Embedded-Modul auf NXP-Basis

Andreas Mühlbauer,

Kostengünstige und energieeffiziente Steuerungen realisieren

TQ hat die Verfügbarkeit eines neuen Embedded-Moduls für Mitte August bekannt gegeben.

Das TQMa117xL auf Basis der i.MX RT1170-CPU von NXP. © TQ

Das TQMa117xL auf Basis der i.MX RT1170-CPU von NXP hat Abmessungen von nur 31x31 mm und stellt alle Signalpins über insgesamt 240 LGA-Pins zur Verfügung. Das Modul ist mit ausreichend externem Speicher, einem optionalen Security Chip sowie einem an die CPU angebundenen PMIC ausgestattet. Damit wird es hohen Ansprüchen gerecht. Dank der Vielseitigkeit des Prozessors und der sehr guten Verlustleistung von unter einem Watt verspricht dieses Moduldesign schon jetzt multiple Anwendbarkeit in vielen Steuerungen.

Mit dem Modul entwickelt TQ ein neues LGA-Modul auf Basis der i.MX RT1170-MPU von NXP. Diese neue Generation der i.MX RT-Prozessorfamilie von NXP wird auch als Crossover-CPU bezeichnet, da sie eine Brücke zwischen CPU und MPU schlägt. In die Peripherie der MPU sind ein leistungsfähiger Cortex-M7-Core mit bis zu 1GHZ CPU-Frequenz, unterstützt von einem Cortex-M4-Core mit bis zu 400MHZ sowie viele Schnittstellen verbaut, z.B. Gigabit Ethernet, CAN FD, USB 2.0, UART und SPI. Darüber hinaus ist das Modul mit einer Grafikprozessor-Unit (GPU) mit 2D-Unterstützung ausgestattet. Für zuverlässigen, leistungsfähigen Modul-Betrieb auch bei höheren Temperaturen sorgt ein von der CPU unabhängiges, externes PMIC (Power Management IC).

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Das TQMa117xxL wird mit einem 16 Bit breiten LP-SDRAM ausgestattet, das einen Speicherausbau von bis zu 64 GB erlaubt. Als Festspeicher kommt ein Quad-SPI-NOR-Flashspeicher mit einer Kapazität von bis zu 256 MB zum Einsatz. Weitere Systemkomponenten wie eine externe und damit stromsparende Real-Time-Clock (RTC), ein User-EEPROM-Speicher sowie ein Temperatursensor runden das Moduldesign ab. Als Betriebssystem wird Free RTOS – inklusive vieler Applikationsbeispiele – umgesetzt. Für Anwendungsbereiche, die erhöhte Sicherheitsfunktionen benötigen, steht der Security-Chip SE050 als Bestückungsoption zur Verfügung. Das Modul ist aufgrund der LGA-Technik direkt mit dem Mainboard verlötet und somit auch für Einsatzbereiche geeignet, die ein sehr flaches und robustes Design erfordern. Die ersten verfügbaren Muster sind für Mitte August 2021 geplant.

„Als langjähriger Partner von NXP freuen wir uns sehr, ein preisgünstiges Modul auf Basis dieser leistungsfähigen Crossover-CPU anbieten zu können. Diese Neuentwicklung bietet Anwendungen wie kleinen Gateways, Raumsteuerungen, dezentraler Intelligenz in der Automatisierung, Zeiterfassungssystemen oder sogar sprachgesteuerter Aufzugsteuerung eine ideale Plattform“, erläutert Konrad Zöpf, verantwortlicher Produktmanager bei TQ.

Angepasst an die zahlreichen Einsatzmöglichkeiten des TQMa117xL, entwickelt TQ parallel zum Modul auch ein passendes Mainboard. Neben vielfältigen Schnittstellen wie zweimal Gigabit Ethernet, zweimal USB 2.0 sowie zweimal CAN FD galvanisch getrennt und einem SD-Karten-Interface, werden auch jeweils vier digitale 24V In- / Outputs zur Steuerung externer Peripherie-Geräte realisiert. Erweitert wird das Mainboard mit einem analogen Frontend von NXP (NAFE13388B40BS). Mit ihm lassen sich bis zu acht programmierbare, analoge Inputs nutzen. Die Anbindung von Touchdisplays mit einer Auflösung von bis zu 1280x800 Pixel ist über eine MIPI-DSI- oder alternativ eine LVDS-Schnittstelle möglich.

Darüber hinaus punktet das nur 160 x 100 mm kleine Mainboard mit einer WiFi- und Mobilfunk-Option, skalierbar von LTE bis Nero-Band, für drahtlose Kommunikation. Drei User-LEDs und ein CSI-Interface mit zwei Lanes zur Kamera-Anbindung sowie die Möglichkeit, das industrietaugliche Mainboard über Ethernet zu versorgen, machen das Design perfekt. Der SBC (Single Board Computer), bestehend aus verlötetem LGA-Modul und Mainboard, ist aufgrund seiner vielen Funktionen bereits als fertig qualifiziertes Industrieboard einsetzbar. Darüber hinaus lässt er sich als Grundlage für eigene Designs nutzen: angefangen bei smarten HMI-Lösungen in der Gebäudeautomation über dezentrale Intelligenz zur Steuerung von Funktionen bis hin zu Echtzeit-Aufnahme von Sensordaten in der Automatisierung.

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