A beágyazott WiFi modulok egyik előnye, hogy értelemszerűen a szabványos WiFi-hálózati kapcsolati képesség mellett tartalmaznak alkalmazásprocesszort és memóriát is, így ilyen tekintetben sem kell külső erőforrásokra támaszkodniuk. Továbbá: a modulokat már a gyártás során kalibrálják és ellátják számos előtanúsítvánnyal, a fejlesztők ezáltal nemcsak a mérnöki fejlesztés tekintetében juthatnak értékes többlethez, hanem a tanúsítványszerzéssel, gyártással és anyaglistával kapcsolatos ráfordításaik is lényegesen alacsonyabbak lehetnek.
A Qualcomm Atherosszal szoros partneri viszonyban működő 8Devices specialitása a beágyazott WiFi modulok fejlesztése és gyártása. Amikor a 8Devices 2014-ben bemutatta a Carambola 2 fantázianevű megoldását, azonnali megerősítést kaptak a piactól afelől, hogy a legjobbkor léptek be a legjobb ponton erre a szűk szakterületre. Az AR9331 System-on-Chipre (SoC) felépített modul számtalan felhasználási igénynek eleget tett (integrált 802.11b/g/n WiFi, 24 kMIPS számítási teljesítmény 400 MHz órajel-frekvencián, 16 MiB flash és 64 MiB RAM, ethernet- és USB-csatlakozás stb.), nagyon könnyen integrálható volt és a linuxos, ill. OpenWrt fejlesztői közösségek széles támogatását élvezte. Mindent összevetve: nagyon kevés esetben maradt hiányérzete a felhasználóknak a Carambola 2 alkalmazása során, viszont annál inkább értékelték az egyszerűséget, problémamentességet, rövid implementációt.
Az új Lima és Rambutan modulok bemutatásával az 8Devices abban bízik, hogy folytatja a Carambola 2-vel elért üzleti sikereket. A továbbfejlesztésre és optimalizálásra csaknem két év állt a cég rendelkezésére, amely után az 8Devices elérte a célját, és bemutathatta újdonságait, amelyek műszaki és funkcionális kifinomultságuk folytán még nagyobb számításteljesítményt és gyorsabb hálózati összeköttetést, valamint egy sor további innovatív funkciót biztosítanak.
A Lima
Az 1. ábrán látható Lima alapját a 2. ábrán ábrázolt QCA4531 rendszerchip biztosítja, amely a gyártó Qualcomm Atheros IoT termékcsoportját erősíti. A QCA4531 SoC nagyon sokban hasonlít a Carambola 2-ben alkalmazott AR9331-hez, annak tudását számtalan olyan kis fogyasztású üzemmóddal egészíti ki, amelyek az IoT-alkalmazások (pl. hálózati átjárók, elosztók stb.) szempontjából igen fontosak, továbbá támogatja a 2×2-es MIMO-t, ami 300 Mibit/s-ra duplázza meg a hálózati adatsebességet (a TCP/IP protokoll esetében ez nettó kb. 190 Mibit/s adatsebességet jelent) a 802.11n hálózati szabványban. A megnövekedett adatátviteli sebességhez nagyobb számítási teljesítményre is szükség van, ezért az MIPS 24Kc processzor magsebességét 400 MHz-ről megemelték 650 MHz-re.
Az interfészek tekintetében a gyártó lényegében megtartotta a Carambola 2-ben található elrendezést, néhány változtatással. Az általános célú GPIO és soros interfészek mellett a modulba integráltak két 10/100-as ethernet és egy USB2.0 szabványú interfészt is. Az I2S, SLIC és S/PDIF triót felváltotta egy PCIe-RC interfész, így ezek már nem támogatottak, mindazonáltal alacsonyabb adatsebesség mellett ezen korosabb interfészek szoftver segítségével emulálhatóak.
Egyértelmű előrelépést jelent az is, hogy a modul mérete a Carambola 2-höz képest 28×38 mm-ről 25×35 mm-re csökkent. Az új modul rendszerbe integrálása során arra kell tekintettel lenni, hogy a stabilitás és jobb RF-teljesítmény érdekében a 6 db SMD blokk-kondenzátort a modul hátoldalára integrálták a tervezők, ezért ennek megfelelően a modult fogadó áramköri hordozón célszerű kb. 5×3 mm süllyesztéssel helyet kialakítani. (Megjegyzés: a Carambola 2-nél az áramköri hordozónak csak egyik része került beültetésre, ilyen jellegű tervezési feladat nem hárult a fejlesztőkre.)
A Lima modul elérhető általános ipari/kereskedelmi és kiterjesztett működési hőmérséklet-tartományú modulváltozatban is, míg a Carambola 2 csak a standard kereskedelmi változatban állt rendelkezésre.
