®Qormino הוא מודול אולטרא-קומפקטי המבוסס על מעבד 64 ביטים מרובה ליבות NXP QorIQ, המשלב DDR SDRAMs עבור יישומי תקשורת אינטנסיביים בביצועים גבוהים מאוד. תיכנונו מיועד גם לסייע בעמידה בלוחות הזמנים של דרישות השוק, פותר את הבעיה הטורדנית של התיישנות מוצרים טרם זמנם. תכנונים משובצים המבוססים על ה-Qormino מבטיחים אורך חיי מדף ארוכים והתאמה ללוחות הזמנים של דרישות השוק.
איור 1. המצע של Qormino
מילוי פער שקיים בשוק המערכות המשובצות מחשב
אם המשימה היא לספק מחשוב איכותי בביצועים גבוהים בסביבות מאתגרות, במיוחד ביישומים הדורשים אמינות גבוהה וביישומים תעשייתים, קצב ההתקדמות הטכנולוגית לא מעניק הנחות או הקלות.
אולם, בחברת האלקטרוניקה e2v, מצאו פיתרון המבטל חלק ממורכבויות התכנון, מספק גישה למחשב המשובץ העכשווי הטוב ביותר, תוך הבטחה של הספקת המוצר לטווח ארוך.
Qormino מחזיק את המפתח לאוצר זה של הפוטנציאל. זהו פתרון משובץ מחשב מאוד ייחודי פרי פיתוחה של החברה. המודול משלב את היתרונות של חוזקות מעבד תקשורת ארבע ליבות NXP QorIQ עם שילוב אופטימלי של DR3L SDRAMs בשביל תכנונים מהירים, כל זה מוכלל בצורה ממוזערת מאוד, בתצורה מודולרית.
יתר על כן, החברה באמצעות תוכנית ניהול המלאי שלה (SliM) מספקת הבטחה ושקט תכנוני וייצורי בהתאם ללוחות הזמנים של השוק ו/או צרכי הלקוח, שזו סוגיה שלוקה בחסר בפתרונות משובצי מחשב עם אמינות גבוהה אחרים, המיועדים בעיקר ליישומים מוטסים וצבאיים.
יתרונות ללקוחות המשתמשים ב-®Qormino
גישה למספר רב של משפחת מעבדים QorIQ של NXP
מימוש ויישום של DDR3L SDRAM שמגיע משובץ ב-Qormino ללא חשש
עמידה בלוחות הזמנים של דרישות השוק
מקטין משמעותית את הסיכון של תמיכה ואספקה לאורך זמן ואת העלויות הכרוכות בכך
אורח חיי מדף מובטח של 15 שנים, הודות לתוכנית ניהול המלאי הייחודית של החברה
מובטחים אורכי חיים ארוכים יותר (מעבר ל-15 שנים) בהתאם לדרישות המשתמש/לקוח
ניהול מלאי של רכיב אחד במקום שישה רכיבים שמשובצים בכרטיס
מגיע בתצורה אולטרא-קומפקטי
קטן ב-50% מהמודולים החלופיים שקיימים היום בשוק
איור 2. Qormino מספקת יתרונות משמעותיים בנדל”ן (real estate)
עיבוד תקשורת וציוד היקפי חזקים
הבנה והפנמה של תכונות מעבדים QorIQ מסידרת T1 היא מטלה רצינית בפני עצמה. המעבדים החזקים האלה מבית NXP כבר כבשו ספקטרום רחב של מתכנני מערכות בזכות התכונות הנדיבות והמורחבות, ההספק הנמוך, סקילביליות ומוצא פינים משותף.
כמקובל במערכות מבוססות על צ’יפ (SOCs), למשפחת מעבדי ה-QorIQ יש צורכי עיבוד בתקשורת מאוד הדוקות. בהשקה הראשונה שלו, המעבד T1040 היה המעבד מרובה הליבות בעל 64 ביטים הראשון שהתגאה בשילוב מתג GigE. ההכללה של בקר זיכרון DDR3 וסדרה שלמה של רכיבים הקפיים יצרה מערך תכונות מושלם. לבטח זה היה רק עניין של זמן עד שמישהו חכם יראה יתרון בזיווד של רכיבי מפתח אלה בתוך מצע דק מאוד. זה בדיוק מה שהחברה עשתה עם ה-Qormio, מודול התופס פחות מרבע השטח של כרטיס אשראי, המודול מספק הקטנת שטח של 50% מהחלופיים הקיימים כיום בשוק (ראה איור 2).
