Модули phyCORE® компании PHYTEC


PDF версия

Высокоинтегрированные одноплатные контроллерные модули фирмы PHYTEC (www.phytec.ru) применяются в России в течение ряда лет и характеризуются высоким качеством, гибкостью конфигурации, малыми размерами, большим сроком жизни, расширенным температурным диапазоном и обеспечивают быстрый выход изделия на рынок. Phytec выпускает мезонинные модули на базе процессоров: Infineon XC16x и TriCore; Freescale ARM9/11 и Power PC; NXP ARM7/9; Marvell XScale; Analog Devices Blackfin. Для всех модулей доступны стартовые комплекты Rapid Development Kit, для большинства 32-разрядных процессоров доступны BSP с Windows CE и Linux.

Компактные и гибкие решения

 
Рис. 1. Модуль phyCORE- ARM9/i.MX27

Модули PHYTEC имеют размеры со спичечный коробок или кредитную карточку за счет использования современной многослойной и SMD технологии (см. рис. 1). Модуль вставляется в ответные разъемы платы-носителя подобно большой микросхеме. Основные сигналы и порты контроллера выведены на SMD-разъемы Molex с шагом контактов 0,635 мм, расположенные по краям модуля. Использование высокоплотных разъемов обеспечивает доступность всех требуемых сигналов при миниатюрных размерах. На модуле могут быть установлены дополнительные драйверы CAN, UART или контроллер Ethernet. За счет дополнительных посадочных мест может быть легко увеличен объем RAM и/или Flash. Гибкость конфигурации позволяет разработчику выбрать модуль, полностью отвечающий поставленным требованиям.

 

 

Уменьшение электромагнитной эмиссии

Модули phyCORE характеризуются большей плотностью упаковки и выдающимися характеристиками по электромагнитной эмиссии, которые достигаются путем тщательного проектирования печатной платы. Электромагнитная эмиссия вызывается неэффективным заземлением выводов питания электронных компонентов на плате. Поэтому примерно 20% контактов разъемов модуля phyCORE заземлены.
Печатная плата phyCORE имеет следующую структуру: два слоя GND, один слой Vcc и 3…5 сигнальных слоев. Для подавления шумов и наводок на верхнем и нижнем сигнальных слоях установлена сетка фильтрующих конденсаторов емкостью 1 нФ и 100 нФ, подключенных к GND. Восприимчивость к электромагнитным помехам снижена также ввиду малой длины печатных проводников на плате.

Надежность

Надежность является весьма критичным фактором для встроенных приложений, где время жизни изделия измеряется многими годами. Время наработки на отказ MTBF оценивает жизненный цикл модуля на основе характеристик компонентов, используемых при его изготовлении. Расчет MTBF учитывает множество факторов, включающих обоснованность требований проекта, надежность драйверов, оценку продукта с точки зрения конкуренции, период технического обслуживания и т.д. Большинство модулей PHYTEC успешно прошли MTBF-тестирование, получив исключительные результаты не только по результатам расчетов, но и при эксплуатации в полевых условиях.

Быстрая реализация проекта

Одноплатные контроллеры PHYTEC позволяют реализовать новый проект в предельно сжатые сроки, получив выигрыш по времени разработки, трудоемкости и издержкам. Для ускорения цикла разработки предназначен Rapid Development Kit, в состав которого входят: Spectrum CD-ROM, документация, мезонинный модуль, плата разработки Development Board, набор кабелей и сетевой адаптер.
Spectrum CD содержит демо-версии инструментальных средств разработки и User’s Manuals — документацию по модулю, плате разработки и микроконтроллеру. В руководстве по быстрому запуску QuickStart Manual описывается, как подключить модуль, загрузить и выполнить демонстрационные программы. Development Board предназначена для запуска и программирования модуля, тестирования программного обеспечения и содержит все необходимые электрические и механические компоненты. В состав Rapid Development Kit (см. рис. 2) дополнительно входит макетная плата Bare PCB. Для подключения к Bare PCB на Development Board предусмотрена шина Expansion Bus, которая выводит сигналы модуля на 2 разъема по 160 контактов, расположенные на краю платы.

Рис. 2. Rapid Development Kit phyCORE-XScale/PXA270
Этапы проекта

При работе над новым проектом возникает вопрос, как с максимальной эффективностью и при разумных затратах обеспечить качество и скорость разработки. Чтобы попытаться ответить на вопрос, что выгоднее: изготовить собственное контроллерное ядро, или купить готовый модуль, необходимо оценить время реализации и затраты на всех этапах проекта.

Отбор комплектующих и их приобретение

Стоимость комплектующих и материалов для изготовления печатной платы конечно же меньше, чем готовый модуль PHYTEC. Однако отбор элементной базы и разработка собственного контроллерного ядра приводит в итоге к существенно худшему качеству модуля и значительно увеличивает время выхода изделия на рынок.

Проектирование аппаратной части

Инженерная проработка проекта состоит в разработке электрической схемы, схемы расположения и разводке на основе спецификации и выбранной элементной базы. Часто при возникновении новых требований приходится изменять схему, делать переразводку или даже полностью перерабатывать проект. Все это приводит к существенным дополнительным затратам. Ввиду многоступенчатой оптимизации модули PHYTEC имеют минимальные размеры. За счет тщательного проектирования достигается низкая восприимчивость модулей к электромагнитным помехам.

Разводка и изготовление многослойной печатной платы

Изготовление и сборка по многослойной и SMD технологии не всегда достижима при малых и средних партиях. PHYTEC достигает максимальной миниатюризации модулей, осуществляя сборку, сертифицированную по ISO-9001. Производственная линия PHYTEC обеспечивает автоматический монтаж двусторонних печатных плат при классе точности меньшем, чем 0402, лазерную сверловку переходных микроотверстий и монтаж корпусов BGA на печатную плату из 6—12 слоев с гарантированным качеством.

Тестирование, отладка и переразводка

Тестирование, поддержка, техническое обслуживание — последующие стадии проекта, которые также должны приниматься в расчет. Затраты не заканчиваются с изготовлением контроллерного ядра, т.к. тестирование и сопровождение часто отнимают много времени и сил, особенно если в проекте была допущена скрытая ошибка.
Таким образом, получить хорошие характеристики модуля при собственной разработке в условиях малосерийного производства не представляется возможным. Использование готовых модулей PHYTEC является экономически выгодным как при количествах нескольких сотен штук в год и как прототип для собственной разработки.

Выводы

Модули phyCORE® применяются в России в течение ряда лет и внедрены в десятки разработок. Внедрение готовых модулей PHYTEC в качестве управляющего звена во встроенное приложение ускоряет реализацию проекта и позволяет сконцентрироваться на периферии и программном обеспечении, уделять больше внимания его тестированию и верификации. Это значительно выгоднее, чем разработка собственного контроллерного ядра, т.к. позволяет забыть о таких трудоемких и сложных стадиях проекта как: отбор и приобретение комплектующих, проектирование аппаратной части, разводка и изготовление многослойной печатной платы, тестирование, отладка и переразводка. Модули phyCORE® имеют следующие преимущества: низкий уровень электромагнитной эмиссии, поддержку аппаратными и программными средствами, компактные размеры и гибкость при подключении периферии. Для всех модулей доступны стартовые комплекты Rapid Development Kit, для большинства 32-разрядных процессоров доступны BSP с Windows CE и Linux.

Оставьте отзыв

Ваш емейл адрес не будет опубликован. Обязательные поля отмечены *