MSC Abrundung für RISC-Module

nanoRISC-Modul mit dem Cortex-A8 Prozessor AM335x von Texas Instruments, den es mit 300 bis 800 MHz gibt. Das Modul verbraucht insgesamt nur 2 W.
nanoRISC-Modul mit dem Cortex-A8 Prozessor AM335x von Texas Instruments, den es mit 300 bis 800 MHz gibt. Das Modul verbraucht insgesamt nur 2 W.

Bei der vor zwei Jahren von MSC als »nanoRISC« eingeführten Familie von Prozessormodulen hat sich weiterer Nachwuchs eingestellt: nanoRISC-AM335X basiert auf dem ARM-Cortex-A8-Prozessor AM335x von Texas Instruments.

Das neue Modul ist mit CPUs zwischen 300 und 800 MHz erhältlich und verfügt über bis zu 512 MByte DDR3-DRAM, bis zu 512 MByte SLC-NAND-Flash und als Option bis zu 64 GByte eMMC-Flash. Durch den Micro-SD-Sockel auf dem Modul können Flash-Speicherkarten hinzugefügt werden.

Entsprechend der nanoRISC-Spezifikation bietet das Modul populäre Embedded-Schnittstellen wie Ethernet, USB, CAN, UART, SPI, I2C und I2S Audio. Als Besonderheit gibt es bei einigen Varianten Grafikbeschleunigung durch Hardware und eine programmable Realtime Unit (PRU), mit der unter anderem Echtzeit-Ethernet möglich wird. Optional kann das Netzwerk-Interface mit Gigabit-Geschwindigkeit betrieben oder eine zweite 10/100-LAN-Schnittstelle ausgenutzt werden.
Mit diesem neuen Prozessormodul vervollständigt MSC seine nanoRISC-Produktfamilie, die bereits Module mit Cortex-A8-Prozessoren bis zu 1 GHz umfasst und nach unten durch ein Modul mit ARM-9-Prozessor (400 MHz) abgerundet wird. Alle Module bieten auf der Platine verlöteten Arbeitsspeicher und NAND-Flash als Programm- und Datenspeicher, so dass resultierende Systeme sehr kompakt ausgeführt werden können. Auf Kühlung kann wegen der geringen Verlustleistung von 1,5 bis 2,5 W im Regelfall verzichtet werden.

Anwender erhalten mit »nanoRISC« ein Modul mit dem gewünschten 32-Bit-Mikrocontroller, der zusammen mit Boot-Loader und BSP geliefert wird und unmittelbar einsatzfähig ist. Dazu stehen auch noch Design-Guides, Test- und Evaluationboards und komplette Starterkits zur Verfügung, so dass für einen einfachen Einstieg in Hard- und Software gesorgt ist. Insbesondere das komplexe und langwierige Design einer Platine für den Mikrocontroller entfällt bei Verwendung eines fertigen Prozessormoduls, doch mehr noch schlägt der Wegfall des hohen Entwicklungsaufwand für Boot-Loader und Betriebssystemanpassung zu Buche. Der Entwurf einer Trägerplatine für nanoRISC-Module hingegen beschränkt sich auf das Vorsehen des passenden Sockels für das ausgewählte Prozessormodul und auf die Anpassung der I/O-Schnittstellen des Moduls an die Umgebungssignale, falls nicht gleich ein fertiges Träger-Board von MSC verwendet werden soll.

Die modulare Vorgehensweise hat im Embedded-Bereich eine lange Tradition, jedoch steht bei Modulen für x86-Prozessoren wie COM-Express die absolute Kompatibilität der Modulschnittstellen im Vordergrund, so dass man praktisch wahlfrei alle Module der jeweiligen Modulfamilie einstecken kann und einen breiten Skalierungseffekt der Rechenleistung und Funktionsvielfalt erhält. Dieser modulare Ansatz funktioniert bei x86-CPUs ausgesprochen gut, da die CPUs der PC-Welt nur über einen begrenzten Satz an Standard-Schnittstellen verfügen, die relativ leicht über die standardisierten Modul-Schnittstellen zum Träger-Board geführt werden können.

Diese Situation ist bei RISC-Prozessoren deutlich komplexer, da hier nicht nur CPUs eingesetzt werden, sondern Mikrocontroller mit umfangreicher Peripherie auf dem Chip, deren vielfältigen I/O-Schnittstellen sich einer einfachen Standardisierung auf relativ wenige Interfaces widersetzen. Typische Embedded-Anwendungen erfordern eine breite Vielfalt an Interfaces, zu denen neben den Standard-Schnittstellen wie LAN, USB und Grafik immer auch serielle Interfaces wie UARTs, I2C, CAN und SPI und parallele Schnittstellen wie GPIO und Local Bus gehören. Dazu kommen dann noch etliche Timer, Counter und PWM-Ausgänge.

Mit seiner nanoRISC-Modulfamilie hat MSC einen Standard für RISC-Prozessormodule geschaffen, der die typischen Embedded-Schnittstellen bietet und eine ökonomische Balance zwischen Pin-Anzahl und mechanischen Abmessungen, Robustheit und Kosten wahrt. Der hier verwendete sehr preiswerte 230-polige MXM-Konnektor wird seit langem als Erweiterungssockel für Grafikkarten in Notebooks eingesetzt und ist inzwischen sogar auch in einer Automotive-Spezifikation verfügbar. Es ist derselbe Steckverbinder wie bei Qseven-Modulen, doch ist die Steckerbelegung grundverschieden! Zudem sind die Abmessungen von nanoRISC-Modulen 70 x 50 mm, während Qseven auf 70 x 70 mm kommt. Zwischen den einzelnen nanoRISC-Modulfamilien gibt es eine Austausch-Kompatibilität, solange sich der Anwender auf den definierten Minimalsatz von Schnittstellen beschränkt. Bei manchen Interfaces können bei einigen Modultypen durchaus noch mehr Signale vorliegen, als im Minimalfall verlangt werden. Sobald diese zusätzlichen Schnittstellen dann auf einem Anwender-Basisboard ausgenutzt werden, können nur noch nanoRISC-Module eingesteckt werden, die diese Signale auch zur Verfügung stellen.

Mit der Einführung von nanoRISC rundet MSC sein Modul-Portfolio ab und steht damit auch nicht allein: Bereits im vergangenen Jahr gab F & S Elektronik Systeme bekannt, den nanoRISC-Standard zu unterstützen und eigene Module zu entwickeln sowie Software-Support zu geben - damit löst sich für viele Anwender die Frage nach einer Second Source.

MSC sieht die Zielanwendungen für das neue Modul nanoRISC-AM335x insbesondere dort, wo niedrige bis mittlere Rechenleistung und mittlere Grafikleistung bei geringem Energieverbrauch gefordert werden. Neben mobilen Anwendungen gehören die Steuerungs- und Automatisierungstechnik, Anzeigeapplikationen (POI und Digital Signage), Verkaufssysteme (POS), medizinische Systeme und viele Arten von Kommunikationsgeräten zu den möglichen Einsatzgebieten.

Halle 2, Stand 219