צילום בזק של המפרט
מעבד תקשורת ארבע ליבות, דל הספק, עשיר בתוכונות ויתרונות
מעבד 64 ביטים, מסדרת QorIQ T1 של NXP
3DMIPS/MHz לליבה
משולב זכרון DDR3L SDRAM בגודל של 1GB
תומך בקצבי נתונים של עד 1600MT/s
משולב מתג אתרנט בקצב GigE
חיסכון בנפח, גודל כרטיס 38×25 mm
טווח טמפרטורות עבודה של תאימות לתקן RoHS או אופציות גימור של עופרת – SnPb
מהנדסים ומתכננים שנקשרו בצורה חזקה ל-QorIQ, בהתבסס על יתרונות המיזעור שלו מבחינת גודל, משקל והספק (Size, Weight and Power) עשויים עדיין להיות מודאגים בקשר למספר מוגבלויות מעשיות. שתי סוגיות צצות יחד – שתיהן מתמרכזות בזכרונות ה-DDR הקריטיים הדרושים כדי לשמור על ביצועי ליבה גבוהים.הראשונה מתייחסת לממשק ה-DDR SDRAM הפרקטי (במיוחד בתחום טמפרטורות רחב) בגין תזמון קצרצר ומגבלות רעש. השניה היא שמירה כנגד התיישנות של מוצרים כאשר רכיבי מפתח מגיעים מיצרנים המייעדים את מוצריהם ליישומים אזרחיים שבו אורך מחזור חיי המוצר הוא קצר. ולמרבה המזל במודול Qormino של החברה ניתן להסיר דאגות אלה הודות לתוכנית ניהול המלאי שלה.
איור 3. מחזורי החיים של המערכת והמוצר מוסיפים משמעותית לאתגר של בחירת רכיבי המפתח בפרויקטים ארוכי חיים
אתגרים בממשק ה-DDR SDRAM
SDRAM מספקים זיכרון נתונים צפוף ומהיר כדי להגדיל את שטח האכסון (המוחבא) המיושם על הצ’יפ של ליבות המעבד עבור טיפול במידע. בתור שכזה DDR SDRAM קובע גבול מקסימלי על יכולות העיבוד של ליבת ה-QorIQ.
תכנון בקר זכרון DDR מתגלה כרחוק מלהיות פשוט, כל גוש זיכרון של DDR3 קשור לבא אחריו. בצד החיובי, דבר זה מסייע להבטיח שקווי נתוני זיכרון מסתיימים בצורה נאותה. בצד השלילי מוכנס כשל זמנים בין כל גוש אותו יש למנות בעזרת בקר זיכרון ששונה במיוחד תוך שימוש בטכניקה המכונה פילוס (levelling).
ניתן להעריך במהירות את האתגר הגולמי של תכנון תזמון DDR3 מיטבי ע”י הבנת מפרטי הטיית התזמון. הטיה בין אותות ה-DQS ו- (Data Mask) מוגדר כ- picoseconds מקסימום – כלומר 1 טריליונית של שניה בקושי! ברמת כרטיס PC הדבר מתבטא בקושי בתור 50mils (או 1.27 מ”מ) של הפרש באורך העקיבה על מעגל מודפס של FR4. זהו אתגר רציני שפוגשים במעגלים המודפסים של היום. לכן, זה כל כך עוזר שהמודול Qormino מבטל לחלוטין את האתגר הנ”ל ע”י הכללת זיכרון ה-DDR3 על המודול עצמו. הגרסא הנוכחית מספקת גודל זיכרון של 1GB DDR3L SDRAM, הגרסאות של DDR3 בעלי שני מתחים הפועלים מספק של 1.5 או 1.35 וולט ויכולים לשאת עד 1600MT/s.
תוכנית ניהול התיישנות מוצרים
כמתואר באיור 3, מחזור חיי המדף של רכיבי זכרון קצר יותר מזה של המעבדים, במחזור חיים של מעבד אחד ניתן לפתח מספר דורות של רכיבי זכרון, וזה גורם לכאב ראש בפיתוח מערכת שזמן הפיתוח שלה הוא ארוך מאוד ובהרבה מקרים עובר את מחזור החיים של הרכיב (זכרון או מעבד). לחץ תחרותי מאלץ יצרני SDRAM להתמקד על מעבר מהיר לקראת התכווצויות של שבבים בכדי לשמור על רווחיות. מוצרים מגיעים במהרה לסוף חיי המדף שלהם (EOL – End of life) ונעלמים מהשוק. לקוחות אשר התמקדותם ברכיבים לטווח ארוך נתקלים בכאב ראש של תכנון מחדש תמידי הנובע מכוחות שוק חיצוניים. בפער בין בחירת המחשב המשובץ והזיכרון מונחת בעיית שרשרת הספקה עיקרית.
