T-mezon – процессорная платформа «ТЕКОН» для встраиваемых систем

Не секрет, что сегодня выбор одноплатных компьютеров (процессорных плат) различной производительности действительно огромен. Причем выпускаются они в нескольких форм-факторах, для различных вариантов применения и условий эксплуатации. Листая каталоги фирм-производителей, разработчик, казалось бы, без труда должен найти подходящее решение. Однако на практике это далеко от истины. Опросите несколько команд российских разработчиков. Спросите, нашли ли они решение, адекватно отвечающее их запросам? Полностью ли их устраивает функционал, стоимость, условия технической поддержки и гарантийного обслуживания? Готовы ли они согласиться с ограничениями на минимальный размер и большими сроками поставки закупаемой партии, высокой стоимостью стартовых комплектов? Другими словами, хотя по внешним признакам дефицита одноплатных компьютеров на рынке не наблюдается, разработчики готовых решений, будь то производители промышленных контроллеров или, например, аппаратуры связи, постоянно сталкиваются с проблемой выбора оптимальной процессорной начинки для своих изделий.

На наш взгляд, рынок одноплатных компьютеров прошел пик стандартизации и будет развиваться по пути специализации. Новые конструктивные форм-факторы и линейки микропроцессоров, в том числе многоядерных, создадут сильную конкуренцию стандартным решениям, которые есть сейчас. Другая развилка — оснащение одноплатных компьютеров коммуникационными интерфейсами,  в том числе беспроводными. Если успешное будущее Fast и Gigabit Ethernet на борту даже самых миниатюрных процессорных модулей не вызывает сомнения, то формирование остального комплекта интерфейсов — это поле для творчества, поиска и создания новых линеек устройств. Например, совершенно логичный набор интерфейсов для универсального PC-совместимого одноплатного компьютера — Ethernet, 2 х RS-232, 4 х USB, VGA — абсолютно непривлекателен для вычислительного ядра промышленных управляющих устройств, где вместо непромышленных USB и необязательного VGA крайне необходимо иметь гальванически изолированные интерфейсы RS-485 и второй Ethernet. Аналогичная ситуация и с беспроводными интерфейсами, бурное развитие которых оказывает значительное влияние на выпуск новых моделей одноплатных компьютеров.

«ТЕКОН» не раз оказывался перед выбором разработки собственного процессорной платы. И до недавнего времени выбор всегда останавливался на покупных одноплатных компьютерах зарубежного производства на базе PC-архитектуры. В период с 1995 по 2005 годы «ТЕКОН» выпустил целую линейку промышленных контроллеров PC-совместимыми процессорными модулями МФК, ТКМ52, ТЕКОНИК® (с процессорным модулем P04), МФК3000. Все контроллеры стандартно оснащаются одним или двумя интерфейсами Ethernet 10 или 10/100 Мбит/c.   В этих изделиях в полной мере были реализованы такие преимущества PC-архитектуры, как высокая производительность и большие ресурсы по использованию оперативной и flash-памяти, которые фактически сняли ограничения на масштаб, сложность и количество алгоритмов, применяемых в прикладном проекте промышленного контроллера. А технологический программист, сохранив возможность программирования на популярном в нашей стране языке Си, получил в свое распоряжение все пять технологических языков стандарта МЭК 61131-3. Наличие PC-совместимого процессорного модуля обеспечивало также удобную установку оригинальных исполнительных систем третьих фирм и технологическое программирование на популярных отечественных SCADA/Softlogic-пакетах.

Тем не менее для многих устройств применение PC-совместимых одноплатных компьютеров в качестве процессорной платформы имеет свои ограничения или вообще невозможно по техническим, эксплуатационным характеристикам или ценовым параметрам. С одной стороны, развитие технологий электронной техники, наличие информации, широкий выбор инструментальных и отладочных средств, стандартизация интерфейсов, нивелирует различия с точки зрения доступности для освоения той или иной современной процессорной архитектуры. С другой стороны, для современного заказчика одноплатного компьютера все более важным становится не преодоление возможных трудностей при работе с новой платформой, а тот выигрыш в случае, если его выбор окажется оптимальным и конечный продукт получится лучше по функционалу и привлекательнее по цене, чем у конкурентов. С дальнейшим бурным развитием и проникновением электронных технологий во все сферы человеческой деятельности этот фактор будет приобретать решающее значение.

