Haben die Hersteller von eingebetteten Chips damit begonnen, Module direkt zu vertreiben?

Am 5. November kündigte Texas Instruments (TI) die Einführung des Multiprotokoll-Industriekommunikations-System-on-Module (SoM) TICS100MOD an, das die drei industriellen Ethernet-Protokolle EtherCAT, PROFINET und EtherNet/IP unterstützt und dessen Auslieferung für Ende 2026 geplant ist.

Ein SoM integriert normalerweise Prozessoren, Speicher, Stromversorgungsverwaltung und die erforderlichen Peripherieschaltungen auf einer kleinen Leiterplatte. Kunden können ihr eigenes eingebettetes System aufbauen, indem sie passende Trägerplatinen entwerfen.

In der eingebetteten Branche entwickeln spezialisierte Modulhersteller wie Toradex, Variscite, PhyTec, Tronlong und Mysentech seit langem Kernplatinen auf Basis von Prozessoren von Unternehmen wie TI, NXP, ST und Renesas und bieten Hardwaredesign, Softwareportierung und technischen Support an. Einige Chiphersteller verfügen ebenfalls über eigene SoM-Produkte unter eigener Marke, darunter Microchip und AMD.

Das von TI vorgestellte TICS100MOD zielt hauptsächlich auf die industrielle Kommunikation ab und integriert einen Echtzeit-MCU, einen Ethernet-PHY und die Unterstützung für Industrieprotokolle in einem Modul mit den Abmessungen 30 mm × 18 mm.

SoMs für MPUs sind nichts Neues, aber solche für MCUs sind selten – der MCU von TI ist hier ausgesprochen leistungsstark und komplex.

TI hat die industrielle Kommunikation zu einem Modul gemacht

Das TICS100MOD verwendet den Echtzeit-MCU AM2612 und den Ethernet-PHY DP83826AI von TI, wird mit 3,3 V versorgt, unterstützt SPI- und QSPI-Hostschnittstellen und hat einen Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis 85 °C.

Im Bereich der industriellen Automatisierung gibt es verschiedene Ethernet-Kommunikationsprotokolle. EtherCAT wird hauptsächlich für Anwendungen mit hohen Echtzeitanforderungen wie Bewegungssteuerung eingesetzt, während PROFINET und EtherNet/IP ebenfalls weit verbreitet in industriellen Geräten und Automatisierungssystemen verwendet werden.

Die drei Protokolle unterscheiden sich in Kommunikationsmechanismus, Protokollstack, Echtzeitanforderungen und Ökosystem. Gerätehersteller können je nach dem vom Kunden verwendeten industriellen Steuerungssystem flexibel entsprechende Kommunikationsschnittstellen und Protokollunterstützung anbieten.

Der im Modul verwendete Echtzeit-MCU AM2612 integriert zwei Arm-Cortex-R5F-Kerne sowie PRU-ICSS (Programmierbare Echtzeiteinheit und industrielles Kommunikationssubsystem), um industrielle Ethernet-Kommunikationsaufgaben über dedizierte Echtzeit-Verarbeitungsressourcen auszuführen.

Das TICS100MOD integriert außerdem zwei 100-Mbit/s-Ethernet-PHYs und bietet Industrieprotokollstacks, ein SDK und Entwicklungswerkzeuge.

Das TICS100MOD kann über eine SPI- oder QSPI-Schnittstelle an einen externen MCU oder MPU angeschlossen werden, wobei das Modul die Verarbeitung des industriellen Ethernet-Protokolls übernimmt und der externe Hauptcontroller weiterhin Gerätesteuerung, Datenverarbeitung und Anwendungen ausführt.

TI hat bereits das Entwicklungsboard AM261-SOM-EVM für die Bewertung und Prototypenentwicklung von Echtzeitsteuerungs-MCUs auf den Markt gebracht. Das TICS100MOD konfiguriert Hardware und Protokollsoftware speziell für die industrielle Ethernet-Kommunikation und wird als eigenständiges Modulprodukt für die Integration in Endgeräte angeboten.

Chiphersteller, die selbst SoMs herstellen, sind keine Neuheit

Microchip verfügt bereits über mehrere Serien von SoM-Produkten unter eigener Marke.

2017 stellte Microchip das ATSAMA5D27-SOM1 vor, das auf dem Mikroprozessor SAMA5D2 basiert und Funktionen wie Arm-Cortex-A5-Prozessor, DDR-Speicher, Flash, Ethernet-PHY und Stromversorgungsverwaltung auf einer kleinen Leiterplatte integriert.

Anschließend brachte Microchip Produkte wie das SAM9X60D1G-SOM auf den Markt. Dieses Modul verwendet einen 600-MHz-Arm926EJ-S-Prozessor, integriert 1-Gbit-DDR2-Speicher und ist für industrielle Steuerung, Mensch-Maschine-Schnittstellen und eingebettete Linux-Systeme ausgelegt.

Microchip erweitert seine SoM-Produktlinie außerdem um neue Generationen von MPUs wie den SAMA7D65 und bietet integrierte Lösungen für Prozessoren, Speicher, Stromversorgungsverwaltung und Netzwerkschnittstellen an.

