Bộ kit đánh giá ROM-DK5720 là bộ trọn gói để chạy thử mô-đun SMARC dòng ROM-5720, nền NXP i.MX 8M. Đây là bộ kit thuộc lớp nặng nhất trong nhóm ARM của hãng: giải mã video 4K, hai đầu vào camera và hai cổng Gigabit. Chính vì vậy, việc cần làm sớm nhất trên bàn thử không phải là chạy được hay không, mà là máy tiêu thụ bao nhiêu điện và nóng tới đâu. Bài viết dựng cách đo hai con số đó và cách quy chúng sang vỏ máy kín của sản phẩm.
ROM-DK5720 thuộc nhóm sản phẩm nào
ROM-DK5720 là bộ kit đánh giá, gồm mô-đun, bo mang, bảng điều khiển và gói cáp trong một hộp. Nó không dùng thẳng vào sản phẩm bán ra, vai trò là chạy thử và lấy số liệu. Bảng nối từng bộ kit với mô-đun bên trong nằm ở bài trụ bộ kit đánh giá ROM-1210 và bản đồ các bộ kit. Mô-đun bên trong theo chuẩn SMARC, cùng nhóm với các mã trong bản đồ dòng ở bài mô-đun máy tính ROM-7420 và bản đồ dòng mô-đun ROM.
Thông số kỹ thuật bộ kit đánh giá ROM-DK5720
Bảng dưới gom thông số ghi trong tài liệu, phần lớn thuộc về mô-đun bên trong bộ kit. Ô nào tài liệu không nêu thì giữ nguyên là theo tài liệu hãng, vì cấu hình thay đổi theo mã đặt hàng đầy đủ.
| Hạng mục | Thông số theo tài liệu |
|---|---|
| Kiểu sản phẩm | Bộ kit đánh giá cho mô-đun máy tính SMARC dòng ROM-5720 |
| Nền xử lý | NXP i.MX 8M, hai hoặc bốn nhân ARM Cortex-A53, kèm 1 nhân ARM Cortex-M4 |
| Bộ nhớ và lưu trữ | LPDDR4 2 GB và eMMC 16 GB hàn trên mô-đun |
| Ngõ hiển thị | 1 HDMI 2.0 tới 4096 x 2160, 1 ngõ MIPI DSI bốn làn |
| Đầu vào camera | 1 cổng MIPI CSI bốn làn và 1 cổng MIPI CSI hai làn |
| Xử lý video | Giải mã H.265 với dải tương phản mở rộng, mức 4K ở 60 khung hình |
| Tăng tốc đồ hoạ và tính toán | OpenCL 1.2, OpenGL ES 3.1, 3.0, 2.0 và 1.1, Vulkan |
| Mạng | 2 cổng Gigabit Ethernet |
| Cổng USB | 2 USB 3.0 và 4 USB 2.0 |
| Cổng trường | 4 UART, 4 I2C, 12 chân vào ra số |
| Khe mở rộng | 1 khe PCIe 2.0 |
| Đi kèm trong hộp | Bảng điều khiển và gói cáp; bản ảnh đánh giá cùng tiện ích kiểm tra cài sẵn |
| Nguồn cấp, tiêu thụ điện và dải nhiệt | Theo tài liệu hãng |
Ba dòng quyết định phần nhiệt. Khối giải mã 4K, hai đầu vào camera và hai cổng Gigabit đều là những khối chạy liên tục khi thiết bị làm việc thật, và mỗi khối đều lấy điện. Vì tài liệu để trống ô tiêu thụ điện, con số chỉ có được bằng cách đo trên chính bộ kit với đúng tải của dự án.
