Par Claus Giebert, Responsable Développement Commercial, Advantech

Il est prouvé qu’un développement d’application et une mise sur le marché plus rapides apportent une valeur commerciale significative, mais seulement si la qualité est au rendez-vous. C’est là que les technologies les plus récentes, et notamment les produits COM (Computer-On-Module, ou ordinateur sur module), permettent de donner un véritable coup de pouce aux applications

Les solutions COM comprennent un processeur, un chipset, un refroidisseur, un radiateur, une mémoire, une mémoire ECC, un amorçage sécurisé et des périphériques, le tout réuni dans un seul module, ce qui facilite considérablement la vie des développeurs et leur fait gagner un temps précieux, dans des secteurs comme l’industrie, la médecine, le commerce de détail et la logistique.

Il existe de nombreuses raisons de vouloir accélérer le développement des applications, en particulier la possibilité d’obtenir une rentabilité plus rapide. En outre, le fait d’arriver sur le marché avant ses principaux concurrents représente un avantage commercial majeur, tandis qu’un retour d’information précoce offre un avantage commercial supplémentaire aux concepteurs.

Réaliser de tels gains de compétitivité sera encore plus vital dans les 12 mois à venir, lorsque certaines grandes tendances industrielles comme l’intelligence artificielle (IA) et l’Internet des objets (IoT pour Internet of Things) vont continuer à se développer, sous l’effet de la demande toujours plus forte de performance de calcul.

Large champ d’application

Les applications sont nombreuses et variées, mais comprennent notamment les plateformes Edge computing à haut débit de données, capables de répondre à la demande de déploiement croissante de communications 5G. En fait, quasiment toutes les applications qui nécessitent une bonne autonomie, une bande passante importante et une latence ultra-faible, vont bénéficier de la technologie COM.

La vision artificielle est un autre secteur d’intérêt, dans lequel l’IA est de plus en plus sollicitée pour une forme quelconque de contrôle qualité ou de vérification, comme la reconnaissance automatique des plaques d’immatriculation ou le diagnostic automatisé dans le secteur médical. Les applications pour développer des cadres d’apprentissage profond (Deep Learning) gagnent également en popularité.

Un autre facteur en jeu est la pandémie de COVID-19 et la profonde récession économique qu’elle laisse derrière elle. Pour survivre, l’industrie doit innover. La technologie d’avant-garde COM permet d’accélérer le processus d’innovation, notamment lorsqu’elle est soutenue par des services de conception complets. Et bien que le niveau et le type d’assistance fournie dépendent de chaque application, un spécialiste COM pourra proposer un certain nombre de compétences de base, notamment sur les plateformes courantes pour processeurs 45 W dernière génération, et des solutions de refroidissement permettant de maîtriser les aspects thermiques.

D’autres compétences concernent les solutions à distance pour la gestion des dispositifs. Une technologie d’interface simple à utiliser facilite la prise en charge, la visualisation, l’utilisation et la gestion des dispositifs IoT industriels. Les utilisateurs peuvent surveiller l’état de santé des dispositifs, prendre des mesures en temps réel pour les mettre en marche ou les arrêter, diagnostiquer les problèmes, et même envoyer des mises à jour de logiciels et de micrologiciels par voie hertzienne (OTA pour Over-The-Air), sur site ou à distance, et à grande échelle.

Bien entendu, les utilisateurs de COM sont de plus en plus nombreux à rechercher des solutions offrant des performances de calcul supérieures, pour faire face aux traitements multitâches et aux transmissions massives de données d’applications IoT. A cet égard, les nouveaux modules serveurs dotés d’E/S plus rapides, de plus de mémoire vive et de la technologie COM, permettent à la puissance de calcul de faire un bond en avant.

Les applications stratégiques sont une autre compétence de base. Pour les radars militaires ou les stimulateurs cardiaques, par exemple, seule l’électronique la plus fiable permet d’assurer un service ininterrompu. Un spécialiste COM de confiance doit posséder la certification IPC-A-601G Classe 3, qui garantit son aptitude à répondre aux besoins stratégiques.

Souplesse intrinsèque

Étant donné que l’architecture COM fournit diverses spécifications standard dans différents formats et avec différents brochages, elle permet non seulement aux clients de choisir une solution adaptée à leur application, mais aussi de gagner un temps de développement précieux. Les partenaires qui doivent respecter toute une série d’exigences produit, tout en minimisant les efforts de développement et le délai de mise sur le marché, ont intérêt à envisager une stratégie COM. En bref, l’approche de conception modulaire COM libère les concepteurs de toutes les complexités liées à la conception de systèmes ou de sous-systèmes CPU.

Les plateformes Intel® Mobile Core™ constituent un bon point de départ pour satisfaire des besoins de calcul importants. Advantech constate actuellement une forte demande pour les processeurs Intel® Whiskey Lake-U et Intel® Coffee Lake-H, qui servent de plateformes aux séries COM Express de modules Compact et Basic de la société. En 2020, le SOM-6882 s’est extrêmement bien vendu pour les applications médicales, contribuant ainsi à protéger de nombreuses personnes du COVID-19.

