Für energieeffiziente Steuerungen

Neues Embedded-Modul von TQ

5. April 2022, 8:00 Uhr | Tobias Schlichtmeier
TQMa117xL
Das TQMa117xL eignet sich besonders für Smart Home, Gebäude- und Industrieautomation.
© TQ-Group

Der Technologiedienstleister TQ gibt die Serienreife eines neuen Embedded-Moduls bekannt: Das "TQMa117xL" basiert auf einer MCU von NXP und misst lediglich 31 x 31 mm. Es stellt alle CPU-Signale über insgesamt 277 LGA-Pads zur Verfügung.

Das Modul ist mit ausreichend Speicher (LP-SDRAM, Quad-SPI-NOR-Flash und EEPROM), einem optionalen Security Chip sowie einem an die CPU angebundenen PMIC (Power Management IC) ausgestattet. Dank der Vielseitigkeit der "i.MX RT1170" MCU von NXP Semiconductors und der sehr guten Verlustleistung von unter einem Watt bietet das Moduldesign viele Anwendungsmöglichkeiten für Steuerungsaufgaben und Einsatzszenarien im IIoT.

Crossover-MCU: das Beste von CPU und MCU kombiniert

Die neue Generation der i.MX-RT-Prozessorfamilie von NXP wird auch als Crossover-MCU bezeichnet, da sie eine Brücke zwischen CPU und MCU schlägt: So kombiniert die Crossover-MCU Energieeffizienz und Leistungsfähigkeit eines Mikrocontrollers (MCU) mit schnellen und performanten Schnittstellen eines Applikationsprozessors (CPU). Die Crossover-Prozessoren basieren auf der Peripherie von Anwendungsprozessoren und bieten ein hohes Maß an Integration, u.a. von Highspeed-Schnittstellen, verbesserten Security-Funktionen und einer Hardware-Unterstützung für grafische Anwendungen. 

Die Crossover-Technik hilft Entwicklern dabei, sich die Leistung der neuen Anwendungsprozessoren zu erschließen und gleichzeitig ihre aktuell verwendeten Tools weiter zu nutzen. Mit dem Einsatz der MCU-Technik kann bei den i.MX-RT-Produkten auf On-Chip-Flash verzichtet werden. Das senkt nicht nur die Kosten, sondern ermöglicht auch einen Betrieb mit höherer Taktfrequenz, um mehr Prozessorleistung zu erreichen. 

Für Smart Home, Gebäude- und Industrieautomation

Drei Einsatzgebiete, die sich aufgrund der Funktionen des Moduls der TQ-Group besonders anbieten, sind Smart Home, Gebäude- und Industrieautomation. Das Modul verfügt über alle wichtigen Schnittstellen, um in Räumen die Temperatur zu messen und ein Touch-Display als Eingabe-Interface sowie zur Anzeige von Informationen anzubinden.

Damit ist das Modul bestens für die Gebäudeautomation mit möglichen Anwendungsbereichen wie Klima- oder Beleuchtungssteuerungen und Zugangskontrollen geeignet. Zudem eignet sich das Modul zur Realisierung einer dezentralen Intelligenz überall dort im Gebäude, wo es energieeffiziente, aber leistungsfähige Steuerungsaufgaben zu bewältigen gilt.

Und auch für die Industrieautomation, bei der Module vor allem in Echtzeit kommunizieren und in einem vorgebenden Zeitfenster auf die Anforderung reagieren müssen, ist das TQMa117xL prädestiniert. Mögliche Einsatzbereiche des Moduls finden sich in industriellen Steuerungen, die auf Basis eines Echtzeitbetriebssystems wie FreeRTOS umgesetzt werden. Die unterstützte Bandbreite reicht von einfachen Anzeigesystemen für Maschinendaten und Parametern bis hin zur Steuerung von Aktoren oder Motoren.

Einfach integrierbar mit passendem Single Board Computer

Angepasst an die zahlreichen Einsatzmöglichkeiten des TQMa117xL, hat TQ passend zum Modul ein Mainboard entwickelt. Hiermit vereinfacht sich laut TQ sowohl das Evaluieren des TQMa117xL, als Vorlage helfe das "MBa117xL" Anwendern dabei, ihre eigenen Mainboards schneller zu entwickeln und damit Kosten zu reduzieren.

Neben vielfältigen Schnittstellen wie zweimal Gigabit Ethernet (GbE), zweimal USB 2.0 sowie zweimal CAN FD (galvanisch getrennt) und einem SD-Karten-Interface, sind zudem jeweils vier digitale 24 V In-/Outputs zur Steuerung externer Peripherie-Geräte realisiert. Die Anbindung von Touch-Displays mit einer Auflösung von bis zu 1280 x 800 Pixel ist über eine MIPI-DSI- oder alternativ eine LVDS-Schnittstelle möglich. Eine besondere Erweiterungsmöglichkeit bietet das Mainboard mit seinem analogen NXP-Frontend: Mit ihm lassen sich bis zu acht programmierbare, analoge Inputs nutzen, um unkompliziert Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessungen zu realisieren. 

Zusätzlich enthält das Mainboard WiFi- und Mobilfunk-Optionen für drahtlose Kommunikation, skalierbar von NB-IoT bis LTEx. Drei User-LEDs und ein CSI-Interface mit zwei Lanes zur Kamera-Anbindung sowie die Möglichkeit, das industrietaugliche Mainboard komplett über Ethernet zu versorgen (PoE), machen das Design perfekt.

Der SBC (Single Board Computer), bestehend aus verlötetem LGA-Modul und Mainboard, ist aufgrund seiner vielen Funktionen auch als bereits fertig qualifiziertes Industrieboard einsetzbar. Darüber hinaus lässt er sich als Grundlage für eigene Designs nutzen: Angefangen bei smarten HMI-Lösungen in der Gebäudeautomation über dezentrale Intelligenz für diverse Steuerungen bis hin zu Echtzeit-Erfassung von Sensordaten in der Automatisierung. Modul und Mainboard sind ab sofort in Serienreife verfügbar.

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