Bảy phép đo nhiệt và tiêu thụ điện nên chạy trên bàn thử
Mỗi phép đo là một mức tải khác nhau, vì mức tiêu thụ của nền ARM thay đổi rất mạnh theo việc đang làm. Đo một lần lúc máy rảnh rồi nhân lên là cách làm sai phổ biến nhất.
| Phép đo | Cách dựng tải | Số liệu phải ghi | Dùng để làm gì |
|---|---|---|---|
| Dòng lúc khởi động | Cấp điện từ trạng thái tắt hẳn, đo trong vài giây đầu | Dòng đỉnh và thời gian giữ đỉnh | Chọn bộ nguồn của sản phẩm, tránh nguồn sụt áp khi bật máy |
| Máy rảnh | Khởi động xong, không chạy phần mềm của dự án | Dòng trung bình, nhiệt độ vỏ vi xử lý sau 30 phút | Mức nền để so với các phép đo còn lại |
| Giải mã video 4K | Phát liên tục tệp H.265 ở mức 4K lên ngõ HDMI | Dòng trung bình, nhiệt độ sau khi ổn định | Tính tải của thiết bị hiển thị và biển báo |
| Hai luồng camera | Đấu đồng thời hai cổng MIPI CSI, đọc và xử lý ảnh liên tục | Dòng trung bình, số khung hình bị bỏ | Tính tải của máy đọc mã và thiết bị kiểm hàng |
| Hai cổng mạng chạy đầy | Truyền dữ liệu đồng thời trên cả hai cổng Gigabit | Dòng trung bình, nhiệt độ vùng mạch nguồn | Tính tải của cổng dữ liệu đặt trong tủ điện |
| Tính toán trên khối đồ hoạ | Chạy phép tính bằng thư viện tăng tốc trong nhiều giờ | Nhiệt độ cao nhất, thời điểm nền xử lý bắt đầu tự hạ tần số | Xác định giới hạn thật của thiết bị xử lý ảnh |
| Tải kết hợp chạy dài | Bật cùng lúc video, camera, mạng và ghi dữ liệu trong nhiều ngày | Dòng trung bình theo giờ, nhiệt độ ổn định, số lần khởi động lại | Chốt công suất bộ nguồn và diện tích tấm tản nhiệt |
Phép đo thứ sáu là phép đo hay bị bỏ nhất và cũng cho nhiều thông tin nhất. Khi nền xử lý tự hạ tần số vì nóng, phần mềm vẫn chạy nhưng chậm dần, và lỗi này rất khó tìm khi thiết bị đã lắp ngoài hiện trường. Ghi lại đúng thời điểm bắt đầu hạ tần số cho biết tấm tản nhiệt hiện tại còn thiếu bao nhiêu.
Quy số đo trên bàn sang vỏ máy kín
Số đo trên bàn thử là mức thấp nhất có thể, vì bàn thoáng hơn mọi khoang kín. Ba việc dưới đây biến số đo thành ràng buộc thiết kế.
- Lấy chênh lệch, không lấy số tuyệt đối. Ghi nhiệt độ phòng cùng lúc với mỗi phép đo, rồi tính phần chênh giữa vỏ vi xử lý và không khí xung quanh. Phần chênh này mới là thứ mang sang được sang vỏ máy khác.
- Cộng vào nhiệt độ môi trường xấu nhất tại vị trí lắp. Tủ điện giữa xưởng vào mùa nóng có thể ở mức bốn mươi mấy độ. Cộng phần chênh vào con số đó rồi so với dải nhiệt của mô-đun trong tài liệu.
- Chừa lại phần dự phòng. Bo mang riêng của sản phẩm thường bố trí linh kiện chặt hơn bo mang của bộ kit, nên nhiệt hướng ra vỏ khó hơn. Nếu số tính ra đã sát mức trần, phải tính lại phần tản nhiệt trước khi làm khuôn.
Khi cả ba việc trên cho thấy thiết bị khó giữ mát trong vỏ kín, hai hướng còn lại là hạ tải phần mềm hoặc đổi sang mô-đun tiêu thụ thấp hơn cùng chuẩn SMARC, ví dụ nhóm mô-đun trình bày ở bài mô-đun máy tính ROM-5721 nền i.MX 8M Mini.
Bộ kit đánh giá ROM-DK5720 chạy thử được việc gì
Nhiều nhân Cortex-A53 kèm một nhân Cortex-M4, có khối giải mã 4K và hai đầu vào camera, đặt bộ kit này vào lớp thiết bị xử lý hình ảnh và luồng dữ liệu. Bốn việc dưới đây nằm đúng trong lớp đó.
