地中レーダー用i.MX 8M Plus SMARC SoM


地中レーダー(GPR)は、レーダーパルスを使用して、土、岩、コンクリート、木材、水などの物質中の物体や地下構造物の位置などの高解像度の地下情報を提供する非破壊イメージング技術である。

GPRは、地中にレーダー波を放射することで地下埋設物の位置を特定する。受信した信号の強度と遅延に応じて、GRPは現場でリアルタイムの全体像を作成し、掘削、建設、設置の前に関心のあるターゲットをピンポイントで特定します。

地中貫通型レーダーシステムの大手メーカーから、迅速なプロトタイピングを可能にするLINUXボードサポートパッケージを備えた産業グレードのシステム・オン・モジュールと開発キットの要件について、アイウェーブに問い合わせがありました。システム・オン・モジュールには、さまざまな通信インターフェースと、高精度測位およびマッピング用のGNSSモジュールが搭載されている必要があります。

設計を実施する上での主な課題

  • ハイパフォーマンス・コンピューティングのためのヘテロジニアス・プロセッサ
  • オンボードGNSSサポート
  • 幅広いセンサーモダリティとのインターフェース能力
  • LINUX BSPサポート
  • 加工プラットフォームの生産リードタイムが短い

ソリューションのハイライト
iWave社は、NXPi.MX 8M Plus SMARCシステム・オン・モジュールを使用して、地上貫通型レーダー・システムを開発することを提案しました。i.MX 8M Plus SoMと開発キットにより、高性能で拡張性があり、コストを最適化したレーダー用ソリューションの評価と開発が可能になります。

i.MX 8M Plus SMARCシステム・オン・モジュールの主な特長

  • i.MX 8M Plus SMARCシステム・オン・モジュール
  • クアッドCortex-A53コア 最大1.8GHz
  • シングルCortex-M7コア@800MHz
  • 10/100/1000イーサネット
  • PCIe M.2キーBインターフェイス
  • GNSS受信モジュール
  • Wi-Fi 802.1 ac、BLE 5.0
  • Linux 5.4.70
  • -40°C ~ +85°C 工業用グレード

iWaveが提供するi.MX 8M Plus開発キットとソフトウェア・ボード・サポート・パッケージは、設計サイクルに関わるいくつかの複雑な作業を軽減することで、チームがプロジェクトを迅速に開始するのに役立ちました。i.MX 8M Plusアプリケーション・プロセッサは、最大周波数1.8GHzで動作するマルチコアARM Cortex-A53プロセッサ、リアルタイム制御用のCortex-M7、DRAMとインラインECCによる高い産業用信頼性を備えています。

異なるインターフェース規格への準拠は、センサーのインターフェースと処理における重要な課題である。

  • i.MX 8M Plus SoMは、MIPI、USB 3.0、GigE、PCIeなどの高速インターフェースをサポートし、RADARやLiDARなどの高帯域幅センサーをサポートします。
  • センサーのインターフェースと処理は、CAN、SPI、I2Cなどの標準を使用する低帯域幅センサーとのインターフェースにも必要となる。

地中レーダーでは、処理エレメント間の効率的な通信を確立することが重要である。

  • ハードウェアでサポートされる高速PCIe v3.0インターフェースとギガビット・イーサネットは、プロセッシング・エレメント間のポイント・ツー・ポイント通信を提供します。
  • i.MX 8M Plus SoMは、Wi-FiとBTオプションもサポートしており、外部システムに接続して現場から直接レポートを送信できます。

現場地図の強力な鳥瞰図を提供するため、SoMは位置精度を最大限に高めるGNSSモジュールを組み込んでいます。GPSから得られたデータは、後処理ソフトウェアを使ってダイナミックなビジュアルマップに変換され、現場に関する高精度の地理情報が得られます。この情報は、設置やメンテナンスのプロジェクトで将来参照するために保存することが可能です。

統合されたイメージシグナルプロセッサ(ISP)は、地中レーダー画像をリアルタイムで解釈するための高度な画像処理技術を提供します。生のGPR画像は、照明や環境条件の不足により、ぼやけやノイズを持つことがあります。画像処理技術を使用することで、GPRで得られた画像の品質を向上させることができます。

データの記録と表示に使用される頑丈なディスプレイ・ユニットは、タッチスクリーンやジェスチャー入力に正確に反応しなければならない。これらのディスプレイ・ユニットには、有線および無線接続オプションと、機密情報とデータを保護するセキュリティが必要です。i.MX 8M Plus SoMは、これらの主要機能を開発する機能を提供します。

システム・オン・モジュールに上記の設計と考慮事項が組み込まれているため、顧客は製品のコアコンピタンスと機能に集中することができ、開発コストを削減しながら市場投入までの時間を短縮することができる。

顧客はまた、製品の長寿命化を約束するSoMパートナーを必要としていた。数年後のシステム・オン・モジュールの供給需要を見据え、アイウェーブは最低10年の製品寿命を持つ強力なサプライチェーンを顧客に保証する。したがって、製品設計者は、製品の陳腐化を心配することなく、設計に専念することができる。

詳細はmktg@iwavesystems.com。

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