Reference design IoT edge per i casi di smart-factory con criticità temporali

Arrow Electronics e Exor Industrial hanno sviluppato una scheda CPU/FPGA ad alta efficienza energetica che supporta l’elaborazione coordinata nel tempo, il time-sensitive networking e l’IoT in tempo reale.

Arrow Electronics ha collaborato con Exor Embedded per creare gigaSOM gS01, un progetto di produzione con un kit di sviluppo addizionale che si presenta come un SoM (system on module) ad elevate prestazioni e alta efficienza energetica per realizzazioni IoT edge. Questo SoM combina la potenza e l’efficienza della serie di processori Intel Atom E3900 con la flessibilità di un FPGA Intel Cyclone 10 GX, connesso con un’interfaccia PCIe dual-lane a larga banda per creare un motore unificato di alte prestazioni. Il gigaSOM gS01 combina in un singolo system-on-module una CPU e un FPGA Intel ad alta velocità.

Con la tecnologia TCC (time-coordinated computing) di Intel nella CPU, il supporto per IEEE 802.1 TSN (time-sensitive networking) nel reference design FPGA e caricato con uno stack IoT real-time, il gigaSOM gS01 garantisce il determinismo per le applicazioni smart-factory gestionali sincronizzate e real-time. In un singolo modulo la scheda può potenziare diversi dispositivi come PC industriali, controllori HMI e PLC.

Il supporto per i protocolli leggeri MQTT (MQ Telemetry Transport) e OPC UA (Open Platform Communications – Unified Architecture) permette agli utenti di connettersi facilmente con Corvina Cloud – sensori a piattaforma cloud di Exor – per la raccolta di dati IoT di macchine e di asset industriali. Corvina Cloud dispone di risorse come istanze di modelli di macchine su base SaaS (software-as-a-service) e funzioni di supporto per derivare le tendenze di visualizzazione e le app di analisi, utilizzando i dati raccolti.

Con le CPU della serie Intel Atom E3900, la scheda presenta alte prestazioni per Watt. Inoltre, la tecnologIa SpeedStep di Intel regola automaticamente la tensione operativa e la frequenza per ottimizzare l’efficienza per qualsiasi carico di CPU. L’utente potrà beneficiare di estese funzionalità grafiche come Intel HD Graphics 500, il supporto di DirectX e OpenGL, oltre alla tecnologia Intel Clear Video HD, DisplayPort, eDP, HDMI e le uscite MIPI-DSI per connettere fino a tre display. La scheda offre varie interfacce ad alta velocità, fra cui due porte SATA3, due USB2.0, due USB3.0, Gigabit Ethernet, PCIe, sei transceiver 10Gb FPGA e 34 coppie LVDS. Sono disponibili inoltre le connessioni SMBus, più I2C, CAN e SPI. Sia il microprocessore sia l’FPGA hanno numerose linee GPIO.

Il SoM gS01 è disponibile in quattro configurazioni per consentire agli sviluppatori di scegliere un processore E3930 con o senza un FPGA Cyclone 10 GX da 85.000 elementi logici o un processore E3940 con o senza Cyclone 10 GX da 220.000 elementi logici. Le opzioni di memoria comprendono 4 GB o 8 GB di RAM DDR, 32 GB o 64 GB di flash disk e 6 kB di FRAM.

Il modulo ha un basso profilo (solo 4,9 mm) e misura mm 81,6 x 54, consentendo di realizzare prodotti sottili e compatti. L’FPGA e la CPU sono saldate direttamente sulla scheda per massimizzare l’affidabilità e la robustezza, il che fa di questo modulo una scelta eccellente per un funzionamento 24/7 anche in ambienti ostili nella gamma di temperatura -40 °C ÷ 85 °C.

L’evaluation kit gS01-000xEE16EK-0011 e il reference design sono già disponibili in www.arrow.com.

 

 

 

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