Есть 2 основные проблемы, связанные с питанием при подключении GSM модулей. Одна заключается в том, что пиковое потребление может быть очень высоким (2А и выше, но короткими пиками), и вторая заключается в том, что они предназначены для использования в телефонах, поэтому питающее напряжение у них привязано к стандартному аккумулятору напряжением 3.7В (в полностью заряженном 4.2В). Они оказываются настолько чувствительными к повышению питающего напряжения, что если на них подать 5В, то они просто сгорают. Не могу говорить за всех, но многие. Для того же SIMCOM SIM900R максимальное питающее напряжение 4.8В.
Первая проблема лечится установкой большого конденсатора — 1000 мкФ и выше. Вторая проблема требует установки специального источника питания. Но в принципе ничего сложного в этом нет, поскольку падение напряжения на этом источнике будет всего очень маленьким — можно использовать обычный LDO. Насчет выхода DC преобразователя — в V2R для всех модулей расширения доступно стабилизированное питающие напряжение 5В c высокой нагрузочной способностью, не зависящее от входного питающего напряжения устройства.
Основная проблема на самом деле — это организация высокоскоростного интерфейса для передачи данных. Это может быть либо USB, либо UART. USB у данного процессора всего один, и он выводится на свой разъем (что в принципе не мешает подключить к нему свисток), поэтому USB на внешнюю шину не выводится. Тем не менее остается возможность подключить GSM по UART. Есть большое количество GSM модулей у которых UART может работать на высоких скоростях. У DM365 максимальная скорость UART задается на уровне 1.5 МБит/с. Для сетей 3G — это вполне приемлемо. Например, модулем Telit HE863 такая скорость поддерживается. Поэтому подключение по UART — то решение, на которое имеет смысл ориентироваться данном случае. Если потребуется получать большую скорость, то можно, конечно организовать преобразователь USB на SPI — есть специализированные контроллеры, но такое решение приведет к повышенному потреблению, и тут лучше все-таки воспользоваться стандартным USB свистком, чем городить огород. Если говорить от SIM900r, то у него UART — это единственный доступный интерфейс, и скорость там ограничена на уровне 115200 бит/с, поэтому такой модуль подключить можно вообще без каких либо проблем.
Есть стандартные средства, которые позволяют переделать параллельный интерфейс в LVDS. Насущной задачи обязательно подключать LCD у нас не было. К тому же произвольный. Если брать каждую конкретную модель LCD с параллельным интерфейсом, то проблем нет. Если решать задачу в общем, то это дополнительный плюс к цене, потому что процессор LVDS не имеет. Учитывая наши сомнения о явной необходимости LCD в данном устройстве, мы просто оставили такую возможность, но специально для этого ничего не предпринимали.
Есть такая мысль, чтобы зарезервировать контактные площадки, чтобы к ним можно было легко подпаять SMD разъем, какой-нить с шагом в 1 мм. Тогда туда можно будет вывести кучу всего полезного, того, что обычным людям не требуется.
Да шаг 0.65 подтверждаю. Это я с чем-то другим перепутал. Насчет стоимости, предпочел бы не будоражить сознание, учитывая, что стоимость 10-ти комплектов — это совершенно абстрактная величина.
Смотря что считать промышленными объемами. 1000 штук можно купить хоть сейчас с поставкой в три недели. TI предлагает количества до 5000 прямо со склада через дистрибьютора на своем сайте. Вопрос о квотировании 10000 штук на след. год, когда мы их спрашивали, они даже думать не стали, сказали, что поставят без проблем.
Вот если говорить о 100000 штуках, то скорее всего надо будет поработать и lead time будет полгода — не меньше. Но о таких количествах у нас пока речь не идет. Что касается Allwinner, то да, знаю, с ним есть проблема, потому что производственный план расписан далеко-далеко вперед, и если речь идет о партии меньше миллиона, они даже разговаривать не станут и документации не дадут. Но все таки у нас процессор достаточно специфичный, поэтому есть основания полагать, что для наших задач у TI процессоров найдется.
Плату разводили в PCAD, Минимальное количество слоев, в которых можно развести данный процессор — 6. Но есть рекомендации производителя и практика использования дополнительных земляных слоев для обеспечения устойчивости работы высокочастотных шин… Процессор в BGA корпусе с шагом 0.4 так просто не разведешь. И тут даже не в количестве слоев дело, а в используемой технологии, потому требуются micro via. 10 плат, которые мы произвели были конечно золотыми, но при партии в 1000 штук при заказе в Китае можно получить цену ~10$, что нас вполне устраивает.