מערכת (Semiconductor Lifecycle Management) תוכננה ע”י החברה עבור זמינות מוצרים לטווח ארוך, תוכנית שמיקודה הוא אך ורק תמיכה בלקוחות המבקשים למצוא מערכת ניהול מלאי המרחיבה את אורכי החיים של הפרוייקט המבוקשים ע”י לקוחות ביישומים מתוחכמים הדורשים אמינות גבוהה ואורך חיים ארוך מאוד. מערכת SliM של החברה מספקת שקט של לפחות 15 שנים בהספקת רכיבים. אם כי שרשרת ההספקה של המוליכים למחצה הן גמישות, הן נשארות עדיין ממוקדות חזק ברווחים והן מתוכננות לתמוך אורך חיים של מוצר (שבעיקרו נועד לשוק האזרחי) שנמשכים בין 6 ל-18 חודשים. יישומים צבאיים, אוויוניים, חללים ואפילו כמה מהיישומים התעשייתים לא יכולים להרשות לעצמם העלמותם של רכיבים קריטים כה מהר, במיוחד כאשר לקוחות סופיים דורשים המשך תמיכה וחלקי חילוף לאורך זמן חיי המערכת הסופית.
תוכנית ה-SliM פועלת על-יסוד ארבע יכולות עיקריות:
ניהול ממוקד וממורכז, המשך הספקת רכיבים של יצרן מקורי
הגנה והבטחת מלאי מאגר פרוסות (Wafers) , התואם את פרופיל הדרישה למשך אורח החיים של המערכת
מוסמך ע”י היצרן המקורי, יכולות אריזה, בדיקה ויצור
יכולות תכנון מחדש והנדסה מחדש כדי להתגבר על חולשות שרשרת ההספקה
היתרונות של תוכנית SliM כוללים:
מובטחת הספקה לאורך זמן ארוך
מניעת זיופים
שלמות הספקה משופרת – ספק יחיד
סיכון עלות הספקה קטן משמעותית
המודול מציע גישה חדשה לחלוטין לתכנון מהיר עם סיכון נמוך של מודולים משובצים, ללא כאבי הראש המסורתיים בניהול שרשרת ההספקה הנפרדת של המעבד והזיכרון שאינם קשורים זה בזה.
זמינות
החברה הכריזה בקיץ 2016 על הדגם הראשון של המשפחה, והוא מכונה QT10A שמבוסס על המעבד QorIQ T1040 בשילוב זכרון DDR3L SDRAM בגודל של 1GB. דגם מוסמך שעבר קואליפיקציה לרמות גימור של ישומים צבאי, תעשייתי עם אופצייה לגימור עופרת, מתוכנן לייצור מלא ברבע השלישי של 2017. מעבר לכך החברה מצפה להציג דגמים אחרים של ה-Qormino המבוססים על המעבדים T1020/2 & T1042 מאוחר יותר השנה.
החברה מחוייבת למפת המוצרים של ה-Qormino בהתאם לפיתוח המעבדים של חברת NXP. אופציות עתידיות יגדילו גם את כמות הזכרון DDR SDRAM תוך התאמת הצרכים של כל מעבד בנפרד.
כמסוכם בין שותפים מאושרים, החברה מחויבת להתפתחויות עקיבה במפת הדרכים של Qormino במשפחת מעבדי ה-NXP’s. אופציות עתידיות ירחיבו גם את כמות ה-DDR SDRAM המסופקת, תוך התאמת הצרכים המיוחדים של כל מעבד פרטי.
האצה ללא חשש של תכנונים משובצי מחשב הודות לתוכנית היחודית
השימוש ב-Qormino מבטל שני סיכוני מפתח בעת בחירת מעבד ליבות מורכב ורכיבי זיכרון הנמצאים בשימוש בפרויקטים ארוכי טווח, ביישומים צבאים, אוויריים, רפואים ואפילו ביישומים תעשייתים, שבהם נדרשת מחזור חיי רכיב ארוך מאוד. לקוחות מקלים ראש בסיכונים הנמצאים בשרשרת הספקה הכרוכים במעבדים אסטרטגיים וזיכרונות DDR שנלווים אליהם.על כן זמינות המודול מובטח לאורך זמן הודות לתוכנית SliM שהוכיחה את עצמה כבר לאורך שנים.
יתרה מזו, המתכננים אינם צריכים לערב עצמם ולשבור את הראש בתכנון מערך זכרון מורכב מאוד, חוסך זמן יקר ומאמץ ונגזר מזה עלויות כספיות. הם משיגים מערכת זכרון SDRAM המובטחת בתחום טווח טמפרטורות עבודה של המודול. הדרישות המזעריות מבחינת שטח מקום של מצע ה-Qormino אומר שמתכננים ומפתחים יכולים בפשטות רבה לשלב את המודול בתוך הכרטיס שלהם כדי לגשת מידית ליתרונות SwaP מרובים של מעבדי ה-QorIQ.
כך שלבסוף מעבד תקשורת בעל יכולות גבוהות מאוד מותאם עם זכרון מיטבי ומסופק כיחידת רכיב אחת מובטחת. עתה, גם הפרויקטים בעלי הסיכונים הגבוהים ביותר יכולים לאמץ וליישם מעבד QorIQ בביטחה תוך ידע שיש בידם גישה לשרשרת הספקה מובטחת מספק אלקטרוניקה מתקדם ונאמן כמו החברה.
הכתבה באדיבות חברת אלקטרונדארט
