Embedded

Вычислительный процессорный модуль для бортовых систем индикации, контроля и диагностики

Заказчик

Группа компаний — производителей спецтехники, вспомогательного и навесного оборудования для грузовых автомобилей.

Задача

Разработать бортовой компьютер для управления, контроля и диагностики вспомогательного оборудования. Устройство предназначено для установки в салоне грузового автомобиля или спецтранспорта.

Решение

По требованиям заказчика на дисплее устройства должна отображаться не только информация из бортовой сети автомобиля, но также изображения с двух видеокамер, установленных на навесном оборудовании грузового автомобиля. В результате поиска элементной базы в соответствии с требованиями заказчика инженеры компании Promwad выбрали графический процессор MB86R01 компании Fujitsu с частотой 320 МГц в качестве главного процессора вычислительной системы. Fujitsu – известный производитель графических контроллеров для применения в промышленной и автомобильной электронике. Графические контроллеры Fujitsu характеризуются следующими особенностями:

• Температурный диапазон: -40...+85°C или -40...+105°C
• Не требуется активное охлаждение
• Длительные сроки производства микросхем на собственных фабриках в течение всего цикла жизни автомобильной техники
• Автомобильные коммуникационные интерфейсы на кристалле для доступа к бортовой сети автомобиля
• Широкая номенклатура контроллеров: как чисто графических процессоров, так и систем на кристалле (СнК)
• Поддержка нескольких независимых графических слоев
• Поддержка вывода на два или три графических дисплея
• Поддержка независимых видеовходов

Графический контроллер Fujitsu MB86R01 – это базовый представитель линейки процессоров 'Jade'. В одном этом кристалле интегрированы графическое ядро разработки Fujitsu и процессорное ядро ARM926EJ-S. Контроллер имеет следующие характеристики:

• СнК ARM9 320MHz + графическое ядро
• BGA-484
• Два независимых видеовхода
• Два независимых видеовыхода на дисплеи
• Поддержка от 320x240 до 1024x768
• 6 слоев (layers) при отображении графики
• 2D/3D-ускорение
• CAN, MediaLB
• PATA, SD-карта, ADC, PWM, I2S, UARTs, SPIs, GPIOs

Специалисты компании разработали Promwad Automotive Jade — программно-аппаратный комплекс для использования в качестве главного модуля вычислений и индикации при разработке бортовых систем отображения, контроля и диагностики. Конструктивно устройство представляет собой процессорный модуль 100 (мм) x 58 (мм) с двумя 100-выводными разъемами (шаг 0,8 мм), на которые выведены все основные периферийные интерфейсы:

Технические характеристики вычислительного модуля:

Процессор - 320MHz Fujitsu Jade MB86R01, ядро ARM926EJ-S
- поддержка 2D/3D-ускорения
- температурный диапазон: -40+85 Память 128 MB SDRAM
32 MБ NOR flash
512 МБ NAND flash
64-битный уникальный chip ID

Интерфейсы:

SD
USB
Видеовыход
Видеовход
Аудиовыход/входUARTs, 2xI2C, SPI
CAN, K-Line Слот для SD-карты (навигационные карты)
USB 2.0 Host, USB 2.0 Device
Два независимых видеовыхода на TFT LCD
Два независимых аналоговых видеовхода для подключения камера заднего и бокового вида
Стереоаудиокодек, 24 бита, до 96 КГц
+ 11 GPIO
Интерфейсы для автомобильной диагностики

Программное обеспечение:

Операционная система
Управление пакетами
Система сборки
Средства разработки
Примеры

Embedded Linux
Да
Да
Да
Да

Общие характеристики:

Питание
IИнтерфейсные разъемы
Габариты входное напряжение: 3.3 В
2x100pin, 0,8 мм pitch
100 мм x 58 мм

Программное обеспечение

Вычислительный модуль использует операционную систему Linux, а также систему сборки и управления пакетами OpenEmbedded. Данный выбор позволил гибко настраивать выбор пакетов, входящих в прошивку и быстро добавлять требуемый функционал из более 1000 программ и библиотек, входящих в дистрибутив OpenEmbedded. Особый упор в ходе разработки программного обеспечения для процессорного модуля был сделан на демонстрационных приложениях и примерах построения различных графических интерфейсов. Помимо средств разработки (кросс-компилятор, отладчик и другие компоненты GNU Toolchain), заказчику были предоставлены:

• Среда разработки Eclipse с плагинами поддержки OpenEmbedded
• Настроенные и сконфигурированные демонстрационные приложения
• Инструкции по самостоятельной прошивке и обновлению ПО

Итоги разработки и преимущества разработанного устройства

Promwad Automotive Jade – современная технологичная платформа, которая значительно ускоряет сроки разработки сложного автомобильного бортового оборудования и дает инженерам автопроизводителя возможность сфокусироваться на критически важных компонентах системы

• В разработанном программно-аппаратном комплексе уже реализованы наиболее сложные компоненты системы - электронные BGA-компоненты для процессора и памяти, скоростная шина передачи данных, операционная система, средства разработки и примеры графических интерфейсов приложений
• Заказчик получил полную конструкторскую документацию для производства вычислительного процессорного модуля
• Обеспечена независимость от внешних поставщиков бортовых компьютеров, минимизирована стоимость оборудования и получено конкурентное преимущество на рынке

Технологии
Языки программирования
Средства разработки
Средства управления проектом
Срок выполнения проекта

Linux, OpenEmbedded, CAN, USB, SD
C
Eclipse
Redmine
6 месяцев

IP-PLUG. многофункциональный мини-сервер

IP-Plug – многофункциональный мини-сервер для работы в IP-сетях. Устройство работает от бытовой электрической сети 220В в бесперебойном режиме. Отличается малыми размерами и низким энергопотреблением. Может решать широкий спектр задач в локальных вычислительных сетях.

