OSD335x - новая эпоха интеграции. ARM Cortex-A8, DDR3 и DC-DC-регулятор в одном корпусе

| OCTAVO SYSTEMS LTD

Герой известного советского мультфильма с восхищением говорил: «До чего техника дошла!». Именно эта фраза приходит на ум, когда читаешь спецификации нового семейства SIPOSD335x от компании Octavo Systems. OSD335x имеет габариты всего 27х27 мм, но при этом объединяет в одном корпусе производительный микропроцессор Sitara™ AM335x (Texas Instruments), до 1 Гб памяти DDR3, системную микросхему питания TPS65217C, линейный регулятор TL5209 и более 140 пассивных компонентов!

Семейство OSD335x от Octavo Systems

Рис. 1. Семейство OSD335x от Octavo Systems

Интеграция не стоит на месте. Снижение топологических норм приводит к значительному сокращению габаритов современных полупроводниковых компонентов. Даже сверхмощные вычислительные процессоры теперь умещаются в размерах почтовой марки. Однако снижение топологических норм - не единственный путь к миниатюризации.

Существуют и другие подходы, такие, например, как системы-на-кристалле (System-On-Chip, SOC) и системы-в-корпусе (System-In-Package, SIP).

В случае SOC несколько различных микросхем или компонентов выращиваются на одном кристалле. Это идеальное решение для быстродействующих схем, так как все скоростные интерфейсы реализуются внутри одного кристалла, и разработчику не приходится мучиться и разводить ВЧ-линии по плате. К сожалению, не всегда необходимые компоненты и микросхемы возможно вырастить на одном кристалле. В таких случаях применяют альтернативное решение – системы-в корпусе SIP.

В SIP на общей подложке располагаются компоненты с совершенно различными топологическими нормами и технологиями. Вплоть до того, что в одном корпусе уживаются нитрид-галлиевые транзисторы и кремниевая логика или пассивные индуктивности и микросхема DC/DC-преобразователя. По сути SIP– это альтернатива целой печатной плате со множеством компонентов.

Естественно возникает вопрос: насколько эффективна технология SIP? Рассмотрим практический пример. Допустим, требуется создать систему, которая должна содержать: системную микросхему питания, мощный процессор, память DDR3, линейный регулятор и сопутствующие пассивные компоненты. Если использовать традиционный подход, то скорее всего потребуется многослойная печатная плата площадью не менее десяти-пятнадцати квадратных сантиметров.

Теперь мы подошли к самому интересному. Взяв тот же набор компонентов, и используя последние наработки в SIPтехнологии, компания Octavo Systems умудрилась уместить все вышеперечисленное в корпусе размером 27х27 мм! Площадь нового семейства SIP микросхем OSD335x сравнима с площадью крупной монеты (рис. 2).

Размеры SIP микросхем OSD335x сравнимы с размерами крупной монеты

Рис. 2. Размеры SIP микросхем OSD335x сравнимы с размерами крупной монеты

OSD335x – семейство SIP, которое включает в себя целую группу сверхсовременных микросхем и компонентов (рис. 3):

  • микропроцессор Texas Instruments Sitara™ AM335x с ядром ARM Cortex-A8;
  • оперативную память DDR3 объемом до 512 Мбайт (в перспективе 1 Гбайт);
  • микросхему системы питания TPS65217C(TI);
  • линейный регулятор TL5209 (TI);
  • более 140 пассивных компонентов (индуктивностей, конденсаторов и резисторов).

Структура SIP микросхем семейства OSD335x от Octavo Systems

Рис. 3. Структура SIP микросхем семейства OSD335x от Octavo Systems

Что дает разработчикам новое семейство? Ответы очевидны:

  • Минимизация габаритов;
  • Упрощение разводки печатной платы, так как наиболее сложные интерфейсы скрыты внутри. Особенно это важно для тех, кто боялся использовать Sitara™ AM335x из-за сложности разводки DDR3 памяти. Теперь эти сложности позади;
  • Готовая система питания. Разработчикам всего лишь необходимо подать питание 5 В (5 В USB, литиевый аккумулятор или сетевой адаптер 5 В);
  • Сокращение времени разработки.

В настоящее время семейство OSD335x включает одну законченную микросхему, а еще три готовятся к выходу:

OSD3358-512M-BAS – SIP с процессором AM3358, объемом памяти 512 Мбайт и рабочим диапазоном температур 0…85°C. Ориентировочная стоимость около 30$, что не так и много, если учесть, что микросхема заменяет собой целую печатную плату с компонентами.

OSD3358-512M-IND – SIP с процессором AM3358, объемом памяти 512 Мбайт и рабочим диапазоном температур -40…85 °C. Данная SIP сейчас готовится к производству.

OSD3352-512M-BAS – SIP с процессором AM3352, объемом памяти 512 Мбайт и рабочим диапазоном температур 0…85°C. Данная SIP сейчас готовится к производству.

OSD3352-512M-IND – SIP с процессором AM3352, объемом памяти 512 Мбайт и рабочим диапазоном температур -40…85°C. Данная SIP сейчас готовится к производству.

