All-in-One SOM – jak projektować aplikacje IoT sprawniej i szybciej


 
Ostatnie wydarzenia na świecie pokazały z niespodziewaną mocą zasadność potrzeby głębszej automatyzacji we wszystkich dziedzinach naszego życia. Nowe wyzwania stają się nowym motorem i siłą napędową innowacyjności, nakreślając nowe trendy na kolejne dekady. Udział rozwiązań automatycznych w naszym życiu prywatnym i zawodowym już doprowadził do zmian kulturowych i społecznych, a w przyszłości tempo zmian będzie jeszcze większe. Jak przedsiębiorcy mogą skorzystać z tego trendu i sprawić by ich rozwiązania były bardziej „smart”? Odpowiedź to tworzenie aplikacji ograniczających i eliminujących serwisową rolę człowieka. Systemy mają się uczyć oraz konfigurować samodzielnie, co oznacza obecność sztucznej inteligencji na wszystkich poziomach, od wygenerowania danych, poprzez ich transmisję i zbieranie. Realizacja takich potrzeb może się odbyć jedynie na platformie posiadającej wystarczający poziom mocy obliczeniowej i elastyczność sprzętowo – programistyczną. Takim urządzeniem jest All-in-One SOM.

Smart Dekada – konieczność nadchodzących czasów

Coraz częściej zadajemy sobie pytanie o przyszłość szeroko rozumianego IoT w kolejnej dekadzie. Wszystkie urządzenia posiadające zestaw czujników i możliwość sterowania, podłączone do sieci internetowej i zarządzane z poziomu systemu informatycznego są zgodne z dzisiejszymi kryteriami IoT. Analizując rozwiązania łatwo zauważyć, że zarówno w przeszłości, jak i obecnie składają się z tych samych elementów: części sensorycznej, wykonawczej, komunikacyjnej i systemów przetwarzania danych.

Zmiana nastąpiła w konieczności zapewnienia odpowiedniego poziomu integracji, zdalnego zarządzania i kontroli na dotąd niespotykaną skalę. Zakładając dostęp i obsługę urządzeń bez bezpośredniego udziału operatora oraz możliwość komunikacji z innymi systemami.

Oczekiwany jest też przełom w obszarze otwartości danych, regulacji i standaryzacji, aby umożliwić bezpieczną integrację i wymianę danych pomiędzy różnymi systemami. Celem jest uzyskanie komunikacji nie tylko na poziomie centralnym, ale również na poziomie koncertowania i generacji danych w urządzeniach końcowych.

SOM do aplikacji IoT
Obserwator znający historię IoT przyzna, że są to założenia jakie przyświecały idei IoT od samego początku. W rezultacie oczekiwania stawiane wczoraj, dzisiaj wymagają nowego podejścia w projektowaniu systemów zintegrowanych:
 

  1. Wysoka moc obliczeniowa – ogromna ilości danych w dzisiejszych urządzeniach doprowadziła do rozkwitu dziedzin związanych z przetwarzaniem, analizą i predykcją, w tym z rozwojem algorytmów sztucznej inteligencji. Obecnie ciężar analizy staje się bardziej rozproszony, oczekiwane są systemy zaawansowane zapewniające analizę i predykcję danych bezpośrednio już na poziomie urządzenia. Urządzenie powinno posiadać umiejętność samokalibracji i możliwość częściowej naprawy eliminując najszczersze przyczyny przestoju.
  2. Możliwość komunikacji – komunikacja z systemami zewnętrznymi poprzez sieć Internet to już standard, zarówno z użyciem łącza stałego jak i łączności bezprzewodowej w pasmach licencjonowanych sieci komórkowej. Od dzisiejszych urządzeń wymaga się komunikacji z urządzeniami peryferyjnymi rozporoszonymi w bliskiej odległości posiadających ograniczenia np. z uwagi na charakter zasilania bateryjnego. Co wymusza konieczność komunikacji z użyciem technik komunikacyjnych o niskiej konsumpcji prądu.
  3. Elastyczność – dzięki przeniesieniu zarządzania zmianą oprogramowania z warstwy hardwarowej na warstwę aplikacji. Otrzymujemy nowy wymiar możliwości zarządzania zmianą. Nie jesteśmy w stanie przewidzieć potrzeb w zakresie rekonfiguracji, a tylko dzięki takiemu podejściu zachowujemy pełną funkcjonalność naszego urządzenia w bardzo długiej jednostce czasu. Modyfikacja zdalna stała się nie tylko metodą do zapewnienia niskich kosztów utrzymania, eliminując fizyczne serwisy. Co najważniejsze staje się koniecznością i jednym z głównych kryteriów stawianych przed rozwiązaniami.

