujące jest także wyposażenie komunikacyjne prezentowanego mikroprocesora (i oczywiście modułu VisionSOM-8Mmini), w jego skład wchodzą m.in.:

  • interfejs PCIe, za pomocą którego można dołączyć do mikroprocesora m.in. dyski SSD;
  • gigabitowy interfejs Ethernet;
  • dwa kanały (z warstwą fizyczną) USB2.0;
  • ponadto: 4×UART (do 5 Mb/s), 4×I2C (FastMode), 3×SPI itp.

Pomimo bogatego wyposażenia pobór mocy przez moduł VisionSOM-8Mmini jest niewielki, co wynika z zaawansowanej technologii użytej do produkcji mikroprocesorów o wymiarze charakterystycznym 14 nm oraz zastosowania zaawansowanych pamięci zoptymalizowanych do stosowania w urządzeniach przenośnych LPDDR4.

Atut #3: heterogeniczna architektura

Mikroprocesor użyty w module VisionSOM-8Mmini ma heterogeniczną architekturę, w skład której wchodzą 4 rdzenie aplikacyjne Cortex-A53 oraz jeden rdzeń real-time – Cortex-M4F.

Optymalizację poboru mocy i wysoką trwałość mikroprocesora zapewnia zastosowany w module VisionSOM-8Mmini wyspecjalizowany układ zasilający (PMIC) firmy NXP, który gwarantuje – zgodnie z notą aplikacyjną AN12468 firmy NXP – czas bezawaryjnej, ciągłej pracy MPU od 500000 h do 82000 h (rysunek 3), w zależności od temperatury złącza.

Rysunek 3. Charakterystyka żywotności przemysłowej wersji mikroprocesora i.MX8Mmini w zależności od wartości napięcia zasilającego rdzeń i temperatury złącza
Fotografia 3. Płytka bazowa VisionCB-8M-STD została wyposażona m.in. w licencjonowany interfejs J-Link firmy Segger – na zdjęciu z zainstalowanym VisionSOM-8Mmini z pamięcią Flash w postaci karty MicroSD

Z myślą o konstruktorach potrzebujących taniego narzędzia sprzętowego do ewaluacji możliwości VisionSOM-8Mmini firma SoMLabs opracowała i oferuje płytkę bazową (carrier board) o nazwie VisionCB-8M-STD (fotografia 3), którą wyposażono we wszystkie podstawowe peryferia oraz złącza, w tym m.in.:

  • dla shieldów, zgodne z Arduino UNO;
  • dla hatów, zgodne z Rpi;
  • złącze ekspandera PCIe;
  • złącze MIPI-DSI (do wyświetlacza z touch-panelem);
  • złącze MIPI-CSI (do kamery HD).
Rysunek 4. Schemat blokowy płytki bazowej VisionCB-8M-STD

Na rysunku 4 pokazano schemat blokowy płytki VisionCB-8M-STD. Warto zwrócić uwagę, ze jej standardowym wyposażeniem jest także licencjonowana wersja programatora-debuggera J-Link firmy Segger, który można wykorzystać do diagnostyki systemu i uruchamiania oprogramowania.

Fotografia 4. Wygląd konwertera MIPI-DSI na HDMI/LVDS firmy SoMLabs

Firma SoMLabs, z myślą o użytkownikach prezentowanego zestawu, oferuje dwa ekspandery funkcjonalne, które pozwalają na użycie w aplikacjach:

  • wyświetlaczy z interfejsami HDMI lub LVDS – dzięki konwerterowi MIPI-DSI<>HDMI/LVDS o nazwie SL-MIPI-LVDS-HDMI-CNV (fotografia 4), dołączanemu do złącza MIPI-DSI na płytce bazowej;
  • dysków SSD i innych modułów w formacie M.2 z kluczem E o wymiarze do 2280 – dzięki adapterowi SL-M2-SSD-ADP (fotografia 5), dołączanemu do złącza PCIe na płytce bazowej.
Fotografia 5. Adapter ze złączem M.2 dla dysków SSD dołączanych do interfejsu PCIe

W najbliższym czasie zapowiadany jest kolejny moduł ekspandera funkcjonalnego z kamerą wideo HD, wyposażoną w interfejs MIPI-CSI.

Piotr Zbysiński
SoMLabs

Więcej informacji:
 
Dystrybutorem firmy SoMLabs w Polsce jest firma Elhurt Sp. z o. o., som.elhurt.com.pl bezpośredni kontakt: Andrzej Moczulski, tel. 600082430, som@elhurt.com.pl.
Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik październik 2020

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio listopad 2020

Świat Radio

Magazyn użytkowników eteru

Automatyka Podzespoły Aplikacje październik 2020

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna październik 2020

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Praktyczny Kurs Elektroniki 2018

Praktyczny Kurs Elektroniki

24 pasjonujące projekty elektroniczne

Elektronika dla Wszystkich październik 2020

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów