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Osprey 白皮书:Silicon Motion 先进的可视化IoT平台

http://www.tele.hc360.com2015年10月23日17:11 来源:慧聪通信网T|T

    【慧聪通信网】新兴的IoT(物联网)市场对各种设备通过Internet进行无缝通信具有启发意义。但IoT产品各不相同,设备和数据的标准化尚未建立。这为设计者带来了诸多挑战,其中,为产品和应用程序寻找最佳的设计平台就是一大挑战。就可视化IoT平台而言,关键要素包括行业标准处理器、健全的I/O、可视化显示器、面板接口(包括触摸屏功能)和可靠的系统存储器。SiliconMotion的Osprey工业级IoT在可视化IoT应用平台上提供了这些功能。

Osprey 白皮书

    Osprey是全新建立的,能够满足行业标准硬件和工业要求(包括专为可靠性和较长产品生命周期设计的组件产品)。工业级IoT产品往往需要更高的标准。Quarkx86指令集架构和健全的I/O使得Osprey成为一款有着广泛应用软件、操作系统和开发工具支持的高效能SoC处理器,同时符合工业产品的要求。

    SiliconMotion的低功耗SM750嵌入式图形处理器可通过双模拟或双数字RGB独立驱动两个显示器,分辨率从VGA到全高清1920x1080,且一般功耗低于1w。SM750的ZVport能够将视频数据直接输出到帧缓存。SiliconMotion之Ferri-eMMC®的设计是大量嵌入式应用的理想选择,且完全符合工业标准eMMC/JEDEC4.5协议。Ferri-eMMC®继承了FerriTM家族的最佳技术,提供了先进的NAND管理、纠错、坏块管理和运行状况监视等功能,能够让Ferri-eMMC®提供更稳健的数据完整性和保护。通过高度可靠的NAND管理技术和客制化固件设计,使得Ferri-eMMC®成为当前工业级嵌入式应用市场最佳的终极固态存储器。

    Osprey是成熟的工业级设计组件,可简化设计、降低功耗以及通过加快上市时间的优势来降低BOM。    

    工业级IoT为各种产品开拓了新的市场机遇

    工业级IoT的系统范围相当庞大,包括传感器、处理器、可让数据在多计算平台上进行共享的连接和存储技术以及能够加快用于优化系统和性能的分析功能。虽然分析功能在云中可用,但许多系统需要在网络边缘和人机接口上实现智能化监控、控制和连接到本地服务器。

Osprey 白皮书

    人机接口(HMI)设备(如家庭监控、工业级控制、智能标牌、智能电梯和智能自动售货机)只是可使用该产品的一小部分。随着新产品理念的发展,许多有趣的应用仍在不断涌现。智能电梯可对您进行识别并自动选择您所要到达的层楼。未来,这些产品在工业和医疗行业中的应用将扮演重要角色,在消费者应用中同样如此。技术和产品具有商业意义的结合,将使工业级IoT市场获得增长动力。工业级IoT产品需要严格的质量、可靠性以及较长的使用寿命周期。这就需要专为工业应用设计的组件。

    双显示客户端数字标牌POSKiosk医疗设备

    工厂自动化/HMI测试仪器多功能打印机监视设备(DVR)智能基础设施

    Osprey可视化IoT平台

    由于IoT尚处早期阶段,研究人员必须在所连接设备的应Osprey系统图用程序和数据之间建立标准。最佳方法是从工业级设计组件的一系列标准开始。Osprey使用了最佳的组件,如Quark、Ferri-eMMC®和SM750嵌入式显卡,以建立理想的小型、低功耗电脑展示平台。内置式4端口USB集线器和音频提供了强大的功能和接口。

    当今基于手势的GUI相当普遍,Osprey可通过可视化和触摸互动来构成理想的可视化IoT产品开发平台。交互式触摸显示器是用户与IoT设备进行通信的有效方法。Osprey是一个开放式平台,支持Linux和Qt图形库,它对x86ISA的支持意味着对从操作系统到应用程序大量软件的支持。

Osprey 白皮书

    Osprey功能描述

    IntelQuarkX1000是32位Pentium级SoC,且在现有的x86软件中有良好的基础。Quark包括广泛的I/O,如以太网、USB主机和设备、串口、SPI、SDIO和GPIO端口等。PCI-e端口用于连接SM750GPU,而SDIO接口则连接到Ferri-eMMC®。与Intel的Galileo系统一样,Osprey也利用了其与ArduinoShield卡连接器的兼容性,支持人们熟悉的Arduino集成开发环境。ShieldI/O卡支持无线(Wi-Fi、蓝牙、Zigbee)、传感器、继电器、电机控制、网络和其它设备。Arduinoshield生态系统使用与现有ArduinoUnoR3引脚布局(Arduino1.0引脚分配)兼容的卡。

