靈活替換、無懼缺芯,ARM工控板中的模塊化設計

2022/05/21
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2022年是充滿不確定性的一年,物料價格上漲、交期延長等問題將持續(xù)影響產(chǎn)品交付。如何從設計環(huán)節(jié)盡量減少影響呢?下文將以HDG2L-IOT為例,介紹ARM工控板中的模塊化設計

HDG2L-IOT是基于瑞薩RZ/G2L 雙核A55處理器設計的高性價工控板,其WIFI、以太網(wǎng)、USB、音頻、4G/5G等部分采用模塊化設計,理念是自由搭配、靈活替換。

圖1  HDG2L-IOT

  • 以太網(wǎng)模塊

模塊采用郵票孔設計,板載千兆PHY、晶振外圍電路,模塊設計可兼容支持KSZ9031、YT8521、AR8031、RTL8211等高度集成的以太網(wǎng)收發(fā)器,符合10BASE-Te,100BASE-TX和1000BASE-T IEEE 802.3標準,提供10Mbps,100Mbps或1000Mbps的強大發(fā)送和接收功能。

圖2  以太網(wǎng)模塊

郵票孔設計,板載USB HUB芯片,輕松完成4路USB擴展,支援USB熱插拔功能。 模塊中的HUB芯片可選擇FE1.1、FE2.1、USB2514、USB5744等,并兼容支持USB2.0、USB3.0通信協(xié)議

圖3  USBHUB模塊

  • WiFi模塊

Wifi通信場景豐富、需求廣泛,此處設計兼容USB接口與SDIO接口WIFI模塊,可覆蓋市面上大部分常見的WIFI 模組。對于藍牙&WIFI一體模塊、2.4G&5G Wifi模塊可做到輕松適配。
HDG2L-IOT采用RTL8723、RTL8821、RTL8188等高速USB通信接口兼容設計, 可選單WIFI、WiFi+藍牙集成式模組。

圖4  WIFI模塊

音頻部分主要IC為WM8960,它是一款低功耗立體聲編解碼器,采用 D 類揚聲器驅動器,可在 8 W 負載下為每通道提供 1 W 功率。該模塊采用郵票孔設計,集成了完整的麥克風接口和立體聲耳機驅動器。此外,同類型功能的音頻芯片還有TLV320,可做到模塊化兼容替換。

圖5  音頻模塊

  • 5G/4G接口模塊

當前市面上可插拔式4G模組大都為MiniPCIE接口,可插拔式5G模組絕大部分為M.2接口(MiniPCIE接口較少)。為做到根據(jù)不同應用需求靈活選用5G或4G模組,此處設計M.2與MiniPCIE兼容接口板。

圖6  5G/4G接口模塊

總結:面對多樣化的需求及緊張的原材料供應形式,模塊化設計可以做到自由搭配、靈活替換,特別是小規(guī)模量產(chǎn)的產(chǎn)品有明顯交期、成本優(yōu)勢。

Arm

Arm

ARM公司是一家知識產(chǎn)權(IP)供應商,主要為國際上其他的電子公司提供高性能RISC處理器、外設和系統(tǒng)芯片技術授權。目前,ARM公司的處理器內核已經(jīng)成為便攜通訊、手持計算設備、多媒體數(shù)字消費品等方案的RISC標準。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。

ARM公司是一家知識產(chǎn)權(IP)供應商,主要為國際上其他的電子公司提供高性能RISC處理器、外設和系統(tǒng)芯片技術授權。目前,ARM公司的處理器內核已經(jīng)成為便攜通訊、手持計算設備、多媒體數(shù)字消費品等方案的RISC標準。公司1990年11月由Acorn、Apple和VLSI合并而成。收起

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以博士后為核心的嵌入式團隊,專注于為企業(yè)客戶提供嵌入式核心模塊、 邊緣計算網(wǎng)關、 嵌入式網(wǎng)關模塊、 PASS軟件等產(chǎn)品。