靈活替換、無懼缺芯,ARM工控板中的模組化設計!
2022年是充滿不確定性的一年,物料價格上漲、交期延長等問題將持續影響產品交付。如何從設計環節儘量減少影響呢?下文將以HDG2L-IOT為例,介紹ARM工控板中的模組化設計。
HDG2L-IOT是基於瑞薩RZ/G2L 雙核A55處理器設計的高性價工控板,其WIFI、乙太網、USB、音訊、4G/5G等部分採用模組化設計,理念是自由搭配、靈活替換。
圖1 HDG2L-IOT
- 乙太網模組
模組採用郵票孔設計,板載千兆PHY、晶振等外圍電路,模組設計可相容支援KSZ9031、YT8521、AR8031、RTL8211等高度整合的乙太網收發器,符合10BASE-Te,100BASE-TX和1000BASE-T IEEE 802.3標準,提供10Mbps,100Mbps或1000Mbps的強大發送和接收功能。
圖2 乙太網模組
- USBHUB模組
郵票孔設計,板載USB HUB晶片,輕鬆完成4路USB擴充套件,支援USB熱插拔功能。 模組中的HUB晶片可選擇FE1.1、FE2.1、USB2514、USB5744等,併兼容支援USB2.0、USB3.0通訊協議。
圖3 USBHUB模組
- WiFi模組
Wifi通訊場景豐富、需求廣泛,此處設計相容USB介面與SDIO介面WIFI模組,可覆蓋市面上大部分常見的WIFI 模組。對於藍芽&WIFI一體模組、2.4G&5G Wifi模組可做到輕鬆適配。
HDG2L-IOT採用RTL8723、RTL8821、RTL8188等高速USB通訊介面相容設計, 可選單WIFI、WiFi+藍芽整合式模組。
圖4 WIFI模組
- 音訊模組
音訊部分主要IC為WM8960,它是一款低功耗立體聲編解碼器,採用 D 類揚聲器驅動器,可在 8 W 負載下為每通道提供 1 W 功率。該模組採用郵票孔設計,集成了完整的麥克風介面和立體聲耳機驅動器。此外,同類型功能的音訊晶片還有TLV320,可做到模組化相容替換。
圖5 音訊模組
- 5G/4G介面模組
當前市面上可插拔式4G模組大都為MiniPCIE介面,可插拔式5G模組絕大部分為M.2介面(MiniPCIE介面較少)。為做到根據不同應用需求靈活選用5G或4G模組,此處設計M.2與MiniPCIE相容介面板。
圖6 5G/4G介面模組
總結:面對多樣化的需求及緊張的原材料供應形式,模組化設計可以做到自由搭配、靈活替換,特別是小規模量產的產品有明顯交期、成本優勢。