SoM – uniwersalny układ dla inteligentnych urządzeń

Ostatnie lata przyniosły ogromną ekspansję mikroprocesorów i układów w topologii SoM (System on Module), które stają się coraz częściej jednostką centralną i najważniejszym podzespołem realizującym podstawowe funkcje najbardziej wymagających aplikacji z obszaru „Hi-Tech”.

W coraz większej ilości rozwiązań elektronicznych sam mikrokontroler już nie wystarcza. Nie chodzi tylko o kwestie wydajności, ale głównie o ograniczenia w obszarze oprogramowania. Powodów stosowania rozwiązań typu SoM jest wiele:

  • zapewniają centralizację najistotniejszych funkcji (jednostka obliczeniowa i komunikacyjna) w jednym wymiennym komponencie,
  • eliminują konieczność projektowania wysoce wyspecjalizowanego układu, który jest bardzo wymagający w trakcie projektowania i produkcji,
  • zapewniają pakiet stosownego oprogramowania w postaci systemu operacyjnego i sterowników.

Rynek elektroniki ostatnich lat spowodował rozwój układów na tyle wyspecjalizowanych, że samodzielne ich opracowywanie staje się po prostu zbyt pracochłonne i nieopłacalne. Oznacza zaangażowanie nie tylko dużych środków finansowych, ale również zasobów i czasu.

SOM Masters dla aplikacji internetu rzeczy

All-in-One SoM Masters – idealne rozwiązanie dla producentów IoT

Linia SoM Masters oparta o układ ST Microelectronics STM32MP1xx jest odpowiedzią na potrzeby rynku zapewniając wysoko wyspecjalizowaną jednostkę centralną o wysokiej integracji najistotniejszych komponentów.

Unikalność rozwiązania polega na umieszczeniu w jednym module układów komunikacyjnych zapewniających komunikację zarówno w paśmie licencjonowanym, jak również nie licencjonowanym.
All-in-One SoM Masters jest oparty na nowym procesorze STM32MP157 firmy ST wyposażonym w dwurdzeniowy Dual Arm® Cortex®-A7 do 800 MHz i Cortex®-M4 209 MHz w rozmiarze SODIMM (67,6 mm x 45,0 mm). Moduł oferuje bardzo wysoką wydajność w czasie rzeczywistym, niskie zużycie energii i unikalną gamę modułów komunikacyjnych na pokładzie idealnie wpisując się w potrzeby wymagających aplikacji w systemach kontrolnych urządzeń przemysłowych.

Umożliwia realizację najbardziej zaawansowanych rozwiązań wychodząc naprzeciw stawianym oczekiwaniom dzisiejszych czasów.

Obniż koszt wyprodukowania urządzenia IoT

Zastosowanie SoM w układzie Klienta to nie tylko użycie hardware’u. To zastosowanie całego ekosystemu, w skład którego wchodzi również system operacyjny, sterowniki i oprogramowanie demonstracyjne.

Oczekiwana jest również integracja w zakresie komunikacyjnym poprzez implementację poza modułami komunikacyjnymi rozwiązań związanych z dedykowanymi planami taryfowymi.
Efektywne projektowanie zaawansowanej elektroniki wymaga dzisiaj od projektanta szybkiego dostarczenia nie tylko działającego prototypu, ale w szczególności oznacza możliwość przeniesienia i adaptacji najważniejszego komponentu wprost do układu docelowego.

SoM Masters spełnia wszystkie powyższe kryteria. Opracowany prototyp na płycie ewaluacyjnej z jednostką centralną w postaci SoM, po zaprojektowaniu w dużej mierze nienastręczających większych problemów peryferiów wymaga jedynie fizycznego przeniesienia do układu docelowego. Dzięki temu klient otrzymuje rozwiązanie, które jest rozwijane i utrzymywane w długim czasie w prosty sposób z poziomu warstwy aplikacyjnej.

Chcesz szybko stworzyć prototyp własnej aplikacji IoT „Hi Tech”?

Zachęcamy do kontaktu mailowgo rd@masters.com.pl lub telefonicznego +48 502 825 627 bezpośrednio z Jerzym Kozieł, Head of R&D w Maters. Odpowiemy na wszelkie pytania.