ROM-DB5901 là bo mang dùng với các mô-đun tính toán SMARC v2.0 của Advantech. Bo mang không tự chạy được: phần xử lý nằm ở mô-đun cắm lên trên, còn bo mang mang cổng, nguồn và các đầu nối ra ngoài. Đây là hướng làm thiết bị khác hẳn với việc mua một máy hộp đã hoàn chỉnh, và bài viết trình bày khi nào hướng này đáng chọn.
Mô-đun tính toán và bo mang hoạt động ra sao
Một máy tính nhúng theo hướng mô-đun được tách làm hai phần. Phần thứ nhất là mô-đun tính toán, một bo mạch nhỏ mang vi xử lý, bộ nhớ và mạch nguồn lõi, đưa toàn bộ tín hiệu ra một hàng chân cắm theo chuẩn. Phần thứ hai là bo mang, do bên làm sản phẩm thiết kế hoặc mua sẵn, mang các cổng thật mà thiết bị cần.
Lợi ích của cách chia này nằm ở vòng đời. Khi cần nâng cấp sức tính toán, chỉ thay mô-đun và giữ nguyên bo mang cùng toàn bộ phần cơ khí. Khi cần đổi số cổng, chỉ sửa bo mang và giữ nguyên mô-đun cùng phần mềm. Chuẩn SMARC do tổ chức SGeT ban hành chính là thứ bảo đảm hai phần này ghép được với nhau.
ROM-DB5901 mang những giao diện nào
Bảng dưới nhóm các giao diện theo tài liệu của bo mang, để thấy bo này phục vụ dạng thiết bị nào.
| Nhóm giao diện | Nội dung theo tài liệu | Dùng cho |
|---|---|---|
| Hiển thị | HDMI 2.0 loại A, LVDS 18 hoặc 24 bit, MIPI DSI, DisplayPort | Ghép màn hình rời hoặc tấm hiển thị nhúng trong thiết bị |
| Camera | Hai ngõ MIPI-CSI2, một ngõ hai làn và một ngõ bốn làn | Thiết bị đọc mã, kiểm tra hình ảnh, giám sát |
| Nối tiếp và tín hiệu | Hai cổng RS-232/422/485 bốn dây, hai đầu cắm RS-232, đầu cắm SPI | Đấu với cảm biến và thiết bị điều khiển |
| Lưu trữ | Một khe thẻ SD, một cổng SATA III hỗ trợ mô-đun SATA-DOM | Chứa hệ điều hành và dữ liệu tại chỗ |
| Mở rộng và mạng | Đầu nối M.2 khóa E dùng chung cho USB, SDIO, PCIe, I2S và UART; khe PCIe | Thêm mô-đun không dây hoặc mô-đun chức năng |
| Nguồn và môi trường | Hai đường cấp nguồn gồm giắc 12 V và pin lithium-ion, dải nhiệt âm 40 đến 85 °C, độ ẩm 0 đến 90 phần trăm | Thiết bị chạy pin hoặc đặt ở nơi nhiệt khắc nghiệt |
Kích thước bo mang theo tài liệu là 305 x 244 mm, lớn hơn nhiều so với một bo mạch dùng trong sản phẩm cuối. Đó là dấu hiệu rõ về vai trò của nó: bo mang này để đánh giá và phát triển, không phải để lắp thẳng vào thiết bị bán ra.
Nền ARM khác nền x86 ở chỗ nào
Các mô-đun SMARC trong danh mục của hãng phần lớn dùng vi xử lý nền ARM, khác với các máy hộp nền x86 quen thuộc trong tủ điện. Khác biệt này ảnh hưởng tới cả phần cứng lẫn phần mềm.
| Tiêu chí | Mô-đun nền ARM | Máy hộp nền x86 |
|---|---|---|
| Điện năng và tản nhiệt | Tiêu thụ thấp, dễ làm vỏ kín hoàn toàn, chạy được bằng pin | Tiêu thụ cao hơn, cần vỏ nhôm có gờ tản nhiệt |
| Phần mềm | Thường là Linux với phần mềm tự biên dịch cho nền này | Chạy được phần mềm Windows và Linux sẵn có |
| Công sức kỹ thuật ban đầu | Phải thiết kế bo mang, làm vỏ, đo kiểm | Mua về gá vào tủ và cài phần mềm |
| Chi phí tính trên đầu máy | Giảm mạnh khi sản lượng lớn | Ổn định, không giảm theo số lượng |
| Hợp với | Doanh nghiệp tự làm thiết bị bán ra thị trường | Nhà máy lắp máy vào dây chuyền của chính mình |
Khi nào chọn hướng mô-đun, khi nào mua máy hộp
Câu trả lời phụ thuộc vào việc doanh nghiệp đang làm thiết bị để bán hay đang lắp máy cho xưởng của mình. Một đơn vị sản xuất máy đọc mã cho ngành kho vận, dự kiến bán vài trăm chiếc mỗi năm, có lý do rõ ràng để đi theo mô-đun: chi phí thiết kế bo mang chia cho vài trăm sản phẩm là nhỏ, đổi lại thiết bị mỏng hơn và giá vốn từng chiếc thấp hơn.
