设计师和制造商在嵌入式系统产品的生产和制造中面临着设计复杂性的挑战。典型的嵌入式系统通常包含单独的庞大组件单元，如CPU、RAM、I/O端口、通信接口等。将所有这些组件作为一个单元放在PCB上构成SoM。

本质上，SoM降低了嵌入式系统的设计复杂性，同时节省了生产时间和成本。SoM通常基于片上系统（SoC），该片上系统具有满足用户需求的基本电子组件。

例如，我们将在本文稍后介绍iWave Systems的iW-RainboW-G47M SoM，它集成了射频芯片系统（RFSoC），旨在军事和高性能无线通信解决方案中的射频应用。

 

使用Xilinx的KINTEX UltraScale+SoC的示例SoM（iW-RainboW-G47M）。图片由iWave Systems提供

 

本文介绍了iWave Systems最近推出的SoM，以推动基于FPGA和SoC的SoM的更多创新。

 

基于FPGA Agilex的SoM

我们将深入研究的第一个SoM基于英特尔的Agilex I系列和Agilex F系列SoC。这些SoM是在10nm SuperFin工艺技术（iW-RainboW-G43M和iW-Rainbeow-G51M）上制造的，是小型器件，旨在实现嵌入式系统中的各种高性能应用。

作为市场上第一款提供引脚兼容SoM的产品，它们被设计用于处理网络和数据中心中的带宽密集型应用，在边缘计算中也很有用。

这些SoM具有四核64位Arm Cortex-A53，在处理核心中运行，运行速度高达1.50 GHz。此外，它们基于具有270万个逻辑元件的现场可编程门阵列（FPGA）。iWave声称，SoM的功耗降低了40%，同时每瓦功率的结构性能提高了一倍，因此具有节能性。

 

Agilex R31B SoC SoM.

Agilex R31B SoC SoM。图像由iWave Systems提供

 

此外，SoM包括：

  • 120毫米x 90毫米的小尺寸
  • 千兆以太网
  • USB 2.0端口
  • 联合标签
  • 美国汽车制造商协会
  • 板载DDR4和eMMC闪存用于存储，
  • 高速收发器

iWave Systems硬件项目经理Ahmed Shameem M H在谈到这两款产品时表示，模块上系统通过提供灵活且功能丰富的平台，为公司开发前沿计算应用程序打开了大门。

 

英特尔基于Stratix 10的SoM

我们将看到的第二个SoM是基于Stratix 10-iW-RainboW-G45M。该SoM使用Intel的SX和GX系列FPGA和SoC，它们使用14nm三栅晶体管技术制造。此外，该产品通过安全设备管理器（SDM）支持用户选择的配置控制，以保护SoC和FPGA设备中的敏感知识产权（IP）和数据。

 

Stratix 10 SoC SoM.

Stratix 10 SoC SoM。图像由iWave Systems提供

 

Stratix 10 SoM具有强大的硬处理器系统，使其能够提供高嵌入式性能，并且节能省电。处理核心包括64位四核ARM Cortex-A53，并具有系统内存管理单元、外部内存控制器和高速通信接口。

与Agilex SoM一样，Stratix 10 SoM也具有
FPGA，具有270万个逻辑元件和16个高达28.3 Gbps的GXT收发器通道，以及32个高达17.4 Gbps的GX收发器通道。

SoM可在以下方面找到应用：

  • 军事的
  • 云安全
  • 高速通信
  • 运动控制
  • 智能视觉和视频处理
  • 数字信号处理（DSP）
  • 人工智能
  • 深度学习

得益于安全的设备管理器物联网基础设施，该产品在多层安全和分区IP保护占主导地位的情况下特别有用。

 

Xilinx基于FPGA的超大规模SoM

iWave Systems推出了一款基于FPGA的SoM-iW-RainboW-G47M，外形尺寸较小，为110毫米x 75毫米。该SoM声称在以下方面提供高性能体验：

  • 数据包处理
  • DSP应用
  • 无线MIMO技术
  • Nx100G有线网络
  • 数据中心联网和存储加速

SoM基于Xilinx的Kintex Ultrascale+FPGA，包括KU19P、KU095和KU115。这些FPGA为DSP片提供多达170万个逻辑单元和嵌入式存储器（块RAM）。此外，该模块支持32通道GTY收发器，最高可达32 Gbps。

SoM还采用了双Arm Cortex A7处理器，其时钟速度为1.5 GHz，这使该设备在通信和处理控制中得到了应用。

iWave Systems副总监Pradap Raj指出，SoM为高性能、高通量、平衡功率配置的应用提供了业界最具成本效益的解决方案，这要归功于其内置的Arm处理器。

 

Xilinx基于超大规模+RFSoC的SoM

本次汇总的最后一个总结是基于Xilinx Zynq UltraScale+RFSoC Gen3设备的SoM。iWave Systems的iW-RainboW-G42M SoM声称，它为设计师提供了在商业信号处理中执行复杂嵌入式系统操作的能力，占地面积小，应用功率低。

该产品声称拥有业界最高的射频通道数，其中16通道射频DAC具有10个GSPS，16通道射频ADC具有2.5个GSPS。同时，iW-RainboW-G42M还支持高速连接外围设备，如PCIe、USB3.0和SATA3.1。

此外，该SoM配备了Arm Cortex-A53和双Arm Cortex-R5处理器，分别以1.3 GHz和600 MHz的时钟速度运行。

 

Ultrascale+ RFSoC SoM.

超大规模+射频SoC SoM。图像由iWave Systems提供

 

iWave Systems SoM副总裁Immanuel Rathinam表示，SoM提供的灵活性使用户能够通过利用设计来满足特定的应用需求，从而在现场部署新技术。

 

 

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