[EDITION ABONNES] Avec la famille de processeurs STM32MP1 annoncée en fanfare à l’occasion d’Embedded World 2019 (lire notre article ici), STMicroelectronics est entré de plain-pied dans le monde des microprocesseurs en associant sur une même puce un ou deux cœurs Arm Cortex-A7 et un cœur Cortex-M4. Et, lorsqu’on parle de microprocesseurs dans l’embarqué, les modules processeurs COM (Computer-On-Module) ou SOM (System-on-Module) ne sont jamais bien loin. ...

Pour des volumes en production qui oscillent entre une centaine et quelques dizaines de milliers de pièces par an, l’approche COM ou SOM intéresse en effet les fabricants d’équipements embarqués qui voient dans ces unités centrales banalisées un moyen de simplifier leur processus de développement, leurs efforts se portant alors essentiellement sur une carte porteuse dotée, elle, de toutes les entrées/sorties et fonctions propres à l’application. L’usage d’un module COM permet aussi d’envisager une migration en douceur d’un design vers des processeurs plus performants par simple échange dudit module par un autre plus puissant (dès lors évidemment que les interfaces physiques et électriques sont compatibles). Ce concept est aujourd’hui banalisé dans le monde des architectures de processeur x86 ainsi que dans les écosystèmes gravitant autour de certains microprocesseurs à architecture Arm Cortex-A (en particulier chez NXP et Texas Instruments).

Kontron et Phytec répondent présents

C’est aussi la voie que compte suivre ST avec la puce-système STM32MP1 qui, n’en doutons pas, n’est que le premier pas de la firme franco-italienne dans l’arène des SoC Arm multicœurs hétérogènes… Pour s’en convaincre, il suffisait sur Embedded World de faire un tour sur le stand du fabricant de semi-conducteurs où étaient déjà exposés plusieurs modèles de modules processeurs bâtis sur le SoC STM32MP1. Dans la liste des fabricants de modules qui gravitent désormais dans l’écosystème associé au dernier-né des STM32, on notera en particulier la présence des firmes allemandes Kontron et Phytec, bien connues sur le marché des COM et SOM.

Aux dimensions de seulement 25,4 x 25,4 cm, le module SOM de Kontron (photo ci-dessus) héberge le processeur STM32MP157 et est présenté dans une version à souder (éliminant de ce fait les coûts des connecteurs vers la carte porteuse). Il dispose d’un jeu étoffé d’interfaces adaptées aux besoins des applications typiquement rencontrées dans l’industriel, les automatismes, le médical, les terminaux de points de vente et de points d’intérêt, l’Internet des objets et l’industrie 4.0.

Commercialisé avec une pérennité de dix ans, le module est ainsi doté de deux ports Ethernet 10/100 Mbit/s, deux ports USB 2.0 (dont l’un OTG), jusqu’à huit ports UART, jusqu’à deux ports CAN, ainsi que de nombreuses entrées/sorties analogiques et numériques et de trois interfaces SDIO. Un port DSI et une interface RGB sont également disponibles pour la connexion d’afficheurs. On trouve également sur le module de Kontron 256 Mo de mémoire RAM DDR3 (512 Mo en option), 2 Mo de flash NOR et 256 Mo de flash Nand (512 Mo en option). Alimenté sous 3,3 V, le module est apte à fonctionner dans la gamme de température comprise entre 0°C à +70°C dans sa version standard (des options pour la gamme de température étendue -40°C/+85°C sont également disponibles). Kontron propose aussi une carte d’évaluation associée, au format 4,3 pouces, en tant que design de référence.

Une première chez Phytec

Chez Phytec, qui jusqu’ici travaillait uniquement avec NXP et Texas Instruments, le module phyCORE-STM32MP15x (photo ci-contre) affiche des dimensions de 38 x 41 mm, est alimenté sous 5 V et dispose de deux connecteurs Samtec de 100 broches. Apte à fonctionner entre -40°C et +85°C, il embarque, outre le processeur de ST, 1 Go de mémoire DDR3L, jusqu’à 128 Go de mémoire de stockage eMMC et jusqu’à 16 Mo de flash NOR.

