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XCOM: plataforma x86 compacta e integrada para SDR y otras aplicaciones – Calendae

Hola, un placer verte por aquí. Te escribe Jordi Oriol y esta vez vamos a hablar sobre XCOM: plataforma x86 compacta e integrada para SDR y otras aplicaciones – Calendae

Diseñado para admitir el funcionamiento sin supervisión, IP65 + y refrigeración pasiva

¿Alguna vez ha intentado diseñar un sistema basado en x86 verdaderamente integrado? Lo hicimos, y fue un viaje lleno de obstáculos inesperados.

Tenga en cuenta la importancia del funcionamiento desatendido, incluida la resistencia en caso de cortes de energía y fluctuaciones de voltaje. ¿Necesita soporte para diferentes modelos de CPU? ¿Una carcasa compacta IP65 +? Cada uno de estos requisitos es complicado por sí solo; en conjunto, comienzan a sentirse insuperables. Pero deambular por un territorio inexplorado es la mitad de la diversión de la ingeniería, ¡y nosotros en Fairwaves no somos los que rehuimos un desafío!

Hoy ponemos a disposición del mundo los resultados de más de un año de desarrollo. Con el lanzamiento de XCOM, nadie volverá a enfrentarse a este conjunto particular de desafíos.

Diseñamos XCOM para que sea la plataforma definitiva para Fairwaves UmTRX y XTRX Radio definida por software (SDR), pero funciona igual de bien con otros USB, Ethernet y miniPCIe SDR. Ya hemos comenzado a usar la primera revisión de XCOM en nuestras estaciones base celulares OpenRAN y la versión que se envía al final de esta campaña incluirá todo lo que aprendimos de esa experiencia de campo.

También creemos que XCOM tiene muchas aplicaciones fuera del espacio SDR. Si tiene alguna sugerencia sobre cómo hacer que XCOM sea aún más útil para proyectos que no son SDR, contáctenos y háganoslo saber.

XCOM maneja los exigentes requisitos de CPU y E / S

Hoy en día, muchas tarjetas de control se basan en chips ARM porque son pequeñas, económicas, energéticamente eficientes y fáciles de integrar. Pero, ¿qué sucede si necesita más potencia de CPU o E / S más rápidas de las que puede proporcionar un chip ARM?

¿Qué pasa si, por ejemplo, está trabajando en el creciente campo de la tecnología de radio definida por software (SDR) y el procesamiento de RF de su aplicación requiere un procesamiento intensivo de señales digitales (DSP) y E / S de alta velocidad? Puede utilizar un chip DSP o FPGA especializado, pero procesar datos en una CPU x86 suficientemente potente no solo es más fácil, sino que también se beneficia de un ecosistema de software más desarrollado y una virtualización sencilla.

XCOM admite operaciones confiables, desatendidas y siempre activas

La desventaja de usar x86 es un ecosistema menos desarrollado de proyectos verdaderamente integrados y sin asistencia. Muchos sistemas integrados basados ​​en x86 se utilizan en terminales de punto de venta, dispositivos de medición y otros equipos que son fácilmente accesibles y, por lo tanto, fáciles de reiniciar o reparar si algo sale mal. Para nuestro caso de uso, necesitamos equipos que se adhieran al infame estándar de telecomunicaciones del 99,999% de tiempo de actividad, a pesar de que podría estar a cientos de millas (y muchas horas de conducción) de cualquier persona que pueda arreglarlo. O podría estar bajo el agua. O colgando de un globo meteorológico. ¡O en órbita alrededor de la Tierra!

La construcción de un dispositivo basado en x86 que esté siempre encendido cuando esté enchufado y que pueda reutilizarse de manera confiable en una nueva versión de software de forma remota es sorprendentemente no trivial. Tuvimos que prestar especial atención a todo, desde el diseño de hardware hasta Coreboot apoyo para hacerlo posible.

Caracteristicas

  • Control de amplificador de potencia de RF (PA). XCOM usa el mismo control de PA que nuestro clásico UmTRX SDR:
    • Dos DCDC de alta carga controlados por software para controlar la potencia de salida de RF de los PA
    • Cuatro ADC para medir la potencia directa y reflejada de dos PA para el cálculo de VSWR
    • GPIO para activar y desactivar el PA
  • miniPCIe con 2x carriles PCIe. A diferencia de la mayoría de las ranuras miniPCIe, que solo proporcionan un carril PCIe, XCOM le permite utilizar todo el ancho de banda de XTRX SDR.
  • EEPROM con una página bloqueable para escritura. Le permite almacenar configuraciones específicas de hardware independientemente del software. A diferencia del SSD, la EEPROM está soldada a la placa y no se cambia cuando reinstala el sistema operativo. Una página con bloqueo de escritura le permite almacenar identificaciones únicas, claves de seguridad y otros datos que los usuarios finales no deben modificar.
  • Soporte de Coreboot (solo módulos COM seleccionados). A diferencia de un BIOS patentado, Coreboot es de código abierto y modular, lo que permite la personalización esencial del proceso de arranque para operaciones siempre activas y sin supervisión. A modo de ejemplo:
    • Coreboot permite actualizaciones seguras y remotas de su firmware (con soporte para imágenes de recuperación y producción).
    • Coreboot puede proporcionar un sistema operativo de recuperación simple y puede, por ejemplo, llamar a casa e informar un problema incluso en el caso de una falla de SSD.
    • La configuración de Coreboot se puede ver en la imagen y no requiere una batería CMOS, que es un punto frecuente de falla.
    • Los indicadores del sistema, como los LED, se pueden programar para que se inicien casi inmediatamente después de que XCOM se encienda y mucho antes de que se cargue el sistema operativo. También se pueden programar para indicar varios errores de inicio.
    • Para simplificar la recuperación, netboot se puede configurar para que se inicie si se envía una combinación particular a una consola en serie.
  • Solo conectores verticales. Los conectores laterales clásicos que se utilizan en la mayoría de los SBC no funcionan bien en cajas pequeñas IP65 +. Requieren espacio adicional alrededor de la tarjeta para conectar los cables, y una vez que la tarjeta está instalada, estos cables se vuelven virtualmente imposibles de desconectar. Todos los conectores XCOM son verticales, por lo que la placa solo ocupa el espacio que requiere su huella. Los conectores verticales también facilitan la conexión y desconexión de cables cuando la tarjeta está montada en un gabinete.
  • Diseñado para enfriamiento pasivo. Hemos tenido especial cuidado para asegurarnos de que XCOM se pueda utilizar en entornos, como dentro de una carcasa IP65 +, donde la refrigeración activa no es posible.

Especificaciones

  • COM Express Tipo 10 Mini Rev. 3.0:
  • Dimensiones (sin estuche): 102 x 73 x 36 mm solo con conectores verticales
  • Poder:
    • 8,5 V a 50 V CC (12 V a 50 V CC para soporte SATA)
    • Monitoreo de voltaje de entrada
    • Circuitos de protección de polaridad
  • miniPCIe: 2x carriles PCIe (completo XTRX SDR soporte de ancho de banda), sin USB
  • almacenamiento: M.2 SATA o SATA
  • yo: DisplayPort, 2x USB 3.0, 1GbE, 2x RS232, SMBus, 16x GPIO, 4x ADC líneas, controlador LED RGB
  • Alta carga controlada por software DCDC con 2x salidas
  • EEPROM: 128 kB con una página bloqueable para escritura
  • Hardware perro guardián

El proyecto pronto se lanzará el Crowdsupply.

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