Как видно, микросхемы семейства OSD335x используют две версии процессоров Sitara™ AM335x с ядром ARM Cortex-A8, а именно AM3358 и AM3352. Оба этих процессора могут работать на частотах до 1 ГГц с производительностью до 2000 DMIPS, поддерживают множество интерфейсов (UART, SPI, USB, CAN, I2C, Ethernet 1 GB) и ОЗУ вплоть до DDR3.

Отличия между AM3358 и AM3352 заключаются в том, что AM3358 имеет более широкие возможности. В этих процессорах присутствует 3D-ускоритель и имеется аппаратная поддержка промышленных протоколов (1588, EtherNet/ IP, PROFIBUS, PROFINET RT/ IRT, SERCOS III). Однако они имеют меньший температурный рабочий диапазон -40…105°C, в то время как для AM3352 существуют версии с диапазоном -40…125°C.

Еще одним достоинством OSD335x является наличие встроенной системной микросхемы питания TPS65217. В состав TPS65217 входит три импульсных DC/DC-преобразователя, четыре LDO, повышающий преобразователь для питания внешних светодиодов и зарядное устройство для Li-ion аккумуляторов.

Дополняет систему питания встроенный линейный регулятор TL5209 с выходным напряжением 3,3 В и током до 500 мА.

Для ознакомления с особенностями и возможностями семейства OSD335x следует воспользоваться отладочными платами. Эти платы выпускаются партнерами компании Octavo Systems.

OSD3358 Development Board – отладочный набор, разработанный компанией GHI Electronics (рис. 4). Плата набора кроме SIP OSD3358 включает микросхемы приемопередатчиков, TFT-экран, кнопки и разъемы для подключения интерфейсов и карт памяти.

OSD3358 Development Board от GHI Electronics

Рис. 4. OSD3358 Development Board от GHI Electronics

Еще один набор, а вернее вычислительный модуль на базе OSD3358-512M-BAS разработан компанией BeagleBoard для собственной экосистемы BeagleBone Black (рис. 5).

Вычислительный модуль для BeagleBone Black на базе OSD3358-512M-BAS

Рис. 5. Вычислительный модуль для BeagleBone Black на базе OSD3358-512M-BAS

Если анализировать области применения семейства OSD335x, то они очевидно будут совпадать с областями применения самих процессоров Sitara™ AM335x. Так как AM3358 разрабатывался для нужд промышленности, то OSD3358 будет востребован в системах ЧПУ, ПЛК и т. д. В свою очередь OSD3358 идеально подойдет для бытовой автоматизации, для коммерческой и измерительной электроники.

Характеристики OSD3358-512M-BAS:

  • процессор: TI AM335x, 1 ГГц, 32 кб L1 Icache, 32 кб L1 DCache, 256 кб L2 Cache;
  • память ОЗУ: 512 Мбайт DDR3;
  • микросхема системы питания: TPS65217C вход 5 В, выход 1,8/3,3 В;
  • встроенный LDO: TL5209 500 мА 3,3 В;
  • число пассивных компонентов: более 140;
  • интерфейсы: UART, SPI, USB, CAN, I2C, Ethernet 1 GB;
  • периферия: 16-Бит АЦП, таймеры, ЖК-порт, 3D-ускоритель;
  • напряжение питания: 5 В;
  • диапазон рабочих температур: 0…85 °C;
  • габариты: 27 х 27 мм BGA 400-выводной шаг 1,27.

Характеристики отладочной платы OSD3358 Development Board:

  • базовая микросхема: OSD3358;
  • доступная Flash: 4 Гб;
  • доступное ОЗУ: 1 Гб;
  • GPIO: 40;
  • ШИМ: 4;
  • число аналоговых входов: 7;
  • интерфейсы: UARTх3, SPIх1, I2Cх3, Ethernet, CANх1, USB Client и USB Host;
  • диапазон напряжений питания: 7…30 В;
  • диапазон рабочих температур: 0…+70 °C;
  • габариты: 245х161х17 мм;
  • вес: 87,8 г.

О производителе:

Компания была основана в 2013 году инженерами проектировщиками полупроводниковых компонентов. Цель компании – создание сверхкомпактных вычислительных систем-в-корпусе (System-In-Package, SIP).

Производитель: OCTAVO SYSTEMS LTD
Наименование
Производитель
Описание Корпус/
Изображение
Цена, руб. Наличие
OSD3358-512M-BAS
OCTAVO SYSTEMS LTD
Арт.: 2103128 ИНФО PDF
Поиск
предложений
встраиваемый модуль
OSD3358-512M-BAS от 6530,00 от 2 шт. 5880,00 от 3 шт. 5440,00 от 7 шт. 5170,00
-
Поиск
предложений
OSD3358-512M-IND
OCTAVO SYSTEMS LTD
Арт.: 2103129 PDF
Поиск
предложений
отладочная плата
OSD3358-512M-IND
-
Поиск
предложений
OSD3358 Development Board
OCTAVO SYSTEMS LTD
Арт.: 2175917 ИНФО PDF
Поиск
предложений
Отладочный набор разработан компанией GHI Electronics. Плата набора кроме SIP OSD3358 включает микросхемы приемопередатчиков, TFT-экран, кнопки и разъемы для подключения интерфейсов и карт памяти.
OSD3358 Development Board от 40216,28
-
Поиск
предложений

Сравнение позиций

  • ()