Počítače s architekturou ARM ve stavebnici MLAB

Architektura ARM se nyní velmi rychle rozvíjí, převážně díky jejím výborným výpočetním výkonům na 1 W příkonu. Oproti zastarávající a komplikovanější architektuře Intel Ix86. Tohoto stavu bylo dosaženo v posledních několika rocích převážně díky jejímu masovému nasazení v mobilních zařízeních jako jsou tablety a telefony.

Pro vývojové aplikace je nyní dostupných několik forem výpočetních strojů založených na této architektuře.

Počítačů tohoto druhu existuje již velké množství, proto tato sekce shrnuje hlavně ty, nejzajímavější které byly v MLABu vyzkoušeny, nebo aplikovány v některé konstrukci.

Je mírně odolnější variantou s mírně pomalejším procesorem vůči odroidu U3 Podrobnější popis je na stránce odroid-c1.

Jde o náhradu ODROD-X2, který se již nevyrábí, parametry jsou víceméně identické, pouze je zmenšen plošný spoj a jsou odebrány některá rozhraní. Podrobnější popis je na stránce odroid-u3.

Jde o jeden z prvních čtyřjádrových Cortex-A9 MPCore ARM počítačů, jeho jádra mohou běžet na kmitočtu až 1,7 GHz. Operační paměť 2GB je typu PoP a je tedy naletována přímo na čipu CPU. Podrobnější parametry najdete na stránce odroid-x2. Tento počítač obsahuje GPU, která ještě nepodporuje OpenCL.

Ve zkutečnosti je teto počítač ale také vybaven CPU modulem, který je na na samostaném PCB připojeném konektory. Tento modul je ale přilepen epoxidem na základní desku. Z tohoto pohledu je ale tento koncept podobný EOMA-68, ale CPU modul nelze vyměnit.

Technicky jde o nástupce desky Odroid-X2, která je nyní vybavena novějším CPU 4x Exynos5 Octa Cortex™-A15 1.6Ghz a 4x Cortex™-A7 těchto 8 jader je integrováno do jednoho čipu. Oba typy se výrazně vzájemně liší výpočetním výkonem a tudíž i spotřebou. Původní myšlenka tohoto konceptu je, že plánovač bude rozhodovat o použití jader s nízkým výpočetním výkonem, nebo výkonnějších jader pro běh systému (Díky integaci obou CPU v jednom pouzdře totiž lze tasky mezi jádry velmi rychle přenášet). Použitá GPU PowerVR SGX544MP3 již podporuje OpenCL 1.1 navíc je na desce k dispozici USB 3.0 což bude výhodné zejména pro připojení nových verzí SDR přijímačů.

Stránky výrobce Hardkernel - tato deska zatím nebyla v MLABu vyzkoušena. Nevýhodou ale je aktivní chlazení ventilátorem, takže počítač již nebude úplně bezhlučný. A dále může dojít k degradaci ventilátoru a šíření vibrací.

Jde o starší jednodeskový počítač, který byl ale v kombinaci se stavebnicí MLAB použit v několika robotických projektech. Podrobnosti jsou opět na stránce Friendly ARM

Parallella je hybridní počítač s ARMem a FPGA. Na desce je navíc umístěn Epiphany III koprocesor. Celé zařízení je proto zvláště vhodné pro signálové výpočty.

Jde o koncept ve kterém je použita fyzická specifikace PCMCIA karty. Jeho výhodou je, že nové ARM obvody jsou obvykle v pouzdru BGA, které potřebuje mnohavrstvý plošný spoj. Což logicky velmi prodražuje malosériovou výrobu takových zařízení. EOMA-68 specifikace tento problém řeší uzavřením takového plošného spoje do původního formátu PC card a vyvedení periferií ve standardizovaném pinovém formátu. Takto specifikovaná karta, je pak identická pro různé realizace Hardwaru, takže je pak vyráběna ve větším množství, což vzhledem k tomu, že obsahuje mnohavrstvý PCB zlevní celkové náklady na výrobu. Protože výsledný produkt ve kterém je tato karta implementována si bez problému vystačí už i se dvouvrstvým PCB.

Shrnutí výhod:

• Zařízení do kterého je karta vkládána obsahuje I2C EEPROM s identifikací
• Je možné software testovat a nastavovat mimo živý provozní systém.
• Zlevňuje celkové náklady na konstrukci specializovaného zařízení
• Je možné snadno aktualizovat výpočetní jednotku výměnou karty

Realizace tohoto konceptu:

• Micro Engineering Board
• The Improv

Jetson TK1 Development Kit je vývojovou deskou určenou hlavně pro testování CUDA a OpenCL na embedded zařízeních. Její zvláštností je, že má integrovánu výkonnou GPU jednotku. A navíc má vyvedené porty Half mini-PCIE slot ale nemá I2S pro audio vstup.

Všechny tyto počítače mají vyvedenou sběrnici I²C, která může sloužit k snadnému připojení čidel. A i některých jednodušších akčních členů. Dále je taky běžně vyvedena sériová linka, která naopak umožní připojení GPS a přesnou synchronizaci času.

Společným problémem všech počítačů je ale mechanická konstrukce nekompatibilní nejen se stavebnicí MLAB. Další problematickou částí je nestálost výroby. Většina zde uvedených počítačů se nebude následující rok vyrábět, nebo alespoň ne ve zde uvedené podobě. Proto by bylo na místě vytvořit i vlastní open-source řešení výpočetního hardwaru na kterém by šlo postavit síť detekčních a měřících stanic.

Pokusy o realizaci takového jsou uvedeny v seznamu open hardware počítačů.

Modulů na ARM má MLAB omezeny pouze na malé ARMy

• STM32F10xRxT01A

Existuje pak ještě i modul na nízkospotřebový ARM L150,,

V kombinaci s moduly SDRX01B může vytvořit integrovaný SDR přijímač v krabici UNIBOX01 Stčí připojit monitor, klávesnici. Nebo případně doplnit modul s nekonečným knoflíkem.

ARM počítač lze použít v konstrukci AWS01B

• Atmel NGW100
• Sběrnice I²C ve stavebnici MLAB
• odroid-x2
• Opensource notebook Novea