独立计算机系统的聚合器概述

描述

我已经建议可以将智能手机视为聚合器的典型代表,因此我将从那里开始描述聚合器的组件。聚合器的最简单描述是它是一个独立的计算机系统。它有:

计算机系统

电源管理系统

记忆系统

通讯系统

聚合器是一个独立的系统,但它也可以是更大系统中的子系统。

聚合器可以使用带有分立元件的印刷电路板 (PCB) 设计,或者采用模块上系统 (SOM)、封装系统 (SiP) 或片上系统 (SoC) 的形式。通常,决定采用哪种形式取决于尺寸和灵活性限制,而不是成本和性能限制。我已经包含了几个数字来帮助描述聚合器的外观。第一个,图 1,是聚合器的典型框图。

处理器

【图1 | 聚合器的典型框图。]

第二个,图 2,是一个基于 PCB 的处理器系统,可以很容易地用作聚合器。 该 PCB 是 BeagleBoard.org Pocket Beagle。它是一款小巧但完整的开源“USB 钥匙扣计算机”。它基于带有来自德州仪器的微处理器 AM3358 的 SiP 设备。

处理器

【图2 | 带有 21 毫米 SiP 处理器系统的 PocketBeagle。]

里面是什么?图 3 展示了两个具有 ARM A8 电源管理和 DRAM 的 SiP 设备。两者中较大的一个采用 27x27 mm 封装,采用 400 球 BGA,球间距为 1.27 mm。两者中较小的一个采用 21x21 mm 封装,具有 256 BGA,球间距为 1.27 mm。两个 SiP 器件中较小的一个除了较大的组件外,在右下角还有一个小的 EEPROM 芯片。

处理器

【图3 | 基于 27 毫米和 21 毫米 ARM 的 SiP 的比较。]

在图 3 所示的两个版本中,都包含聚合器的主要组件:

处理器(两个设备的右上角)

内存(DDR3 在两个设备的左上角)

电源管理(分别为左下和右下)

使其全部工作所需的无源设备(分散在两个设备中)

连接到系统其余部分的球栅阵列(未显示,因为它位于基板的背面)

对于这两款设备,处理器是德州仪器基于 1 GHz ARM Cortex A8 的 SoC,AM3358。它是裸片形式并通过引线键合到基板上。包括各种外围设备、输入、输出和通信协议。存储设备是标准 DDR3 封装设备。电源管理 (PMIC) 是德州仪器 (Texas Instruments) 的一种。

正如技术使我们能够减少聚合器的占用空间(如图 2 所示)一样,它还将使我们能够减少其组件的占用空间。我们距离实现整个聚合器系统将适合图 3 中所示设备之一大小的封装并不遥远。随着我们学会提高电源效率和无线通信,我们将能够进一步缩小系统。

审核编辑:郭婷

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