    Ferri-eMMC®将成熟的控制器技术、NANDFlash和组件整合进一个行业标准100-ballBGA及1.0mmpitch封装,能够在符合JEDEC4.5协议的设备中提供更加柔性的PCB设计和低成本生产。

    功能包括:

    •先进的ECC管理,包括错误纠正、坏块管理和运行状况监控等功能,能够提供稳健的数据完整性和保护。

    •DataRefresh和EarlyRetirement能够确保数据的可靠性,并增加了对不稳定电源或突然断电的先进保护。

    •先进的耗损均衡分配方案/跨所有NAND闪存设备的擦除周期,结合较低的写入放大系数,使得内存使用寿命最大化。

    •可在商用级(-25°C至85°C)和工业级温度(-40°C至85°C)中实现。

    •提供2GB至32GB容量配置。

    •安全擦除和多用户数据安全区可让受控制的用户访问安全数据区。

    Ferri-eMMC®支持HS200并有MLC和SLC操作模式。在16GBSLC模式下,首选以每秒140MB的速度连续读取,最高可达每秒75MB的写入速度。SMI提供可自定义固件,支持自我监控、分析和报告运行状况。

    SM750嵌入式图形处理器通过以下方式支持两个独立的显示输出:

    •双模拟RGB视频(各三路8位DAC),最高达300MHz。Osprey两路VGA包含一个标准15针VGA接口和一个排针接口。

    •双数字视频RGB输出(2x18位或单24位)。Osprey使用24位进行HDMI输出。

    •分辨率支持:从VGA640x480至最高的全高清1920x1080。单显示最高为1920x1200。

    SM7502D引擎包括一个前端色彩空间转换器(CSC),通过光栅操作支持缩放和可编程CSC。视频引擎还支持后台YUV至RGB转换及XY扩展,硬件“视频覆盖”功能也支持后台CSC和缩放。

    缩放视频端口(ZVport)接口启用外接数字视频源或MPEG解码器,以将数据直接输入到帧缓存。ZV端口可捕捉/串流一个16位或两个独立的8位数字视频源。格式可以是RGB或YUV,并支持前端色彩空间转换器。SM750可为大量的可视化应用需要提供视频捕捉和双独立显示方案。

    Osprey开放式平台–可视化IoT应用

    入门级人机接口(HMI)是Osprey开方式平台的理想应用。IoT设备需要一个人机接口来访问系统架构,而小型和低功耗的可视化触摸系统是本地用户接口控制的完美搭配。您可通过将触摸显示器连接到Osprey来创建应用。触摸屏可连接到内置USB集线器或通过串行端口进行连接。USB集线器用于其它设备,包括扫描仪、打印机或读卡器。入门级标牌产品使用专为工业应用设计的组件,可降低功耗且占地小。工业级HMI、测试设备、POS和医用面板设备非常适用于基于Osprey平台的产品应用。

    工业级与消费级IoT–不同的要求

    消费级IoT应用(如智能设备和智能显示器中的触摸屏)需要设备功耗较低、小型和低开发成本,可连接到Internet、控制网络设备、访问电子邮件、播放音乐视频以及连接到云和社交网络应用程序而无需另一台电脑或计算设备。简单的可视化用户接口应用范围广泛,Osprey提供了用于产品应用设计和开发的可视化IoT平台。想像一下用作数字相框以显示数字照片的家电控制面板,包括当今的智能手机和平板设备可控制音量。显示器在周围无人时可进入睡眠模式,而当有人进入区域时可通过动态传感功能唤醒。

    在生产环境下,Osprey可提供一个显示器用于操作员界面,以及通过装配线上的检测相机提供第二个显示器驱动的视频。捕捉的视频可进行缩放并显示在操作员面板(带HMI控制)的窗口中,而高分辨率版本可驱动第二个显示器以获得更高的清晰度。传感器和诊断数据(本地和通过网络)可通过两个显示器进行查看,可向操作员提供更实时的信息,从而提高效率和生产率。这些只是Osprey可实现的许多产品理念中的一部分。

    总结

    Osprey可通过工业级平台解决方案,缩短所连接应用程序和可视化IoT产品的开发周期。使用为工业级应用设计的三个主要组件(QuarkX1000、Ferri-eMMC®和SM750嵌入式图形卡),Osprey能够满足建立在成熟技术上的可视化IoT应用的小型、低功耗和低预算要求。这些设备都具有寿命周期承诺以满足工业级应用的要求,并按工业温度等级提供。Osprey是专为工业级产品开发而设计的开放式平台,能够更快地引进和开发IoT产品。

责任编辑:常丽圆

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