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Sistemas en módulos y ordenadores de placa reducida: hacer o comprar

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Sistemas en módulos y ordenadores de placa reducida
Amir Sherman, Technology Marketing Director Embedded, Arrow Electronics.

Artículo técnico escrito en exclusiva para nuestro periódico industriaembebidahoy.com por Amir Sherman, Technology Marketing Director Embedded, Arrow Electronics.

Definición del reto: ¿deberíamos seguir haciéndolos?

Los sistemas en módulos (System on Module, SoM), a veces denominado también ordenador en módulo (Computer on Module, CoM) u ordenador de placa reducida (Small Board Computer, SBC), están diseñados para conectarse a un soporte o placa base y están formados, generalmente, por un pequeño módulo procesador con una CPU y capacidad de E/S estándar. El complejo esfuerzo asociado con el diseño del subsistema de la CPU se evita al utilizar la funcionalidad del SoM y una placa base a medida.

¿Qué contienen los sistemas en módulos SoM?

  • Un procesador de aplicaciones de un destacado fabricante de semiconductores, como Freescale, Texas Instruments, Atmel, Qualcomm, Altera.
  • Memorias Flash (NAND/NOR) y RAM (DDR2/3).
  • Wi-Fi/Bluetooth.
  • Gigabit Phy.
  • Codificador de audio.
  • Circuito integrado de gestión de alimentación (Power Management IC, PMIC).
  • Controlador de sensado táctil.
Ejemplo de SoM
Ejemplo de SoM sistemas en módulos

Si nos paramos a pensar en ello, el diagrama de bloques de los sistemas en módulo SoM es muy parecido (quizás comparten un 70%) al de un teléfono móvil o tableta.

En la actualidad esta cuestión surge una y otra vez en muchas compañías dedicadas al desarrollo ya que la “necesidad de velocidad” y la “necesidad del Internet de las Cosas” forman parte de todos los debates. Casi todos los segmentos desean añadir un “teléfono móvil” a su aplicación y hay pocas compañías en el mundo que no sepan cómo desarrollar un buen teléfono móvil (Apple, Samsung, LG, etc.) para que los clientes comprendan que no es necesario que “inventen la rueda” otra vez.

Hace un par de años ganó mucha popularidad el uso de esta solución en proyectos de pequeño volumen, unas 100 a 500 unidades al año, pero últimamente, teniendo en cuenta que los precios de los procesadores basados en núcleos de ARM se han abaratado mucho (debido a que el mercado de móviles y tabletas ha hecho que el núcleo sea competitivo en costes), los clientes están utilizando los SoM en proyectos de 5.000 e incluso 10.000 unidades al año o incluso más.

En este ejemplo, el cálculo se ha realizado para un diseño basado en microprocesador con una ingeniería no recurrente de dos personas-año para hardware, software y desarrollo de test de producción, prototipos, depuración y mantenimiento del software durante otro medio año.

El coste por unidad después de este plazo es de unos 40 dólares. Compárese con la utilización de sistemas en módulo SoM, donde no hay coste de desarrollo, el prototipo, la depuración y el mantenimiento de software no cuestan nada y el precio de la unidad es el mismo.

Diseño completo en la propia empresa Utilización de un SoM
Coste de desarrollo

(2 personas-año)

240.000 dólares
Prototipos y depuración 30.000 dólares
Mantenimiento de software (0,5 personas-año) 60.000 dólares
Coste por unidad 40 dólares 40 a 60 dólares

Toda preocupación que puedan tener los ingenieros de hardware de que no son necesarios es infundada porque deberían centrarse en la tarjeta de aplicación, que es su propiedad intelectual (IP). No necesitan “inventor la rueda” otra vez con la tarjeta del procesador cuando pueden disponer de una plataforma operativa basada en los procesadores más avanzados del mercado de Texas Instruments, Altera, Freescale, Qualcomm y Atmel. Todos estos procesadores se basan en los núcleos más avanzados de ARM, desde el Cortex A5 al Cortex A8 y A9, así como Cortex A7 y Cortex A57.

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