ЖУРНАЛ СТА 3/2019

Новая спецификация SMARC 2.0 ис- пользует все 314 контактов MXM-разъ- ёма (рис. 2) и представляет собой новый этап развития миниатюрных устройств размером с кредитную карту, имеющих большое количество интерфейсов в ограниченном пространстве. Основным требованием данной спе- цификации было то, что сигналы ин- терфейсов, которые практически не ис- пользуются или, скорее всего, будут за- менены в ближайшее время более со- временными интерфейсами, было раз- решено переназначить для других задач. Другим важным требованием было, чтобы компоненты платы не получили электрическое повреждение при слу- чайной установке модуля 2.0 в несущую плату SMARC 1.1, или, наоборот, при установке модуля SMARC 1.1 на несу- щую плату спецификации 2.0. Тем са- мым продлеваются сроки использова- ния существующих разработок после окончания производства модулей SMARC 1.1. Стоит отметить, что боль- шинство основных интерфейсов, под- держиваемых в спецификации 1.1, не изменилось и в версии 2.0. Но что же ещё привнесла специфика- ция 2.0? Прежде всего, появились но- вые интерфейсы для подключения дис- плея. Технологии отображения, исполь- зуемые в SoC (System-on-Chip – систе- ма на кристалле), быстро развивались в последнее время, что привело к добав- лению нового интерфейса дисплея DP++ (Dual-Mode DisplayPort) c под- держкой Ultra HD/4K разрешением 3840 × 2160 пикселей. Поддержка DP++ упрощает реализацию DVI- и HDMI- дисплеев, поскольку всё, что требует- ся, – это преобразование уровня элек- трического сигнала из TMDS в LVDS. Кроме того, поскольку одноканальный LVDS в SMARC 1.1 стал двухканальным LVDS в 2.0, этот интерфейс теперь мо- жет управлять двумя дисплеями с низ- ким разрешением или одним с высоким разрешением. В зависимости от того, какой процессор используется, интер- фейс может поддерживать до 1920 × 1200 пикселей при частоте 60 Гц. С другой стороны, параллельный ЖК-интер- фейс больше недоступен, поскольку в SoC-системах редко поддерживается ARM/x86 верхнего уровня. Интерфейс HDMI/DP не изменился, разработчики могут подключать до трёх цифровых дисплеев высокого разрешения через современные последовательные интер- фейсы. Существующие несущие платы с одноканальным LVDS и HDMI могут использоваться с модулями SMARC 2.0 так же, как и раньше. Надо отметить, что значительно воз- росло число USB-интерфейсов. В пре- дыдущей версии было всего три USB- порта (без учёта блоков альтернативных функций, AFB – Alternate Function Blocks), теперь поддерживается до ше- сти USB-портов High Speed 2.0 с про- пускной способностью 480 Мбит/с. До- полнительно реализованы два интер- фейса SuperSpeed версии 3.0, обеспечи- вающих впечатляющие 4000 Мбит/с каждый. Это особенно важно для высо- коскоростных Plug&Play-устройств хра- нения информации, а также высоко- скоростных камер и специальных ре- шений для видеозахвата или цифровых сигнальных процессоров. Для всех су- ществующих USB-интерфейсов под- держивается одинаковое назначение контактов. Поддержка не одного, а двух гигабит- ных интерфейсов Ethernet позволяет реализовать подключение нескольких устройств через одно промышленное устройство, тем самым уменьшая коли- чество кабелей за счёт реализации ли- нейных или кольцевых топологий вме- сто топологии «звезда». Встроенная поддержка второго интерфейса Ethernet также является плюсом для IoT-шлюзов (IoT – Internet of Things, Интернет ве- щей) при работе в системах с вертикаль- ной интеграцией, где один Ethernet- порт соединяется с полевым уровнем, а другой – с уровнем управления. В тех случаях, когда имеющихся на модуле интерфейсов недостаточно, воз- можно расширение за счёт четырёх ин- терфейсов PCIe. Три PCIe совместимы со SMARC 1.1. Одна из двух шин SPI была обновлена до версии eSPI/SPI, а вместо трёх интерфейсов I 2 S (I 2 S 2 для HDA) и SPDIF теперь поддерживается 1 × I 2 S (на платформе ARM) и 1 × HDA (на платформе x86). Поддержка HDA особо важна для интеграции, посколь- ку кодеки HDA гораздо больше стан- дартизированы, чем I 2 S. Тем не менее, I 2 S тоже поддерживается, поэтому гибкость и боˆльшая энергоэффектив- ность, которые предлагает эта шина, по-прежнему доступны разработчикам. Спецификация SMARC 2.0 больше не поддерживает параллельный интер- фейс камеры и параллельные интер- фейсыЖК-дисплеев. Кроме того, боль- ше не поддерживаются интерфейсы eMMC/SD (8 бит), так как в большин- стве случаев они уже реализованы в COM-модуле в качестве загрузочного носителя. Также разработчики должны в дальнейшем исключить применение ОБ ЗОР / В С Т РАИВ А ЕМЫЕ СИС Т ЕМЫ СТА 3/2019 29 www.cta.ru eDP 0 LVDS ch0 LVDS ch1 PCIe 0…3 USB2.0 0…5 I 2 C 0…3 UART 0…3 CAN 0…3 Support Signals VDD_IN 10x I 2 S 0 HDA USB3.0 0…1 ESPI 0 SPI 1 SDIO (4 bit) GPIO 0…11 GbE 0…1 SCI 0/1 2/4 lanes eDP 1 DP ++ DP ++ HDMI DSI 0 DSI 1 SATA Условные обозначения: eDP0/1 –универсальный встраиваемый дисплейный интерфейс для мобильных устройств; DP++ – интерфейс дисплея Dual-Mode DisplayPort для поддержки разрешений до Ultra HD/4K; LVDS – низковольтная дифференциальная передача сигналов, ch0/ch1 – канал 0 и 1 соответственно; HDMI – интерфейс для мультимедиа высокой чёткости; CSI0/1 2/4 lanes – последовательный интерфейс камеры; PCIe – интерфейс PCI Express; GbE – гигабитный Ethernet; DSI – последовательный интерфейс для подключения дисплея; USB – USB-интерфейс; SATA – SATA-интерфейс; ESPI – расширенный SPI-интерфейс; SPI – последовательный периферийный интерфейс; SDIO (4 bit) – интерфейс для подключения периферийных устройств через SD-слот; GPIO – интерфейс ввода/вывода общего назначения; I 2 C – интерфейс I 2 C; UART – последовательный интерфейс; CAN – CAN-интерфейс; I 2 S 0 – интерфейс электрической последовательной шины, использующийся для соединения цифровых аудиоустройств; HDA – цифровой аудиоинтерфейс; Support Signals – вспомогательные линии; VDD_IN 10x – питание. Рис. 2. Набор интерфейсов модулей SMARC 2.0