SMARC 2.1.1 和 SMARC 2.2 的区别
SMARC 2.1.1 和 SMARC 2.2 是 SMARC(Smart Mobility ARChitecture)嵌入式计算机模块标准相继的两个版本。SMARC 2.2 是 SMARC 2.1.1 的演进版本,旨在支持更新、功能更强大的处理器技术,同时保持高度的向后兼容性。
以下是它们之间的主要区别,我将用一个清晰的表格和详细说明来展示:
主要区别概览
| 特性 | SMARC 2.1.1 | SMARC 2.2 | 变化说明 |
|---|---|---|---|
| 发布年份 | 2020年 | 2025年 | 为适应新一代处理器而更新。 |
| PCI Express | 最多 1x PCIe x4 或 2x PCIe x1 | 最多 2x PCIe x4 或 1x PCIe x4 + 2x PCIe x2 | 关键区别。SMARC 2.2 大幅提升了 PCIe 通道的配置灵活性,支持更多高速外设。 |
| 显示接口 | - 2x 24-bit LVDS - 1x DDI (eDP/DP/HDMI) - 1x MIPI-DSI (可选) | - 原生移除 LVDS - 2x DDI (可配置为 eDP/DP/HDMI) - 1x MIPI-DSI (强制) | 反映了显示技术的趋势,从传统的 LVDS 转向更现代的 eDP 和 MIPI-DSI。 |
| USB | 4x USB (2.0/3.0) | 6x USB (至少 2x USB 3.0) | 增加了 USB 端口数量,以满足更多外设需求。 |
| 存储 | 1x SATA, 1x SD/eMMC | 1x SATA, 1x eMMC (专用) | 明确了 eMMC 的专用引脚,简化了设计。 |
| 电源管理 | 基于 ACPI | 基于 ACPI,但对现代 SoC 的电源状态支持更好。 | 优化了对新一代低功耗处理器的支持。 |
| 安全性 | 基础支持 | 增强了 TPM(可信平台模块)和 Secure Boot 的支持。 | 适应日益增长的安全需求。 |
| 引脚兼容性 | - | 保持机械和电气兼容 | 极其重要:为 SMARC 2.1.1 设计的载板通常可以直接使用 SMARC 2.2 模块,但可能无法使用所有新功能。 |
详细说明
1. PCI Express 的增强(最显著的差异)
这是 SMARC 2.2 最核心的升级。
SMARC 2.1.1: 提供一组 PCIe x4 通道,或者可以拆分为两组 PCIe x1 通道。这在当时是足够的,但对于需要多个高速接口(如多个千兆网卡、NVMe SSD、高速图像采集卡)的应用来说,带宽和端口数量可能成为瓶颈。
SMARC 2.2: 提供了两套独立的 PCIe x4 通道配置。这意味着模块可以同时提供:
两个 PCIe x4 接口,或者
一个 PCIe x4 接口加两个 PCIe x2 接口。
这种灵活性使得设计者可以同时连接两个高速设备(例如一个NVMe SSD和一个万兆网卡),而无需在载板上使用PCIe交换机,从而降低了系统复杂性和成本。
2. 显示接口的现代化
这反映了嵌入式市场从传统显示接口向现代接口的转变。
SMARC 2.1.1: 仍然保留了两路 24-bit LVDS 接口,这是为了兼容当时仍在使用的旧款面板。同时,它提供了一个 DDI(数字显示接口,可配置为 eDP、DP 或 HDMI)和一个可选的 MIPI-DSI。
SMARC 2.2: 直接移除了 LVDS 接口。取而代之的是:
两个完整的 DDI 接口:每个都可以独立配置为 eDP、DP 或 HDMI。这支持连接两个高分辨率显示器。
一个强制性的 MIPI-DSI 接口:由于智能手机和平板电脑的普及,MIPI-DSI 已成为小型、低功耗显示屏的主流接口,SMARC 2.2 将其定为标准配置。
3. USB 和其他 I/O 的扩展
USB: 从 4 个端口增加到 6 个端口,并且明确规定其中至少两个必须是 USB 3.0 或更高速度,以适应更多、更快的外设。
存储: 明确了 eMMC 闪存的专用引脚,使其与 SD 卡接口分离,设计更清晰。
4. 向后兼容性
这是一个至关重要的设计目标。SMARC 2.2 规范确保了:
机械兼容:模块的尺寸、螺丝孔位和连接器位置完全相同。
电气兼容:电源引脚和基本信号引脚的定义保持一致。
这意味着,一个按照 SMARC 2.1.1 标准设计的载板,完全可以插入一个 SMARC 2.2 的模块并正常启动和工作。但是,载板将无法利用 SMARC 2.2 的新功能,例如:
第二个 PCIe x4 接口将无法使用。
第二个 DDI 显示输出可能无法工作。
额外的 USB 端口可能没有连接。
要为 SMARC 2.2 模块充分利用其所有新特性,需要设计新的载板。
总结与选择建议
SMARC 2.1.1:适合基于旧款处理器(如英特尔 Atom E3900 系列、早期 i.MX6/8)的设计,或者应用场景不需要多个高速 PCIe 和现代显示接口的项目。它是一个成熟且广泛部署的标准。
SMARC 2.2:是面向未来的选择。它专为新一代高性能、低功耗的 ARM 和 x86 SoC(如英特尔第11代 Tiger Lake、AMD Ryzen Embedded R系列、NXP i.MX8/9、瑞萨 RZ/G2L 等)设计。如果你需要:
更高的 I/O 带宽(多路高速 PCIe)。
支持双路高分辨率显示或现代 MIPI 显示屏。
更多的 USB 接口。
更强的安全性。
结论:对于新项目,强烈推荐选择 SMARC 2.2 标准的模块,因为它能更好地支持当前和未来的处理器技术,并提供更强的扩展能力。如果是对现有 SMARC 2.1.1 系统进行升级,则可以无缝更换模块,但若要发挥其全部性能,则需要重新设计载板。
