Auswahl des Formfaktors
Was ist ein System on Module (SoM)?
Bei einem System on Module (SoM) handelt es sich um ein Embedded-Computermodul, oft auch als Computer on Module (CoM) bezeichnet. Es wird auf ein Träger- oder Carrierboard gelötet oder gesteckt. Hierbei befinden sich alle relevanten Funktionen beziehungsweise Funktionseinheiten auf dem Modul. Zum Beispiel Prozessor- und Grafikeinheit, Arbeits- (DRAM) und Programmspeicher (NOR, NAND, eMMC), Takt- und Energiemanagement sowie zahlreiche Kommunikationsschnittstellen wie Ethernet, WiFi, Bluetooth, USB oder I2C.Ein SoM kapselt die wesentlichen Teile eines Embedded-Computers und ist im Gegensatz zu einem Single Board Computer (SBC) kein einsatzbereites System. Die dazu fehlenden Bestandteile wie Stromversorgung oder Steckverbinder sind auf dem SoM-Trägerboard unterzubringen.
Warum sind System on Modules so beliebt?
Mit der voranschreitenden Digitalisierung und der steigenden Nachfrage nach immer leistungsfähigeren sowie kleineren Embedded-Computern, steigt die Komplexität der Systeme rapide an. Der Einsatz von System on Modules beschleunigt die Produkteinführung und spart so Zeit und Kosten. Zudem ermöglichen SoMs Entwicklern die nötige Flexibilität beim Produktdesign.Um das Entwickeln von SoMs für den Anwender zu vereinfachen, integrieren Halbleiterhersteller immer mehr Funktionen in ihrem System on Chips (SoCs). Hersteller von SoMs müssen die kritischen High-speed-Komponenten sowie die große Anzahl an Verbindungen auf möglichst kleinem Raum unterbringen und Computermodule in hoher Qualität und Stückzahl produzieren.
Worin unterscheiden sich die SoM-Formfaktoren?
Die Auswahl des Formfaktors sollte auf Grundlage der produktspezifischen Anforderungen erfolgen, wobei jede Möglichkeit ihre Vor- und Nachteile hat.
Das Hauptargument für das Verwenden eines individuellen Formfaktors ist das optimierte SoM-Design auf Basis dieses SoC. Daraus ergibt sich, dass individuelle SoMs in der Regel alle Features des verwendeten SoC auch extern zur Verfügung stellen, was bei Standard-Formfaktoren (egal ob herstellerspezifisch oder Branchenstandard) meist nicht der Fall ist. Das heißt, möchte man alle Features eines SoC nutzen, ist die individuelle Lösung die beste Wahl – nicht mehr und nicht weniger.
Ein individueller SoM-Formfaktor ergibt dann Sinn, wenn der zu verwendende SoC und die benötigten Features bekannt sind. Komplexe Designteile wie Power Management und DDR-Speicheranbindung fallen weg, zudem stellt der SoM-Anbieter Software- und Design-Support bereit.
Bei SoM-Standards hat man oft das Problem, dass SoC-spezifische Features nicht auf dem Mainboard verfügbar sind, weil das Feature nicht Teil des Standards ist. Weiterhin ist Standardisierung immer mit zusätzlichen Kosten verbunden, da der SoM-Anbieter beispielsweise die Spannungspegel mit Pegelübersetzern und Ähnlichem anpassen muss. Im Gegenzug ist die Kompatibilität mit einem Standard gegeben, das heißt Entwickler können verschiedene SoMs in einem einzigen Mainboard-Design verwenden – das bringt wiederum drei große Vorteile mit sich:
- Unternehmen können mehrere Endgeräte mit unterschiedlichen Leistungen aber mit immer demselben Mainboard anbieten.
- Unternehmen können das SoM während des Produktlebenszyklus mit einem leistungsfähigeren oder besser verfügbaren SoM ersetzen.
- Die Einarbeitungszeit der Entwickler für ein neues SoM, das auf einem bekannten Standard basiert, ist gering.