Neues System-on-Chip-Modul geht in Serie

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Das System-on-Chip-Modul TQMa117xL ist ein Lösungsbaustein für die Realisierung von platzsparenden, kostengünstigen und energieeffizienten Steuerungen.

Der Technologiedienstleister TQ gibt die Serienreife eines neuen Embedded-Moduls bekannt: Das TQMa117xL, auf Basis der i.MX RT1170 MCU von NXP, punktet mit einer kompakten Größe von nur 31 x 31 Millimetern und stellt alle CPU-Signale über insgesamt 277 LGA-Pads zur Verfügung. Das Modul ist mit ausreichend Speicher (LP-SDRAM, Quad-SPI-NOR-Flash und EEPROM), einem optionalen Security Chip sowie einem an die CPU angebundenen PMIC (Power Management IC) ausgestattet. Damit wird das System-on-Chip-Modul selbst höchsten Ansprüchen gerecht. Dank der Vielseitigkeit des Prozessors und der sehr guten Verlustleistung von unter einem Watt bietet dieses Moduldesign multiple Anwendungsmöglichkeiten für Steuerungsaufgaben und Einsatzszenarien im IIoT.

„Als langjähriger Partner von NXP freuen wir uns, mit dem TQMa117xL jetzt ein preisgünstiges Modul auf Basis der i.MX RT1170 Crossover-MCU serienreif im Portfolio zu haben. Diese Neuentwicklung bietet Anwendungen wie kleinen Gateways, Raumsteuerungen, dezentraler Intelligenz in der Automatisierung, Zeiterfassungssystemen oder sogar sprachgesteuerten Aufzugsteuerungen eine ideale Plattform“, erklärt Konrad Zöpf, Deputy Director TQ-Embedded.

Crossover-MCU: das Beste von CPU und MCU kombiniert

Die neue Generation der i.MX RT Prozessorfamilie von NXP wird auch als Crossover-MCU bezeichnet, da sie eine Brücke zwischen CPU und MCU schlägt: So kombiniert die Crossover-MCU Energieeffizienz und Leistungsfähigkeit eines Mikrocontrollers (MCU) mit schnellen und performanten Schnittstellen eines Applikationsprozessors (CPU). Die Crossover-Prozessoren basieren auf der Peripherie von Anwendungsprozessoren und bieten ein hohes Maß an Integration, unter anderem von Highspeed-Schnittstellen, verbesserten Security-Funktionen und einer Hardware-Unterstützung für grafische Anwendungen.

Die Crossover-Technologie hilft MCU-Kunden dabei, sich die Leistung der neuen Anwendungsprozessoren zu erschließen und gleichzeitig ihre aktuell verwendeten Tools weiter zu nutzen. Durch den Einsatz der MCU-Technologie kann bei den i.MX-RT-Produkten auf On-Chip-Flash verzichtet werden. Das senkt nicht nur die Kosten, sondern ermöglicht auch einen Betrieb mit höherer Taktfrequenz, um mehr Prozessorleistung zu erreichen.

System-on-Chip-Modul: optimal für Smart Home, Gebäude- und Industrieautomation

Drei Einsatzgebiete, die sich aufgrund der Funktionen des Moduls besonders anbieten, sind Smart Home, Gebäudeautomation und Industrieautomation. Das Modul verfügt über alle wichtigen Schnittstellen, um in Räumen die Temperatur zu messen und ein Touch-Display als Eingabe-Interface sowie zur Anzeige von Informationen anzubinden. Damit ist das Modul bestens für die Gebäudeautomation mit möglichen Anwendungsbereichen wie Klima- oder Beleuchtungssteuerungen und Zugangskontrollen geeignet. Zudem eignet sich das Modul zur Realisierung einer dezentralen Intelligenz überall dort im Gebäude, wo es energieeffiziente, aber leistungsfähige Steuerungsaufgaben zu bewältigen gilt.

Auch in der Industrieautomation, wo Module vor allem in Echtzeit kommunizieren und in einem vorgebenden Zeitfenster auf die Anforderung reagieren müssen, punktet das TQMa117xL. Mögliche Einsatzbereiche des Moduls finden sich hier in industriellen Steuerungen, die auf Basis eines schlanken Echtzeitbetriebssystems wie FreeRTOS umgesetzt werden. Die unterstützte Bandbreite reicht von einfachen Anzeigesystemen für Maschinendaten und Parametern bis hin zur Steuerung von Aktoren oder Motoren.

Einfach integrierbar mit passendem Single Board Computer

„Angepasst an die zahlreichen Einsatzmöglichkeiten haben wir parallel zum Modul auch das passende Mainboard entwickelt. Damit vereinfacht sich nicht nur die Evaluierung des TQMa117xL, als Vorlage hilft das MBa117xL Anwendern auch dabei, ihre eigenen Mainboards schneller zu entwickeln und damit Kosten zu reduzieren“, betont Zöpf.

Neben vielfältigen Schnittstellen wie zweimal Gigabit Ethernet (GbE), zweimal USB 2.0 sowie zweimal CAN FD (galvanisch getrennt) und einem SD-Karten-Interface, sind auch jeweils vier digitale 24-Volt-In-/Outputs zur Steuerung externer Peripheriegeräte realisiert. Die Anbindung von Touch-Displays mit einer Auflösung von bis zu 1280 x 800 Pixel ist über eine MIPI-DSI- oder alternativ eine LVDS-Schnittstelle möglich. Eine besondere Erweiterungsmöglichkeit bietet das Mainboard mit seinem analogen NXP-Frontend (NAFE13388B40BS): Mit ihm lassen sich bis zu acht programmierbare, analoge Inputs nutzen, um unkompliziert Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessungen zu realisieren.

Zusätzlich punktet das nur 160 x 100 Millimeter kleine Mainboard mit Wifi- und Mobilfunk-Optionen für drahtlose Kommunikation, skalierbar von NB-IoT (Narrow Band) bis LTEx. Drei User-LEDs und ein CSI-Interface mit zwei Lanes zur Kamera-Anbindung sowie die Möglichkeit, das industrietaugliche Mainboard komplett über Ethernet zu versorgen (PoE), machen das Design perfekt. Der Single Board Computer (SBC) bestehend aus verlötetem LGA-Modul und Mainboard ist aufgrund seiner vielen Funktionen auch als bereits fertig qualifiziertes Industrieboard einsetzbar. Darüber hinaus lässt er sich als Grundlage für eigene Designs nutzen: Angefangen bei smarten HMI-Lösungen in der Gebäudeautomation über dezentrale Intelligenz für diverse Steuerungen bis hin zu Echtzeit-Erfassung von Sensordaten in der Automatisierung.

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