Недавно «ТЕКОН» предложил на рынок фирменную процессорную платформу t-mezon для встраиваемых систем (рис. 1). При создании t-mezon, с одной стороны, использовались самые современные программно-аппаратные решения и технологии, а с другой — учитывался колоссальный собственный опыт разработки и производства промышленных контроллеров, в том числе на базе процессорных платформ различных зарубежных поставщиков. По сути t-mezon — это надежный одноплатный компьютер, ориентированный на ответственные применения и оптимизированный по цене. От своих собратьев по классу его отличает высокая производительность, низкое энергопотребление и большое количество коммуникационных интерфейсов, необходимых для промышленных применений. Для эксплуатации в жестких условиях процессорный модуль t-mezon выпускается в исполнениях на температурных диапазон –40… +70 °C  с обязательным покрытием влагозащитным лаком.

Платформа t-mezon предназначена для применения в качестве встраиваемой процессорной платы (процессорного ядра) в различных приборах, программируемых контроллерах, коммуникационных и других устройствах. Новинка базируется на процессоре Intel XScale® IPX420 с низким энергопотреблением и содержит FLASH-память 16/32 Mб, динамическое ОЗУ 32/64 Мб, энергонезависимое ОЗУ 1Мб, энергонезависимые часы реального времени, сторожевой таймер, имеет 2 адаптера Ethernet 10/100 Мбит/c и 6 COM-портов. Модуль поставляется в различных исполнениях (всего 10 вариантов), отличающихся друг от друга производительностью процессора (266/533 МГц), объемом памяти (16/32/64 Mб), рабочим диапазоном температур  (+5… +55 °C / –40…+70 °C) и наличием дополнительных коммуникационных интерфейсов. Существуют исполнения с разъемом внутренней шины для подключения устройств, самостоятельно разработанных пользователем. Напряжение питания — 3,3 В. Потребляемый ток — не более 1,1 А. Габаритные размеры — 104 ґ 64 ґ 22 мм.

Встроенное программное обеспечение на базе открытой ОС Linux и широкий выбор инструментальных средств программирования позволяют существенно сэкономить время на разработку и отладку пользовательских приложений. Для удобства работы предлагается отладочный комплект Starter Kit t mezon, который представляет собой инструмент разработчика для освоения платформы t-mezon и быстрого создания решений для встраиваемых систем (рис. 2). Комплект Starter Kit включает все необходимое для работы инженера-разработчика: модуль t-mezon, отладочную плату, JTAG-адаптер для программирования, кабели для подключения, блок питания, CD с программным обеспечением и комплект документации. Совместно с компанией SWD Software выпущено решение для использования платформы t-mezon с операционной системой QNX – TimeMaster для Starter Kit t-mezon.

Отладочная плата имеет разъемы для всех коммуникационных интерфейсов t-mezon, а также переключатели и элементы индикации, которые могут применяться для организации различных режимов работы и в процессе отладки (рис. 3). Поставочный CD t-mezon Starter Kit содержит руководства по эксплуатации на сам модуль t-mezon и комплект Starter Kit, руководство программиста, РСВ-файл с габаритными размерами печатной платы и присоединительными разъемами модуля t-mezon, описания применяемых на модуле t-mezon микросхем, электрическую схему и перечень элементов на отладочную плату, программное обеспечение и примеры работы с периферией.

Модуль t-mezon применен в новой серии процессорных модулей P06R и P06R DIO популярного контроллера ТЕКОНИК® (рис. 4). Удачные технические решения, которые заложены в платформу t-mezon, позволили реализовать функционал, который раньше считался недостижимым в контроллерах малого класса — высокая производительность, дублированные высокоскоростные интерфейсы Ethernet, наличие встроенного многоканального ввода/вывода. С начала этого года предлагаются модификации P06R и P06R DIO с поддержкой программно-аппаратного резервирования, что является уникальным свойством контроллеров данного класса. Подробную информацию о платформе t-mezon можно получить на сайте: www.t-mezon.ru.

Д.А. Филимонов,

ЗАО ПК «Промконтроллер» (торговая марка «ТЕКОН»), г. Москва,

тел.: (495) 730-41-12,  

е-mail: info@tecon.ru