SoM Quectel com Snapdragon™ e Android/Linux – 4G/WiFi/BT/GNSS e Interfaces gráficas embarcadas

SoM Quectel

É comum que produtos M2M e IoT trabalhem em cima de uma arquitetura que compreende processador, memória, portas de comunicação, sensores e por fim, os módulos de comunicação sem fio. Embora os módulos de comunicação tenham sido, e ainda sejam, um dos principais blocos na construção de qualquer dispositivo IoT, eles costumavam estar localizados na borda da placa. O conceito de Smart Module está mudando de forma revolucionária essa abordagem, trazendo o módulo como o principal componente da placa.

O Smart Module tem como principal objetivo simplificar o projeto da PCB, reduzindo muito o tempo de desenvolvimento e time-to-market devido à completa integração software-hardware, reduz também os circuitos associados ao processador, reduzindo o tamanho, peso e custo total da solução. Ele reduz de maneira significativa o risco atrelado ao desenvolvimento quando utilizado soluções discretas (processador + memória + módulo) utilizando uma solução integrada, confiável, escalável e rigorosamente testada e certificada. Sendo estes últimos pontos essenciais quando pensamos na entrega de um produto ao mercado.

A série Smart Modules é a nova geração de módulos multimodo da Quectel com diversas opções de conectividade, como Wi-Fi, BT, LTE Cat 4 e LTE Cat 6. Ele contém algumas variantes com sistema operacional Android integrado, para serem utilizados de acordo com a região de aplicação, com base nas frequências e versão apenas com Wi-Fi e BT, excluindo a tecnologia celular. Além disso, ele contém também variantes com sistema operacional Yocto Linux integrado, para aplicações puramente baseadas em Sistema Operacional Linux.

Os módulos Smarts são todos baseados nos processadores Snapdragon da Qualcomm, com a linha de entrada, o SC20, com o chipset MSM8909, pertencendo à família Snapdragon 210, até aos mais avançados com o Snapgragon 845.

A solução Smart da Quectel apresenta a vantagem de uma aplicação similar à SoM (System on Module), onde há a integração completa de interfaces de hardware, processamento e sistema operacional embarcado e integração entre Software e Hardware. A imagem abaixo ilustra as aplicações atuais e solução Smart.

Quectel Smart Module comparada a soluções de uso geral

As soluções atuais necessitam um processador externo com Sistema Operacional, com integração aos periféricos e um módulo celular (2G/3G/4G) à parte sendo integrado via USB/SPI/UART. Já com os módulos Quectel, todas a interfaces já estão internas no módulo. O Snapdragon é integrado ao modem, e o sistema operacional faz a “ponte” entre o processador, modem e interfaces de hardware.

A imagem abaixo ilustra as camadas e estruturas do software, linkados ao SDK da Quectel.

Camadas e estruturas do software
  • Linux Kernel – camada essencial do Sistema Operacional, controlando e gerenciando todo o hardware e processos executados pela aplicação;
  • Hardware abstraction layer (HAL) – A Camada de Abstração de Hardware é responsável pelas interfaces e integração das APIs das interfaces de hardware sobre o Kernel;
  • Libs – Camada onde reside as bibliotecas nativas do sistema;
  • Camadas de Aplicações – responsáveis pelas execuções dos aplicativos e condições para que estes sejam executados. Gerenciam e executam aplicações internas, do SDK, e externas, provenientes do desenvolvimento de terceiros.

Sobre a estrutura de hardware, os módulos Smart têm em sua composição todo o gerenciamento de potência e alimentação (PMU), sendo responsável pela alimentação geral do sistema e periféricos, Power ON/OFF e carregamento de bateria. O transceiver fica responsável pelo gerenciamento do sistema de radiofrequência, com todos os componentes de periferia, como filtros SAW, Amplificadores para antenas GNSS e circuitos de antenas. O BB (BaseBand) é onde reside a inteligência do módulo, com o Snapdragon como base, disponibilizando as interfaces, integração e gerenciamento de todos os periféricos.

Módulo Smart Quectel SC20

Apresentando o módulo Smart SC20, é o módulo Linux/Android Quectel de entrada, oferece taxas máximas de dados de downlink de até 150 Mbps e uplink de 50 Mbps com base na rede LTE categoria 4 e suporta comunicação sem fio via WiFi 802.11a/b/g/n e BT 4.2 LE. É uma solução ideal para aplicações industriais e públicas, que requerem altas taxas de dados e acesso à Internet de alta velocidade. O módulo SC20 é compatível também com as redes EDGE e GSM/GPRS existentes, garantindo a conexão mesmo em áreas remotas sem cobertura 3G ou 4G.