Bien entendu, cette puissance de calcul élevée n’est pas gratuite, ce qui implique un compromis inévitable généralement lié à l’échauffement et au bruit. Par conséquent, une solution efficace de refroidissement silencieux est nécessaire.

Pour ceux qui recherchent un tel dispositif, envisagez des produits donnant accès à la pleine puissance (100%) de la CPU sans restriction, comme le QFCS Advantech. Grâce à son radiateur de refroidissement perfectionné, une solution de cette nature peut tourner avec une puissance de 45 W pour la CPU et une température d’air ambiant pouvant atteindre 60°C. En termes de bruit, un système de refroidissement bien conçu ne doit pas dépasser 45 dB à 4 300 t/mn, ce qui correspond à la vitesse de rotation maximale de ventilateurs de CPU typiques.

Plateformes de puissance inférieure

Bien sûr, les performances ne sont pas tout. Pour certaines applications, la dissipation thermique, le refroidissement ou l’encombrement peuvent être nettement plus importants. Il est donc essentiel d’avoir accès à une série de plateformes dédiées de faible puissance, en particulier à des modèles optimisés pour les applications où chaque watt compte.

Un autre domaine important est celui des ordinateurs SMARC 2.0. Pour accélérer l’élaboration d’applications SMARC 2.0, l’utilisation d’un kit de développement prêt à l’emploi permet de gagner beaucoup de temps et d’efforts. Un tel kit doit comprendre un écran, une carte support, des radiateurs, une alimentation et tous les câbles nécessaires. Un kit comme le SOM-DK2569 d’Advantech comprend également une licence de démonstration du logiciel IoT Wise-Paas/DeviceOn, qui permet de surveiller et de gérer des centaines voire des milliers de dispositifs dans l’usine, et aussi d’effectuer des mises à jour OTA (over-the-air) du logiciel et du BIOS, ce qui en fait un outil idéal pour les développeurs de bras robotiques ou d’AGV (véhicules auto-guidés).

Dans certains cas, les solutions basse ou moyenne performance ne suffisent pas, ce qui implique de passer à des solutions COM de classe serveur, dotés de plusieurs cœurs et d’une grande capacité mémoire. De tels COM offrent aux développeurs une grande capacité de traitement, une large bande passante réseau, une échelonnabilité, un déploiement facile, une faible latence, et une utilisation potentielle sur des plateformes de gestion à distance.

Si des performances stratégiques sont requises dans des environnements opérationnels difficiles, comme dans le cas d’applications pour équipements de test, ou encore le transport et la défense, une conception COM durcie et robuste est nécessaire, en plus de certaines caractéristiques comme de la mémoire soudée, des SO-DIMM, un stockage de masse embarqué et un vernis de tropicalisation.

Soutien à l’innovation

Tout comme l’innovation produit, l’excellence de conception des OCM et le soutien à la fabrication sont primordiaux. Un bon moyen d’accélérer le développement de l’application et sa mise sur le marché est de rechercher un partenaire technologique capable de fournir un service complet de conception de cartes supports conformément aux spécifications du client, et d’aider ce dernier à passer à la phase d’assurance qualité et aux tests.

En ce qui concerne les tests, il sera intéressant de faire appel à un fournisseur disposant d’installations complètes en interne. Par exemple, le fait d’avoir accès à une chambre HALT (Highly Accelerated Life Test) pour les tests de vieillissement accéléré garantit que les produits résisteront aux exigences de l’application, non seulement pendant les six premiers mois ou les deux premières années, mais aussi pendant toute leur durée de vie, ce qui constitue un atout majeur pour réduire le délai de mise sur le marché.

Au bout du compte, choisir de travailler avec un spécialiste disposant d’une équipe d’experts, de solutions produits et de ressources de fabrication et de test, permettra aux concepteurs d’arriver sur le marché plus rapidement (sans compromettre la qualité) et de démarrer la production en série sans problème. À une époque où les écarts de coûts sont réduits au minimum, il faut trouver d’autres moyens de gagner en compétitivité. L’utilisation de solutions COM, associée aux meilleures pratiques de conception et d’aide à la production, constitue donc un moyen de plus en plus populaire de progresser.

A propos d’Advantech

La vision d’entreprise d’Advantech est de donner naissance à une planète intelligente (« Enable an Intelligent Planet » en anglais). La société est un leader mondial dans le domaine des systèmes IoT intelligents et des plateformes embarquées. Afin de s’adapter aux tendances de l’IoT, du Big data et de l’intelligence artificielle, Advantech promeut des solutions matérielles et logicielles s’appuyant sur l’intelligence périphérique WISE-PaaS, pour aider ses partenaires commerciaux et ses clients à connecter leurs chaînes industrielles. Advantech travaille également avec plusieurs partenaires commerciaux pour co-développer des écosystèmes capables d’atteindre plus rapidement l’objectif d’intelligence industrielle. (www.advantech.com)