- Đầu phát biển báo và bảng thông tin. Ngõ HDMI 2.0 tới 4096 x 2160 cùng khối giải mã H.265 cho phép đo thật xem một thiết bị chạy được bao nhiêu vùng nội dung cùng lúc.
- Máy đọc mã và thiết bị kiểm hàng. Hai đầu vào camera MIPI CSI cho phép so ảnh từ hai góc, đo tốc độ đọc thật thay vì ước lượng theo tài liệu.
- Cổng dữ liệu hai lớp mạng. Hai cổng Gigabit cho phép tách hẳn mạng thiết bị hiện trường khỏi mạng văn phòng, việc thường gặp khi nối xưởng vào hệ thống quản lý.
- Thiết bị vừa điều khiển vừa tính toán. Nhân Cortex-M4 chạy phần điều khiển đúng nhịp, các nhân Cortex-A53 lo phần tính toán và giao diện, nên hai phần không giành nhau thời gian xử lý.
Mua bộ kit đánh giá ROM-DK5720 ở đâu
Bộ kit đánh giá không nằm trong nhóm hàng bán sẵn trên trang cửa hàng, nên cấu hình và thời gian giao được xác nhận theo từng đơn. Các bài cùng nhóm nằm ở chuyên mục giải pháp nhúng, còn các máy đã đóng vỏ sẵn nằm trong danh mục giải pháp IoT nhúng.
Khi gửi yêu cầu báo giá, bốn thông tin nên nêu trước: mức tải nặng nhất mà sản phẩm phải chạy liên tục, nhiệt độ môi trường cao nhất tại vị trí lắp, số luồng camera và số cổng mạng cần dùng, cùng mốc thời gian phải có mẫu chạy được. Nếu vỏ máy đã có bản vẽ, nêu thêm để cân nhắc đo kèm phương án tản nhiệt. Bo mang tham chiếu cho mô-đun SMARC được mô tả ở bài bo mang SMARC ROM-DB5901.
Bối cảnh chung của nhóm máy tính nhúng và cách chúng được dùng trong thiết bị có tại chuyên mục máy tính nhúng Advantech trên IPC247. Khi cần so nhanh phương án máy hộp đã tính sẵn phần tản nhiệt, dùng công cụ chọn máy theo số cổng và môi trường.
Câu hỏi thường gặp về bộ kit đánh giá ROM-DK5720
Vì sao phải đo nhiệt và tiêu thụ điện ngay trên bộ kit?
Vì hai con số này quyết định vỏ máy, tấm tản nhiệt và bộ nguồn của sản phẩm, mà cả ba đều khó sửa sau khi đã làm khuôn. Bộ kit là lần đầu tiên có phần cứng thật để đo thay vì ước lượng, nên nên đo ngay trong đợt chạy thử đầu tiên.
Đo trên bàn hở có phản ánh đúng nhiệt độ trong vỏ máy không?
Không. Bàn thử luôn thoáng hơn khoang kín của thiết bị, nên số đo trên bàn là mức thấp nhất có thể. Cách dùng đúng là lấy chênh lệch giữa nhiệt độ đo được và nhiệt độ phòng, rồi cộng phần chênh đó vào nhiệt độ môi trường cao nhất tại vị trí lắp của sản phẩm.
Cần dụng cụ gì để đo?
Tối thiểu là một đồng hồ đo dòng một chiều mắc nối tiếp ở đường nguồn vào, vài cảm biến nhiệt dán vào vỏ vi xử lý và mạch nguồn, cùng một nhiệt kế đo nhiệt độ phòng. Máy ảnh nhiệt hữu ích để tìm điểm nóng nhưng không bắt buộc.
Mô-đun trong bộ kit ROM-DK5720 theo chuẩn nào?
Theo tài liệu, bộ kit dùng mô-đun SMARC dòng ROM-5720 nền NXP i.MX 8M với các nhân ARM Cortex-A53 kèm một nhân Cortex-M4. Mô-đun SMARC không cắm lên bo mang Qseven và ngược lại, nên chuẩn chân cắm phải khớp trước khi xét tới nền xử lý.
Đọc thêm về thiết bị: toàn bộ máy tính công nghiệp Advantech cùng các hãng khác trên ipc247.com.
