OSM-standaard stelt nieuwe benchmark voor geminiaturiseerde Computer-on-Modules

Een nieuwe industrie-brede standaard is onthuld om de footprint en interface-set van low-power en ultra-low-power applicatieprocessoren over MCU32, ARM en x86-architecturen te verenigen, ongeacht socket, fabrikant of architectuur.

Versie 1.0 van de Open Standard Module (OSM) specificatie is een van de eerste standaarden die direct soldeerbare en schaalbare embedded computer-modules mogelijk maakt. Het markeert een significante stap voorwaarts in de miniaturisatie van modulaire COM/carrier-ontwerpen, vervangend creditcard-grote eenheden met postzegel-grote eenheden met een maximum-footprint van 45 mm × 45 mm.

De specificatie is geauthored door SGET (Standardization Group for Embedded Technologies), een in München gevestigde non-profit vereniging. Het target IoT-verbonden embedded en edge-systemen die open-source besturingssystemen draaien en betrouwbaar moeten opereren in harde industriële omgevingen.

"OSM-modules geven ODMs en OEMs een ultra-miniatuur vormfactor met aantrekkelijke prijs en hoge schaalbaarheid. Aangezien de modules applicatie-klaar zijn en alle benodigde software-drivers en BSP's meegeven, en aangezien de specificatie open source is – zowel in termen van hardware als software – verwachten we dat ze van groot belang zullen zijn voor de wereldwijd actieve embedded en IoT-systeemontwikkelingsgemeenschap," zei Martin Unverdorben, voorzitter van het SGET STD.05 standaard-ontwikkelteam, dat in oktober 2019 aan de slag ging.

Net als andere computer-on-module standaarden, vereenvoudigt en versnelt OSM processor-integratie. Het maakt applicaties ook processor-agnostisch, wat schaalbaarheid en future-proofing verbetert. Volgens SGET beschermt de standaard NRE-investeringen, verlengt langetermijn-beschikbaarheid, en verhoogt ROI en duurzaamheid van embedded systemen. Bovendien bieden het BGA-ontwerp en geautomatiseerde surface-mount technologie (SMT) extra robuustheid en lagere productiekosten voor serieproductie.

Alle OSM-modules worden gepubliceerd en gelicenseerd onder een Creative Commons Plus (CC+) dual-licentie. Dit model biedt een open-licentie-optie zoals Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 (CC-BY-SA 4.0) voor een gedefinieerde set materialen, componenten en software, en een commerciële licentie voor alles anders. Ontwikkeldata – inclusief blokdiagrammen, bibliotheken en BOM's – blijft publiekelijk beschikbaar, terwijl het intellectuele eigendom van carrier-bordontwerpen nog commercieel gelicenseerd kan worden zonder de open-source ethos te schenden.

De nieuwe OSM-specificatie breidt SGET's portfolio uit met soldeerbare BGA mini-modules die aanzienlijk kleiner zijn dan eerdere aanbiedingen. De grootste OSM-module, van 45 mm × 45 mm, is 28% kleiner dan de µQseven (40 mm × 70 mm) en 51% kleiner dan SMARC (82 mm × 50 mm).

Andere formaten in de OSM-familie zijn:

• Size‑0: 30 mm × 15 mm, 188 BGA-pinnen
• Size‑S: 30 mm × 30 mm, 332 pinnen
• Size‑M: 30 mm × 45 mm, 476 pinnen
• Size‑L: 45 mm × 45 mm, 662 pinnen

SMARC specificeren 314 pinnen en Qseven 230. De BGA-benadering stelt significant meer interfaces op een kleinere footprint toe – een industrie-doorbraak in zowel miniaturisatie als interface-dichtheid.

Wat voor feature-sets zijn beschikbaar in de verschillende formaatconfiguraties?

Interfaces variëren per moduleformaat. In zijn maximale configuratie biedt een OSM-module elke functie die vereist is voor een open-programmeerbaar embedded, IoT of edge-systeem, inclusief GUI-ondersteuning.

Video-interfaces: Size‑S en groter ondersteunen tot één RGB-poort en een 4-kanaals DSI. Size‑M voegt twee eDP/eDP++ poorten toe, terwijl Size‑L één LVDS-poort bevat. Een maximale configuratie kan tot vijf video-uitgangen parallel leveren. Alle modules vanaf Size‑S bieden ook een 4-kanaals camera-seriële interface (CSI). Size‑L ondersteunt tot tien PCIe-lanes; Size‑M biedt twee PCIe x1-lanes; Size‑S levert één PCIe x1-lane. Size‑0 modules, vanwege hun minimale footprint, exposeren geen I/O's maar kunnen tot vijf Ethernet-poorten ondersteunen per OSM-specificatie.

Communicatiegebied: 18 antenne-pinnen voor draadloze of fieldbus-integratie; tot vier USB 2.0-poorten of twee USB 3.0-poorten (alleen Size‑L); tot twee CAN, vier UART, UFS flash-opslag, en tot 19 fabrikant-specifieke pinnen.

Additionele features: tot 39 GPIO's, SPI, I²C, I²S, SDIO, twee analoge inputs, en 58 pinnen gereserveerd voor toekomstige uitbreiding, wat backward-compatibiliteit garandeert.