IP-Plug применяется в качестве независимого вычислительного устройства, которое может входить в состав локальной или глобальной сети, выполняя функции компьютера или сервера. IP-Plug используется для измерений параметров вычислительной сети, хранения и передачи конфиденциальных данных, проигрывания мультимедийного контента, маршрутизации данных.
IP-Plug имеет встроенные интерфейсы USB, WiFi, Ethernet, Bluetooth для сопряжения с современными электронными устройствами и может использоваться в качестве шлюза. Поддерживает протоколы: DLNA – для просмотра видеопотоков, FTP и SMB – для организации доступа к данным, механизмы QoS – для обеспечения качества трафика и NAT – для маршрутизации пакетов.
Спектр применения устройства может расширяться или изменяться посредствам доработки программного обеспечения.

Технические характеристики

Микропроцессор

1 GHz Marvell Kirkwood 88F6283,
ARM Compliant

Память

до 1024 МБ 16 бит DDR2@800 МГц
до 4 ГБ NAND Flash

Интерфейсы:

Ethernet 2x Gigabit Ethernet USB 2xUSB 2.0 Wi-Fi/BT Wi-Fi 802.11 b/g/n + BT 2.1 EDR (optional)

Программное обеспечение:

Операционная система Linux Debian 6.0

Общие характеристики

Питание

входное напряжение: 100–240 В, 50/60 Гц;
потребляемая мощность: 15 Вт, 5В@3,0A max

Габариты 118 мм (Д) x 76 мм (Ш) x 43 мм (В)

Применения и функциональные возможности

Устройство IP-Plug полностью готово к эксплуатации, оно поставляется партиями в соответствии с требованиями клиента. В настоящее время предлагается в 2-х ключевых модификациях: с базовым дистрибутивом Linux на борту и с полным пакетом ПО, который позволяет конфигурировать и управлять устройством через Web-интерфейс. Компания-производитель готова обеспечить модернизацию ПО в соответствии с индивидуальными требованиями клиента.
Устройство применяется в сфере телекоммуникаций, датаком и малых вычислительных сетей SOHO. IP-Plug может стать полноценной заменой целого ряда более дорогостоящих устройств.
Некоторые варианты использования устройства приведены ниже:

Агент аппаратно-программного комплекса

Предназначен для измерения, мониторинга и контроля значений сквозных параметров качества IP-сети.
Агенты измерения параметров качества производят автоматизированные замеры параметров качества между собой. Агенты могут инициировать тестовые сессии или принимать запросы на проведение тестов.
Агенты в автоматическом режиме по расписанию или по требованию осуществляют рассылку тестовых пакетов между собой и измеряют параметры их доставки: потери, задержки, вариации задержек, могут проводить специальные тесты для измерения доступной емкости канала. Полученная информация обрабатывается и собирается в текстовых файлах, а затем передается в систему управления, обработки и анализа статистики. Данные могут быть обработаны оператором и использованы для анализа состояния любой вычислительной сети.

Малый сервер аппаратно-программного комплекса

Малый сервер аппаратно-программного комплекса, реализующего функции разграничения доступа и защиты передаваемой информации в Intranet/Extranet сетях на сетевом и транспортном уровнях.
С помощью данного изделия можно осуществить построение виртуальных частных сетей (VPN) на базе общедоступных. Реализация частных сетей с помощью малых серверов позволяет оптимизировать затраты и повысить уровень информационной безопасности виртуальной частной сети.

Со специальным программным обеспечением с помощью малых серверов возможно построение эффективных и высокозащищенных VPN-сетей со строгой двухсторонней аутентификацией объектов сети.

IPTV-акселератор

Обеспечивает беспрерывное воспроизведение потокового онлайн-HD-видео с больших медиапорталов типа NBC, Fox, YouTube и т.п. без задержек и «зависаний». IPTV-акселератор увеличивает пропускную способность подключения к Интернету устройств стримингового видео без каких-либо изменений со стороны контент-провайдера.
Будучи мини-компьютером, IP-PLUG выступает в качестве посредника между Интернетом и конечными устройствами, поддерживая стандартные протоколы.
IPTV-акселератор, являясь устройством plug-n-play, не требует конфигурации. Подключенный к домашней сети, он связывает с интернет-контентом любое пользовательское устройство (например, Media Player, ПК, STB, Broadband TV, iPhone или игровую консоль).