SoM Quectel
Módulo Smart Quectel SC20

O módulo da série SC20 oferece suporte à tecnologia RF de múltiplas entradas e saídas múltiplas (MIMO). O uso das antenas RF combinadas (ANT_Main e ANT_Div) ao mesmo tempo e na mesma frequência minimiza os erros e otimiza a velocidade dos dados, dando maior taxa de dados, principalmente no 4G. O módulo também combina com receptor GNSS com multi-constelação embutida (GPS, GLONASS, Galileo e BeiDou) para posicionamento.

Um rico conjunto de interfaces (como LCM, câmera, touch panel, MIC, SPK, UART, USB, I2C) estendem a aplicabilidade do módulo a uma ampla gama de aplicativos M2M, como MID (mobile Internet device), PND, POS, roteador, soluções para veículos, smartphones, sinalização digital, segurança e PDA industrial.

Principais vantagens do SC20

  • Integração de sistema operacional Android ou Yocto Linux OS, Wi-Fi, Bluetooth e GNSS
  • Cobertura mundial LTE, UMTS/HSPA+ e GSM / GPRS / EDGE
  • A tecnologia MIMO atende às demandas de taxa de dados e confiabilidade de link em sistemas de comunicação sem fio de modem
  • Receptor GNSS multi-constelação disponível para aplicações que requerem posicionamento rápidos e precisos em qualquer ambiente
  • O encapsulamento LCC+LGA garante excelente montagem em linha de produção
  • Versão exclusiva para o Brasil e América Latina (-AU)
  • Versão dedicada sem celular, somente com WiFi e BT (-W)

Especificações do SC20

  • Sistema Operacional Android ou Linux
  • Conexão celular: 2G/3G/4G multi frequências, LTE FDD: Max 150Mbps (DL) /Max 50Mbps (UL)
  • WLAN: 2.4G/5G, 802.11 a/b/g/n
  • Bluetooth: BT2.1+EDR/3.0/4.1/4.2LE
  • GNSS: GPS/GLONASS/BeiDou
  • Áudio: HR/FR/EFR/AMR/AMR-WB, VoLTE, MP3, AAC+, eAAC, AMR-NB, -WB, G.711, WMA 9/10 Pro
  • Vídeo: Encode: 30fps 720P (H.264), 30fps WVGA (MPEG-4/VP8); Decode: 30fps 1080P (H.264/MPEG-4/VP8/H.265 DivX4/5/6), 30fps WVGA (H.263)
  • Interfaces: LCD, Câmera, Touch Panel, Áudio analógico, USB 2.0, UART, SD Card, Dual-SIM, I2C, ADC, SPI, GPIO (>20), PWM, Drive de Motor, Keypad, Antena (GNSS, WiFi/BT e MIMO para celular)
  • Alimentação: 3.5 – 4.2V, 3.8V tip.
  • Memoria: 8GB eMMC+1GB LPDDR3 – 16GB eMMC+2GB LPDDR3
  • Dimensões: 40.5mm × 40.5mm × 2.8mm
  • Homologado na Anatel

Kit de Desenvolvimento para o SC20

Visando uma melhor integração e desenvolvimento dos módulos Smart, contamos também com um kit de desenvolvimento para os módulos SC20, nele temos todas as interfaces disponíveis no módulo para uma aplicação direta.

Kit de Desenvolvimento para o Quectel SC20

A Smart-EVB dispõe de um conjunto LCM (LCD 720P + Touch Panel) para aplicações gráficas, todo o sistema de áudio incluindo Alto-falantes e microfones, duas câmeras (8MP + 2MP), Carregamento de bateria, conectores para antenas, SIM e SD Card, motor, LEDs e Flashlights, sensor de proximidade, G-Sensor e Gyro, além de test points para os GPIOs e circuito de alimentação, como demonstrado na disposição abaixo:

Para maiores informações sobre a linha Smart da Quectel, acesse: https://www.quectel.com/product/list/SmartIoTModule.htm

Para maiores informações sobre o SC20, acesse: https://www.quectel.com/product/sc20.htm

Sobre a Quectel

A Quectel é o fornecedor líder global de módulos celulares e GNSS, com um amplo portfólio de produtos que cobre as tecnologias sem fio mais recentes como 5G, 4G LTE/LTE-A, NB-IoT/CAT-M, 3G UMTS/HSPA(+), 2G GSM/GPRS e GNSS. Como desenvolvedora de tecnologia IoT e fornecedora de módulos celular, a Quectel é capaz de fornecer serviços completos para módulos celulares IoT e M2M. Os produtos da Quectel têm sido amplamente aplicados nos campos de IoT/M2M, incluindo segmento de pagamentos inteligente, telemática e transporte, energia, cidades inteligentes, segurança, gateways sem fio, indústria, saúde, agricultura e monitoramento ambiental.

Para mais informações, entre em contato conosco através do e-mail [email protected]

(*) este post foi patrocinado pela QUECTEL.

Licença Creative Commons Esta obra está licenciada com uma Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 4.0 Internacional.

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