OSM: Open Standard Module. El factor de forma más pequeño para aplicaciones embedded

El Grupo para la estandarización de tecnologías embebidas SGeT (Standardization Group for Embedded Technology), asociación internacional sin ánimo de lucro, lanzó en diciembre de 2020 las primeras publicaciones del estándar OSM para establecer la compatibilidad y la interoperabilidad entre fabricantes. Especialmente pensado para aplicaciones IoT con arquitecturas MCU32, ARM y x86, a continuación detallamos los aspectos más importantes de estos módulos ultra compactos y de bajo coste.

OSM (Open Standard Module) define módulos basados en cuatro características clave:

• Completamente procesables a máquina durante la soldadura, el montaje y las pruebas, sin necesidad de intervención manual significativa
• Paquete LGA preestañado para soldadura directa de PCB sin conector adicional
• Interfaces de software y hardware predefinidas, así los desarrolladores pueden conectar y comunicarse con el componente de manera más sencilla.
• Código abierto en software y hardware, accesibles y modificables por la comunidad o por otros desarrolladores.

Tamaños

Alimentación

• Rango de Voltaje de Entrada: Depende del tamaño del módulo. Se recomienda 5V para algunos tamaños y 3,3V para otros. Esto permite el uso de controladores de gestión de energía integrados.

• Tiempo de Subida del Voltaje de Entrada: No se especifican límites, pero se advierte contra tiempos de subida extremadamente rápidos, que pueden dañar el módulo. Se recomienda ralentizar el tiempo de subida si se conecta a una fuente de alimentación de baja impedancia.

• Potencia de Entrada Máxima del Módulo: Se establece un rango típico de 3,3V ó 5V dependiendo de la potencia del módulo, con un mínimo de 0,5 A por contacto. La cantidad de contactos de entrada varía según el tamaño del módulo.

Interfaces de visualización

El módulo puede admitir salidas de pantalla con los estándares RGB paralelo, MIPI DSI, eDP/eDP++ y LVDS. Los contactos para la interfaz eDP/eDP++ se pueden configurar para el modo HDMI.

Entradas y Salidas

Bajo consumo

Aplicando lo dicho hasta ahora y en función del tamaño, alimentación y E/S requeridas, al diseñar una placa portadora (OSM Carrier), uno de los primeros pasos importantes es calcular cuánta energía se necesita y cómo se va a suministrar. Se deben identificar todas las fuentes de alimentación y listar el consumo máximo de corriente en situaciones extremas. Los circuitos de alimentación deben diseñarse para satisfacer los peores casos posibles, aunque en realidad, el consumo de energía del sistema suele ser mucho menor que la suma de los casos extremos individuales de cada fuente. Una vez que se comprende cuánta energía se necesita, se puede desarrollar un plan para cumplir con esos requisitos. El ejemplo proporcionado en la tabla es hipotético y muestra cómo se haría un presupuesto de energía, en este caso, asumiendo que el módulo OSM se alimenta con una fuente de corriente continua de 5 V fija.

Para un diseño típico de placa portadora con USB y funciones de pantalla, se suele sugerir un voltaje de 12V ó 24V. Para portadoras de módulos de tamaños 0 (Zero) o S (Small) también es habitual un suministro fijo de 5V.

Integración

Estos módulos están preparados para ser soldados en la placa base. Para ello utilizan LGA simétricos que pueden ser de 3 tipos:

Además, hay dos especificaciones en cuanto a la altura de la PCB:

Existen otros aspectos técnicos de este estándar a tener en cuenta, como el blindaje metálico RF para la compatibilidad electromagnética (EMC), el diseño de las conexiones internas o incluso el almacenaje unitario o por bloques en cajas, bandejas o cintas listas para soldadura. Puedes obtener más información técnica en la web oficial de SGeT https://sget.org/standards/osm/

Kontron, fabricante líder en informática embedded, dispone de varios módulos OSM basados en ARM. A continuación detallamos dos ejemplos: