در بسیاری از پروژه‌های صنعتی، نیاز به سیستمی وجود دارد که بتواند به صورت همزمان وظایفی نظیر اجرای رابط کاربری گرافیکی، کنترل ورودی و خروجی‌ها، مدیریت سنسورها، پردازش بلادرنگ و ارتباط با تجهیزات صنعتی را انجام دهد. با توجه به تکرار این نیازها در پروژه‌های مختلف، تصمیم گرفته شد یک پلتفرم سخت‌افزاری و نرم‌افزاری مشترک طراحی شود که به عنوان هسته اصلی پروژه‌های آینده مورد استفاده قرار گیرد.

نتیجه این فرآیند، طراحی یک برد Embedded صنعتی با قابلیت عملکرد همزمان به عنوان HMI و PLC بود که امروزه در بخش قابل توجهی از پروژه‌های راتین مدار آریا مورد استفاده قرار گرفته و همچنین توسط تیم‌های دیگر جهت توسعه پروژه‌های صنعتی سفارشی‌سازی شده است.
‌

 معماری و قابلیت‌های پلتفرم 

این پلتفرم بر پایه میکروکنترلرهای پرقدرت خانواده STM32H7 طراحی شده و با تمرکز بر عملکرد Real-Time، پایداری صنعتی و توسعه‌پذیری ساخته شده است.

معماری سیستم به گونه‌ای طراحی شده که بتواند به صورت همزمان موارد زیر را مدیریت کند:

• اجرای رابط کاربری گرافیکی پیشرفته
• کنترل ورودی و خروجی‌های صنعتی
• ارتباط با سنسورها و تجهیزات جانبی
• مدیریت پروتکل‌های ارتباطی صنعتی
• پردازش همزمان چندین Task مبتنی بر Real-Time
• اجرای پروژه‌های ترکیبی HMI + PLC روی یک سخت‌افزار واحد

‌

 رابط کاربری و پردازش گرافیکی 

برد قابلیت راه‌اندازی نمایشگرهای TFT RGB با رابط 16 بیتی را در ابعاد 3.5 تا 10.1 اینچ فراهم می‌کند و از LCDهای 40 پین و 50 پین پشتیبانی می‌کند.

همچنین امکان استفاده از تاچ خازنی 6 پین با فلت‌های 0.5 و 1 میلی‌متری در طراحی در نظر گرفته شده تا در پروژه‌های مختلف محدودیتی از نظر انتخاب پنل وجود نداشته باشد.

رابط کاربری سیستم با استفاده از TouchGFX توسعه داده شده و مدیریت پردازش‌های همزمان توسط FreeRTOS انجام می‌شود.

جهت دستیابی به اجرای روان رابط کاربری و جلوگیری از افت فریم یا کندی در نمایش تصاویر و انیمیشن‌ها، از حافظه خارجی SDRAM با ظرفیت 256Mb استفاده شده است.

‌

 حافظه و ذخیره‌سازی 

برای ذخیره تصاویر، فایل‌های گرافیکی و محتوای رابط کاربری، حافظه NOR Flash با ظرفیت 32MB در نظر گرفته شده که از طریق رابط پرسرعت Quad SPI با سیستم در ارتباط است. این ساختار امکان اجرای سریع تصاویر و محتوای گرافیکی را بدون فشار به حافظه داخلی میکروکنترلر فراهم می‌کند.

همچنین یک حافظه EEPROM مستقل جهت ذخیره تنظیمات و پارامترهای کاربر روی برد قرار گرفته است.

‌

 ارتباطات صنعتی و I/O 

این پلتفرم با هدف استفاده در پروژه‌های صنعتی طراحی شده و از پروتکل‌ها و رابط‌های ارتباطی مختلف پشتیبانی می‌کند، از جمله:

• CAN Bus
• UART
• MAX488
• GPIOهای صنعتی
• ورودی کلیدها و LEDهای کاربری

وجود 24 ورودی/خروجی عمومی روی برد باعث شده این پلتفرم در بسیاری از پروژه‌ها به عنوان core board بر روی برد اصلی به کار برود.

‌

 طراحی صنعتی و ابعاد 

در کنار توان پردازشی بالا، طراحی برد با تمرکز بر ابعاد فشرده و قابلیت استفاده در تابلوهای صنعتی انجام شده است. ابعاد نهایی برد برابر با 46×68 میلی‌متر بوده و با وجود امکانات گسترده، فضای کمی را اشغال می‌کند.

همچنین در طراحی سخت‌افزار، ملاحظات مربوط به نویزپذیری، پایداری تغذیه، توسعه‌پذیری و استفاده بلندمدت در محیط‌های صنعتی در نظر گرفته شده است.

‌

 کاربرد در پروژه‌های صنعتی 

این پلتفرم تاکنون در پروژه‌های متعددی از جمله سیستم‌های اتوماسیون صنعتی، تجهیزات پزشکی، کنترلرهای هوشمند، HMIهای صنعتی، سیستم‌های مانیتورینگ و تجهیزات Real-Time مورد استفاده قرار گرفته و به عنوان Core Board مشترک بسیاری از محصولات توسعه‌یافته توسط راتین مدار آریا شناخته می‌شود.