Не буду спорить, мы решили в общем-то стандартную задачу, заложив в нее столько требуемой нам специфики, сколько смогли. Использование модулей имеет много ограничений, основным из которых, на мой взгляд, является их доступность с течением времени. Плюс, номенклатура этих модулей тоже не очень большая. Нашим преимуществом является то, что сделав железку мы можем модифицировать ее как нам захочется, а с модулями так не выйдет. На самом деле мы как раз и сделали свой SоM, заточенный под конкретный класс задач :)
Про меня рассказывать особенно нечего. Закончил МФТИ, занимался кучей разных вещей, и в итоге появилась квалификация на стыке разработки железа и софта. В теме с 2000-го года. Все начиналось с этой штуковины . Потом много лет занимался контрактной разработкой электроники, все больше как программист, но с годами все ближе и ближе к железу. Сейчас разрабатываю некоторое мобильное устройство для работы в GSM сетях, о котором, увы, подробно рассказывать не имею возможности. Мы с Евгением учились в институте на одном курсе, и когда они с Сергеем пришли ко мне с этой задачей, я присоединился к проекту. Разработка проводилась в редкие моменты, когда появлялось свободное время, поэтому она длилась так долго. Реально с можно было бы сделать это все месяца за 4, если работать как белые человеки, на не урывками по ночам в свободное от работы время. Изначально моей функцией было техническое руководство созданием платы. Схема рисовалась о OrCad-e, плата рисовалась в PCAD-е. Первоначальный вариант схемы делал не я — мы привлекали стороннего специалиста. Я ее только потом переделывал, когда после того, как она была отдана нам, обнаружил в ней порядка 150 ошибок в самых неожиданных местах :) Как говорится, перепутал RAS и CAS, потому что… не знает как работает память DDR. С разводкой было проще. Мы привлекли очень высококвалифицированного товарища — который сделал все безупречно. При разработке приходилось экономить средства, поэтому пошли на риск и стали делать все в конечном виде. Хотелось сделать все максимально приближенным к реальности, то чтобы следующая итерация была уже серией. Сразу закупили комплектующие на 12 комплектов и изготовили печатаные платы на 10 комплектов.
Сначала были смонтированы 2, мы убедились, что устройство работает, потом еще 8, чтобы можно было нескольким людям поэкспериментировать. Нам хочется получить как можно больше отзывов, чтобы учесть их в следующей итерации. Дальше планируем доработать схему, без революционных преобразований, выпустить еще 2 платы, убедиться в том, что все получилось и по этой документации выпускать тираж. То есть основные идеи были сразу прописаны в ТЗ и мы, типа, знаем, что делаем :)
Насчет комплектующих — так просто и не расскажешь. Часть компонентов заказывали у производителей, как опытные образцы (то есть даром, взамен на развернутое описание нашего проекта), часть просто купили в магазинах типа electronshik.ru и т.д. Часть завозилась через посредников из digikey, farnell и т.д. Платы, в том числе FPC заказывали в PCB Technology, специфика такова, что для данный процессор без использования micro via не развести, поэтому количество компаний, которые могут это сделать — не очень большое. Монтаж делали там же. Параллельно прорабатывали вопрос про выпуск серии (закупка компонентов, поиск производителя печатных плат, производства для монтажа и т.д.), но это уже не технологический вопрос. К сожалению, тиражировать электронику в России очень не выгодно. Но окончательного решения насчет того, где это все будет делаться — еще не принято.
Про возможность организации 8-битной внешней шины в будущем я написал. Сейчас для высокоскоростного обмена предназначен именно SPI. Если фантазировать, то можно задействовать USB HOST порт, Ethernet порт или SDIO порт, отказавшись от SD карты. Но эти варианты подразумевают наличие мощного контроллера на втором этаже — только тогда можно будет получить выигрыш в скорости. Абстрактно рассуждать об организации высокоскоростного интерфейса тяжело. Если бы было понятно зачем это нужно — конкретная постановка задачи, было бы намного проще предложить какой-то вариант.
Есть мысль USB чип (FTDI FT245) вынести на промежуточную плату (которая на картинке с SDIO разъемом), тогда можно будет организовать 8-битную шину на которую цеплять всевозможные устройства. Типа снимаем USB контроллер, если он не нужен, и ставим свой контроллер. Но вопрос в процессе проработки. Сейчас с помощью FT245 мы имеем высокопроизводительную консоль, но по ощущениям, несмотря на все ее прелести она нам не слишком нужна.