Einige SoMs von Microchip weisen eine für die Oberflächenmontage geeignete Struktur auf, sodass Kunden das Modul über Standard-Bestückungs- und Reflow-Lötverfahren direkt auf ihre Hauptplatine löten können. Microchip bietet außerdem zugehörige Datenblätter, Linux-Unterstützung und Anleitungen für die Produktionsmontage an.

Auch AMD hat die eigene Kria-SoM-Serie unter eigener Marke auf den Markt gebracht.

Das Kria K26 basiert auf dem Zynq-UltraScale+-MPSoC und kombiniert Ressourcen wie Arm-Prozessor, FPGA-programmierbare Logik, DDR4-Speicher und eMMC, hauptsächlich für Anwendungen im Bereich Maschinensehen, Robotik und Edge-KI.

Das Kria K24 zielt hauptsächlich auf Anwendungen in der industriellen Motorsteuerung und digitalen Signalverarbeitung ab und bietet Prozessoren, programmierbare Logik, Speicher und zugehörige Peripherieschaltungen.

Im Bereich der drahtlosen Konnektivität bietet Espressif Systems seit langem gleichzeitig Chips der ESP32-Serie und drahtlose Module an. Beispielsweise integriert das ESP32-S3-WROOM-1 den ESP32-S3-MCU, Flash, HF-Abgleichschaltungen und Antenne, sodass Kunden das Modul direkt für IoT-Endgeräte verwenden können.

Auch Silicon Labs bietet drahtlose Module wie das MGM240S an, die drahtlose SoC, HF-Peripherieschaltungen und Antenne in standardisierten Modulen integrieren und entsprechende Zertifizierungsunterstützung bieten.

Chinesische SoM-Hersteller entwickeln sich bereits seit vielen Jahren

In China werden SoMs üblicherweise als Kernplatinen bezeichnet, und mehrere Unternehmen entwickeln entsprechende Produkte auf Basis verschiedener Prozessorplattformen.

Das in Guangzhou ansässige Unternehmen Tronlong befasst sich hauptsächlich mit der Entwicklung von Kernplatinen, Evaluierungsboards und eingebetteten Systemen für Arm-, DSP- und mehrkernige heterogene Prozessoren und deckt Produkte von TI, NXP, AMD sowie vielen inländischen Prozessorherstellern wie Rockchip und Allwinner ab.

Auf der TI-Plattform bietet Tronlong Kernplatinen auf Basis von Prozessoren wie AM335x, AM437x, AM57x, AM62x, AM62Lx und AM64x sowie einige DSP- und C2000-bezogene Produkte an.

Die Kernplatinen verwenden verschiedene Verbindungsverfahren wie Stiftlöcher und Board-to-Board-Steckverbinder und werden in der industriellen Automatisierung, Energieversorgung, Messgeräten und Kommunikationsgeräten eingesetzt. Tronlong bietet außerdem zugehörige Trägerplatinen, Software-Entwicklungspakete und Unterstützung für die Anwendungsentwicklung an.

Mysentech aus Shenzhen ist ebenfalls ein repräsentativer Hersteller von Kernplatinen in China.

Mysentech hat verschiedene Kernplatinen auf Basis von Prozessorplattformen wie TI, NXP, ST und Renesas entwickelt und deckt gleichzeitig inländische Chip-Plattformen wie Rockchip, Allwinner und Semidrive ab.

Beispielsweise hat Mysentech die Kernplatine MYC-YM62X auf Basis von TI AM62x entwickelt, die Arm-Cortex-A53-Prozessor, Speicher und Peripherieschaltungen integriert und hauptsächlich für Anwendungen in der industriellen Steuerung, dem IoT und Mensch-Maschine-Schnittstellen ausgelegt ist.

Feiling Embedded bietet ebenfalls eine Vielzahl von Kernplatinen für Arm-Prozessoren an, deckt NXP-, TI-, Renesas- und inländische Prozessorplattformen ab und bietet Softwareunterstützung für Systeme wie Linux und Android.

Das in Guangzhou ansässige Unternehmen ZLG bietet Kernplatinen, Industrie-Steuerplatinen und zugehörige Entwicklungswerkzeuge für industrielle eingebettete Anwendungen an, die Bereiche wie industrielle Kommunikation, Datenerfassung und Edge-Computing abdecken.

ALIENTEK hat ebenfalls Kernplatinen und Entwicklungskits auf Basis von Prozessoren wie STM32, NXP und TI auf den Markt gebracht und bietet entsprechende Entwicklungsdokumentation und Softwareunterstützung an.

TI arbeitet weiterhin mit Drittanbietern von SoMs zusammen

Am 14. April 2026 gab TI bekannt, dass es mit drei chinesischen Unternehmen – Tronlong, Mysentech und ALIENTEK – an SoM-Kooperationen für den AM62L-Prozessor arbeitet.

AM62L ist eine von TI eingeführte Prozessorserie für kostensensitive eingebettete Anwendungen mit Arm-Cortex-A53-Architektur, hauptsächlich ausgelegt für industrielle Steuerung, Mensch-Maschine-Schnittstellen und eingebettete Linux-Geräte.