Dióhéjban összefoglalva: a Carambola 2-höz képest az új Lima modul tehát nagyobb számítási teljesítményt, a 2×2-es MIMO-nak hála pedig nagyobb hálózati adatátviteli sebességet, opcionális kiterjesztett ipari működési hőmérséklet-tartományt, PCIe interfészt és valamivel kisebb formatényezőt biztosít. A két modulra nézve közös a MIPS CPU, a memóriakonfiguráció, az ethernet- és USB interfészek száma és elrendezése, illetve az egysávos 802.11b/g/n hálózati modul. A Carambola 2 esetében további natív audiointerfészek is rendelkezésre állnak, és csak az egyik oldalán került beültetésre, ami azt jelenti, hogy a Carambola 2-ről nem feltétlenül ajánlott Limára átállni. A 8Devices szándékosan nem a Carambola 3 nevet adta a Limának, elkerülve az esetleges félreértéseket, miszerint a Lima a Carambola 2 egyenesági utódja lenne. A Lima tehát nem leváltja a Carambola 2-t, hanem kiegészíti a kínálatban.
A Lima főbb jellegzetességei:
- Qualcomm Atheros QCA4531 rendszerchip,
- 24Kc MIPS CPU, 650 MHz órajel-frekvencia, 64 kiB, ill. 32 KiB gyorsítótár utasítások és adat számára,
- 2,4 GHz-es, 2×2 MIMO konfigurációs 802.11b/g/n hálózati vezérlő,
- 21 dBm maximális kimeneti teljesítmény,
- 32 MiB NAND flash-memória és 64 MiB DDR2 RAM (300 MHz),
- 25×35 mm befoglalóméretek,
- 1x USB2.0, 2x ethernet, 1x PCIe-RC interfészek, soros portok, általános célú I/O-k,
- U.FL antennacsatlakozó,
- általános kereskedelmi/ipari és kiterjesztett működési hőmérséklet-tartományú változatok.
A Rambutan
Azok számára, akiknek a Lima vagy a Carambola 2 teljesítménye nem lenne elegendő, és/vagy kétsávos WiFi-t támogató modult szeretnének, vonzóbb alternatívát kínál a 3. ábrán látható Rambutan modul. A Rambutan nemcsak lényegesen több, 128 MiB NAND flash-memóriát és 128 MiB DDR2 RAM-ot tartalmaz, hanem a 720 MHz órajel-frekvencián működő MIPS 74Kc architektúrás központi egysége révén sokkal nagyobb számítási teljesítményt is kínál. A Limához és Carambola 2-höz képest a Rambutan további megkülönböztetésére szolgál a dupla SGMII interfész, aminek segítségével a modul külső gigabites ethernetvezérlővel egészíthető ki, így nem kell már továbbá a maximum 100 Mibit/s adatsebességet nyújtó ethernetinterfészre hagyatkozni, ha az alkalmazás megkívánja. A Rambutan szintén tartalmazza a Limáról ismerős PCIe-RC interfészt, de immár két USB2.0 portot kínál. A 2×2-es MIMO antennakonfiguráció mindkettő, a 2,4 és 5 GHz-es frekvenciasávon is használható, arra azonban tekintettel kell lenni, hogy egy időben csak az egyik frekvenciasáv használható, mindkét sáv csak időosztásos multiplexálással foglalható el.
A komplexebb műszaki tartalom miatt a Rambutan esetében is szükség van az áramköri hordozónál a mélyítés kialakítására, azonban – a Limával ellentétben – itt már sokkal nagyobb, kb. 24×22 mm méretű süllyesztésre van szükség.
A Rambutant eredetileg egy változatban, a QCA9557 típusszámú rendszerchippel tervezték meg, azonban mivel az SoC-t gyártó Qualcomm Atheros ezt az áramkört csak az általános kereskedelmi alkalmazásnak megfelelő működési hőmérséklet-tartománnyal kínálja, megalkotásra került a Rambutanból egy QCA9550-alapú változat is, ami már kompatibilis a kiterjesztett működési hőmérséklet-tartománnyal. A kétféle változat műszaki adatlapjának összehasonlításakor kiderül, hogy valójában fizikailag és funkcionalitásukat tekintve csaknem teljesen azonosak, és a működési hőmérséklet-tartományon túl a QCA9550-alapú változat csak a nagyvállalati WiFi-képességek támogatásában tér el, amely ilyen jellegű felhasználás során hasznos lehet.
A Lima Rambutan jellegzetességei:
- Qualcomm Atheros QCA955x rendszerchip,
- 74Kc MIPS CPU, 720 MHz órajel-frekvencia, 64 kiB, ill. 32 KiB gyorsítótár utasítások és adat számára,
- 2,4/5 GHz-es, 2×2 MIMO konfigurációs 802.11b/g/n hálózati vezérlő,
- 21 dBm maximális kimeneti teljesítmény,
- 128 MiB NAND flash-memória és 128 MiB DDR2 RAM (300 MHz),
- 32×47 mm befoglalóméretek,
- 2x USB2.0, 1x ethernet, 1x SGMII, 1x PCIe-RC interfészek, soros portok, általános célú I/O-k,
- 2x U.FL antennacsatlakozó,
- általános kereskedelmi/ipari (QCA9557 rendszerchip) és kiterjesztett működési hőmérséklet-tartományú (QCA9550) változatok.
A Lima és Rambutan felhasználói számára az OpenWrt továbbra is elérhető, illetve a Linux kernelen felül az olvasó/író fájlrendszer és számos nyíltforrású szoftvercsomag is rendelkezésre áll, csakúgy, mint a VPN, a VoIP, a tűzfal és webes interfész. A 4. ábrán látható fejlesztőkészletek és mintamodulok a disztribúciót végző CODICO-nál elérhetőek.