Ngược lại, một nhà máy cần sáu máy cho sáu trạm sản xuất thì không có lý do nào để tự thiết kế bo mang. Máy hộp có sẵn vỏ, nguồn, cổng chuẩn và bảo hành trọn máy; các dòng như ARK-1122C lắp xong trong buổi sáng. Bài máy tính nhúng trong quản lý sản xuất trình bày cách bố trí nhóm máy này trong dây chuyền.
Giữa hai hướng còn một lựa chọn trung gian là bo mạch đơn có sẵn, ví dụ MIO-5251 hoặc PCM-9343. Hướng này không cần thiết kế bo mang nhưng vẫn cho phép tự làm vỏ, hợp với sản lượng vài chục tới vài trăm chiếc.
Chọn hướng phát triển cho thiết bị nhúng
Ba câu hỏi giúp chốt nhanh. Thứ nhất, sản lượng dự kiến mỗi năm là bao nhiêu; dưới vài chục chiếc thì máy hộp gần như luôn hợp lý hơn. Thứ hai, phần mềm là sản phẩm tự viết hay ứng dụng có sẵn; ứng dụng có sẵn trên Windows kéo lựa chọn về nền x86. Thứ ba, thiết bị có ràng buộc về kích thước, điện năng hay pin hay không; có ràng buộc thì hướng mô-đun đáng cân nhắc.
Các bo mang cùng họ được giới thiệu trong bài máy tính nhúng tự động hóa ROM-DB7502. Danh sách máy hộp nằm trong danh mục máy tính không quạt, còn các bài cùng chủ đề ở chuyên mục giải pháp nhúng.
Bối cảnh chung của nhóm máy nhúng được tóm tắt tại chuyên mục máy tính nhúng Advantech trên IPC247. Để so nhanh các máy hộp theo môi trường lắp đặt và số cổng, dùng công cụ chọn máy theo môi trường và số cổng trước khi chốt phương án.
Câu hỏi thường gặp về ROM-DB5901
ROM-DB5901 có phải là một máy tính hoàn chỉnh không?
Không. Đây là bo mang, tức phần mang các cổng và nguồn. Phần tính toán nằm ở mô-đun SMARC cắm lên bo mang. Phải có cả hai mới thành một máy chạy được, và mô-đun được chọn riêng theo nhu cầu xử lý.
SMARC v2.0 là chuẩn gì?
SMARC là một chuẩn mô-đun tính toán do tổ chức SGeT ban hành, quy định kích thước mô-đun và cách bố trí chân cắm. Nhờ chuẩn này, một bo mang nhận được nhiều mô-đun khác nhau miễn là cùng chuẩn, kể cả mô-đun đời sau.
Vì sao chọn nền ARM thay cho x86 cho một thiết bị nhúng?
Nền ARM tiêu thụ điện thấp hơn nên thiết bị chạy được bằng pin hoặc nguồn nhỏ, tỏa nhiệt ít và dễ làm vỏ kín. Đổi lại, phần mềm phải biên dịch cho nền này, nên hướng ARM hợp với phần mềm do doanh nghiệp tự viết.
Khi nào không nên đi theo hướng mô-đun và bo mang?
Khi số lượng thiết bị ít và phần mềm là ứng dụng Windows sẵn có. Lúc đó một máy hộp đã có vỏ, nguồn và bảo hành trọn máy rẻ hơn tính trên đầu máy, vì chi phí thiết kế bo mang không chia được cho nhiều sản phẩm.
Bo mang ROM-DB5901 dùng vào việc gì trong dự án?
Bo mang mang đầy đủ cổng nên dùng để đánh giá mô-đun và viết phần mềm trước, trong lúc bo mang riêng của sản phẩm còn đang thiết kế. Cách làm này tách phần phần mềm khỏi phần cơ khí nên rút ngắn tiến độ chung.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