Dans la liste des interfaces accessibles via les connecteurs, on notera jusqu’à 7 U(S)ART, jusqu’à deux liens CAN-FD, un port Ethernet, deux ports USB, des ports parallèles pour caméra et afficheur, un lien Mipi DSI et jusqu’à 12 lignes de conversion A/N. Phytec destine son module aux systèmes de communication industriels, aux applications de traitement en périphérie de réseau (Edge Computing), à l'automatisation industrielle, à la commande de moteurs et à d'autres applications exigeant un haut niveau de fiabilité et de sûreté.

Un Polonais, un Italien et un Suisse

Aux deux sociétés allemandes susnommées, il convient d’ajouter une troisième entreprise d’outre-Rhin, en l’occurrence DH Electronics, qui propose, tout comme Kontron, un module à souder (ici de 29 x 29 mm). Le DHCOR STM32MP15x, qui est doté de 256, 512 ou 1 024 Mo de DRam DDR3 et de 2 Mo de flash NOR SPI, a notamment été retenu par Arrow Electronics pour la carte de développement Avenger96 (photo ci-contre) compatible avec la spécification 96Boards Consumer Edition Extended (permettant ainsi de tirer avantage du large portefeuille de mezzanines 96Boards d’ores et déjà disponibles).

A noter que DH Electronics développe actuellement un module STM32MP1 au format Sodimm de 200 broches qui disposera en sus d’une interface radio duale Wi-Fi 802.11a/b/g/n/ac et Bluetooth 4.2 Low Energy, d’un hub USB et d’un circuit PHY Ethernet.

Ailleurs en Europe, on s’est aussi activé. Le suisse BytesAtWork a déjà mis à son catalogue un module architecturé sur le processeur STM32MP1 de 30 x 40 mm et équipé de 128 Mo à 32 Go de flash et de jusqu’à 1 Go de RAM. Le polonais SoMLabs, de son côté, a opté pour le format Sodimm 200 et des dimensions de 67 x 32 mm pour y porter le SoC de STMicroelectronics, jusqu’à 512 Mo de SDRam DDR3L, jusqu’à 32 Go de mémoire eMMC ou microSD et, en option, un module radio Murata Wi-Fi 802.11b/g/n et Bluetooth 4.1+EDR. Quant à l’italien Engicam, il a opté pour deux variantes, toutes deux bâties sur le STM32MP157, en l’occurrence le module à souder MicroGEA STM32MP1 de 25 x 25 mm et le module Sodimm i.Core STM32MP1 de 32,1 x 67,6 mm.

On ajoutera à cet aréopage l’américano-russe EmCraft Systems, qui avait été d’ailleurs l’une des premières et rares sociétés à développer un module SOM architecturé sur le microcontrôleur STM32F7 à cœur Arm Cortex-M7 de STMicroelectronics (lire notre article ici). EmCraft a développé un modèle (photo ci-contre) qui associe sur une surface de 32 x 59 mm le processeur STM32MP157, jusqu’à 1 Go de mémoire DDR3L, jusqu’à 64 Go d’eMMC et un circuit PHY Gigabit Ethernet. Tous les signaux sont routés vers la porteuse via deux connecteurs de 100 broches.

Pour être complet, précisons que l’américain Octavo Systems a conçu un boîtier-système SiP de seulement 18 x 18 mm qui, en plus d'intégrer le STM32MP1 avec ses deux cœurs Cortex-A7 et un Cortex-M4, y ajoute jusqu'à 1 Go de mémoire DDR3, une mémoire Eeprom non volatile de 4 Ko, un circuit de gestion de l’alimentation PMIC, quatre régulateurs de tension (LDO), deux interrupteurs de puissance, deux oscillateurs (des circuits Mems) et plus de 100 composants passifs (lire notre article ici).