Das TQMa117xL punktet mit einer kompakten Größe von nur 31 mm x 31 mm und stellt alle CPU-Signale über insgesamt 277 LGA-Pads zur Verfügung. Das Modul ist mit ausreichend Speicher (LP-SDRAM, Quad-SPI-NOR-Flash und EEPROM), einem optionalen Security Chip sowie einem an die CPU angebundenen PMIC (Power Management IC) ausgestattet. Damit wird TQMa117xL selbst höchsten Ansprüchen gerecht. Dank der Vielseitigkeit des Prozessors und der sehr guten Verlustleistung von unter einem Watt bietet dieses Moduldesign multiple Anwendungsmöglichkeiten in vielen Steuerungsaufgaben.

Crossover-CPU: das Beste von CPU und MCU kombiniert

Die neue Generation der i.MX RT Prozessorfamilie von NXP wird auch als Crossover-CPU bezeichnet, da sie eine Brücke zwischen CPU und MCU schlägt: So sind in dem Baustein ein leistungsfähiger Arm Cortex-M7-Core mit bis zu 1 GHZ CPU-Takt, unterstützt von einem Cortex-M4-Core (bis zu 400 MHZ Takt) mit vielen Schnittstellen, kombiniert, z.B. Gigabit Ethernet, CAN FD, USB 2.0, UART und SPI. Darüber hinaus ist das Modul mit einem Grafikprozessor (GPU) mit 2D-Beschleunigung ausgestattet. Für den zuverlässigen, leistungsfähigen Modul-Betrieb auch bei höheren Temperaturen sorgt ein von der CPU unabhängiger, externer PMIC. Damit liegt der Standardtemperaturbereich bei -25 °C bis +85 °C, optional ist auch der erweiterte Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C erhältlich.

Das TQMa117xL ist mit einem 16 Bit breiten LP-SDRAM ausgestattet, das einen Speicherausbau von bis zu 64 GB erlaubt. Als Festspeicher kommt einen Quad-SPI-NOR-Flash-Speicher 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 – angeboten. Für Anwendungsbereiche, die erhöhte Sicherheitsfunktionen benötigen, steht der Security-Chip EdgeLock SE050 von NXP als Bestückungsoption zur Verfügung. Das Modul wird aufgrund der LGA-Technik direkt mit dem Mainboard verlötet und ist somit auch für Einsatzbereiche geeignet, die ein sehr flaches und robustes Design erfordern.

MBa117xL – das Mainboard zum Modul

Neben vielfältigen Schnittstellen wie zweimal Gigabit Ethernet (GbE), zweimal USB 2.0 sowie zweimal CAN FD (galvanisch getrennt) und einem SD-Karten-Interface, sind auch jeweils vier digitale 24 Volt In-/Outputs zur Steuerung externer Peripherie-Geräte realisiert. Die Anbindung von Touch-Displays mit einer Auflösung von bis zu 1280 x 800 Pixel ist über eine MIPI-DSI- oder alternativ eine LVDS-Schnittstelle möglich.

Eine besondere Erweiterungsmöglichkeit bietet das Mainboard mit seinem analogen Frontend von NXP (NAFE13388B40BS): Mit ihm lassen sich bis zu acht programmierbare, analoge Inputs nutzen, um unkompliziert Strom-, Spannungs- und Widerstandsmessungen zu realisieren.

Darüber hinaus punktet das nur 160 mm x 100 mm kleine Mainboard mit WiFi- und Mobilfunk-Optionen, skalierbar von NB-IoT (Narrow Band) bis LTE, für drahtlose Kommunikation. Drei User-LEDs und ein CSI-Interface mit zwei Lanes zur Kamera-Anbindung sowie die Möglichkeit, das industrietaugliche Mainboard komplett über Ethernet zu versorgen (PoE), machen das Design perfekt.

Der SBC (Single Board Computer), bestehend aus verlötetem LGA-Modul und Mainboard, ist aufgrund seiner vielen Funktionen auch als bereits 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 für diverse Steuerungen bis hin zu Echtzeit-Erfassung von Sensordaten in der Automatisierung.

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