Мысль насчет ПЛИС у нас тоже была, но выводить шину интерфейса EMI на второй этаж не очень хотелось. У нас в нашем конструктиве всего 88 контактов. Внешняя шина займет очень много места. Рост числа контактов приведет либо к увеличению габаритов платы, либо надо будет ставить разъемы с меньшим шагом, и тогда к ним будет труднее подпаиваться. Это с одной стороны. С другой стороны у процессора есть всего 2 чипселекта для внешней шины, и оба они заняты — на одном висит NAND, на втором USB контроллер для подключения к компу. С третьей стороны у нас устройство разрабатывалось как контроллер, поэтому упор делался на конечный функционал, а внешняя шина — это некоторое промежуточное звено, которое в нашем случае будет работать в ущерб другим функциям. То есть сигналами, используемыми для внешней шины моторчиком уже не порулишь. Поэтому от внешней шины мы отказались. Для относительно скоростного обмена данными мы планировали использовать SPI (12 Мбит/с). Тогда на втором этаже можно разместить контроллер или ПЛИС, которая будет выполнять заданные функции под управлением этого интерфейса.
Первая проблема лечится установкой большого конденсатора — 1000 мкФ и выше. Вторая проблема требует установки специального источника питания. Но в принципе ничего сложного в этом нет, поскольку падение напряжения на этом источнике будет всего очень маленьким — можно использовать обычный LDO. Насчет выхода DC преобразователя — в V2R для всех модулей расширения доступно стабилизированное питающие напряжение 5В c высокой нагрузочной способностью, не зависящее от входного питающего напряжения устройства.
Основная проблема на самом деле — это организация высокоскоростного интерфейса для передачи данных. Это может быть либо USB, либо UART. USB у данного процессора всего один, и он выводится на свой разъем (что в принципе не мешает подключить к нему свисток), поэтому USB на внешнюю шину не выводится. Тем не менее остается возможность подключить GSM по UART. Есть большое количество GSM модулей у которых UART может работать на высоких скоростях. У DM365 максимальная скорость UART задается на уровне 1.5 МБит/с. Для сетей 3G — это вполне приемлемо. Например, модулем Telit HE863 такая скорость поддерживается. Поэтому подключение по UART — то решение, на которое имеет смысл ориентироваться данном случае. Если потребуется получать большую скорость, то можно, конечно организовать преобразователь USB на SPI — есть специализированные контроллеры, но такое решение приведет к повышенному потреблению, и тут лучше все-таки воспользоваться стандартным USB свистком, чем городить огород. Если говорить от SIM900r, то у него UART — это единственный доступный интерфейс, и скорость там ограничена на уровне 115200 бит/с, поэтому такой модуль подключить можно вообще без каких либо проблем.
Вот если говорить о 100000 штуках, то скорее всего надо будет поработать и lead time будет полгода — не меньше. Но о таких количествах у нас пока речь не идет. Что касается Allwinner, то да, знаю, с ним есть проблема, потому что производственный план расписан далеко-далеко вперед, и если речь идет о партии меньше миллиона, они даже разговаривать не станут и документации не дадут. Но все таки у нас процессор достаточно специфичный, поэтому есть основания полагать, что для наших задач у TI процессоров найдется.
Сначала были смонтированы 2, мы убедились, что устройство работает, потом еще 8, чтобы можно было нескольким людям поэкспериментировать. Нам хочется получить как можно больше отзывов, чтобы учесть их в следующей итерации. Дальше планируем доработать схему, без революционных преобразований, выпустить еще 2 платы, убедиться в том, что все получилось и по этой документации выпускать тираж. То есть основные идеи были сразу прописаны в ТЗ и мы, типа, знаем, что делаем :)
Насчет комплектующих — так просто и не расскажешь. Часть компонентов заказывали у производителей, как опытные образцы (то есть даром, взамен на развернутое описание нашего проекта), часть просто купили в магазинах типа electronshik.ru и т.д. Часть завозилась через посредников из digikey, farnell и т.д. Платы, в том числе FPC заказывали в PCB Technology, специфика такова, что для данный процессор без использования micro via не развести, поэтому количество компаний, которые могут это сделать — не очень большое. Монтаж делали там же. Параллельно прорабатывали вопрос про выпуск серии (закупка компонентов, поиск производителя печатных плат, производства для монтажа и т.д.), но это уже не технологический вопрос. К сожалению, тиражировать электронику в России очень не выгодно. Но окончательного решения насчет того, где это все будет делаться — еще не принято.