Le piattaforme su moduli estende il concetto convenzionale di System On Module (SOM) focalizzando le caratteristiche sulle esigenze di specifici settori di mercato, riducendo in genere il time-to-market di almeno 12 mesi. Le piattaforme basate su processori ARM Cortex-A e Cortex-M vengono strategicamente progettate per il controllo industriale, networking e opportunità di gateway IoT.
Introduzione
Al giorno d’oggi vi è un aumento del numero di piattaforme hardware disponibili in commercio offerte ai progettisti embedded per lo sviluppo di dispositivi IoT più efficienti. Con i progressi nella progettazione dei chip, la disponibilità di processori avanzati ad alta efficienza non rappresenta più un problema. Inoltre, la maggiore densità elettronica e la crescente disponibilità di interfacce permettono alle nuove piattaforme embedded di non avere più preoccupazioni di risorse di memoria.
La combinazione di un processore avanzato con opzioni di integrazione multipli, completo di un supporto software e funzionalità rilevanti per la sicurezza, migliorano l’efficienza del prodotto e accelerano il time-to-market. Le società di ingegneria, come la Shiratech Solutions, una sussidiaria di AY Electronics Group, supportano una vasta gamma di clienti attraverso una serie di piattaforme per il vasto mercato IoT, impiegando una vasta quantità di circuiti integrati di power management e di sensing per ottimizzare al meglio le finalità del dispositivo IoT.
Piattaforme per l’IoT
Sempre più spesso, i dispositivi e le applicazioni IoT sono progettati per carichi di lavoro che richiedono una maggiore potenza di elaborazione. I migliori moduli per coloro che cercano un ambiente di sviluppo che promuova la prototipazione rapida sono progettati come piattaforme embedded intelligenti e sono disponibili in dimensioni estremamente ridotte, consentendo lo sviluppo di dispositivi connessi economicamente convenienti e affidabili. Con una piattaforma IoT sicura e end-to-end, le aziende possono aggiungere intelligenza all'IoT che si affida a sensori per raccogliere diversi tipi di informazioni.
IoT Cube Box è un gateway IoT che offre una connessione diretta e semplice al cloud, implementando il microprocessore della serie STM32MP1 di ST. Con la sua combinazione intelligente di MPU e software, ST Microelectronics ha assemblato tutti i pezzi per soddisfare al meglio i requisiti di fornitura del prodotto.
IoT Cube Box sfrutterà le nuove operazioni di elaborazione e in tempo reale di questo nuovo microprocessore su un singolo chip, ottenendo la massima efficienza energetica grazie alla sua combinazione di nuclei ARM Cortex-A e Cortex-M. Il core Cortex-A7 fornisce l'accesso a sistemi operativi open-source (Linux / Android) mentre il core Cortex-M4 ad alte prestazioni a 209 MHz sfrutta l'ecosistema MCU STM32. IoT Cube Box è progettato specificamente per l'uso in applicazioni smart home, smart city e elettrodomestici (figura 1).
Figura 1: IoT Cube Box
L’impiego di altri dispositivi IC offerti da Analog Devices ha permesso lo sviluppo di ulteriori piattaforme come iCoMox, un sistema di sviluppo open source per il Condition Based Monitoring (CBM) di attrezzature industriali, beni e strutture. Questo prodotto prolungherà la durata delle apparecchiature, ridurrà i tempi di fermo non programmati e i costi di manutenzione, e inoltre fornirà il potenziale per un deciso risparmio energetico (fig. 2).
Figura 2: schema a blocchi del iCoMox
iCoMox implementa il microcontrollore (MCU) AduCM4050 di Analog Devices con 512 kB di memoria con ECC. Il MCU offre periferiche analogiche e una sicurezza hardware con supporto di AES-128, AES-256 e SHA-256. La parte di sensing è gestita in particolare dal sensore di vibrazione ADXL356 di Analog Devices, il sensore di campo magnetico BMM150 della Bosch, e il sensore sonoro offerto dalla Infineon con il suo IM69D130.
A complemento delle piattaforme ARM, troviamo sul mercato schede mezzanine compatibili con il formato standard 96Boards per il settore industriale. L'iniziativa 96Boards vuole offrire una singola comunità di software e hardware su più schede di produttori che supportano una gamma di funzionalità diverse tra loro. Sono fornite una serie fissa di funzioni minime tra cui USB, SD, HDMI e connettori standardizzati a bassa e ad alta velocità. I fornitori possono aggiungere hardware e set di funzionalità personalizzate purché siano disponibili le funzioni minime. In collaborazione con Qualcomm, Shiratech ha presentato ad Embedded World il suo ultimo mezzanino LTE Cat-M1 / NB1 per la connettività IoT. Dotato del modem AT-M1 / NB1 LTE di Quectel BG96, il mezzanino LTE per lo standard 96Boards aggiunge anche un ricevitore GPS per consentire ai clienti di aggiungere ai propri progetti le funzionalità di navigazione e di rilevamento della posizione. Il mezzanino consente lo sviluppo rapido e la prototipazione di applicazioni IoT a basso consumo di livello industriale che richiedono la connettività LTE (fig. 3).
Figura 3: la scheda LTE Cat-M1 / NB1
Conclusioni
Con una piattaforma IoT, le aziende possono facilmente connettere i dispositivi IoT alle reti globali, amministrarli in modo invisibile e quindi estrarre da loro dati in tempo reale per l'analisi. Nello specifico, le funzionalità di gestione della connettività consentono di collegare dispositivi IoT in modo semplice, sicuro e conveniente su più standard di rete. Le funzionalità di gestione dei dispositivi consentono l'onboarding, la connessione, gli aggiornamenti e la gestione del ciclo di vita di diversi tipi di dispositivi distribuiti in locale o tramite il cloud.
I sistemi embedded rivolti alle applicazioni IoT sono sempre più compatti ed efficienti. Il PCB deve essere progettato in modo ottimale, minimizzando gli spazi e agevolando i bassi assorbimenti.