关于工控X86平台5G应用

关键词：工控，5G，M.2 B KEY

       随着通讯领域5G技术的成熟与兴起，5G技术在行业应用中显得尤为紧迫。对于在工控领域的从业者而言，通常的认为新技术基本上是商用市场优先，工控领域跟随，尤其是在X86平台上表现明显，通常工控领域要比商用最少滞后一代，甚至2代。但是5G领域是个另外，因为商用领域5G运用严重依赖于5G网络的铺设及5G应用生态的建设，在未来的3，5年内很难得到普及。终于在工控领域在5G应用上打了个翻身仗，目前在多个行业应用中都得到了率先发展，比如：军工，医疗，交通，录播等行业，而且是进行时。随之而来的是我们工控X86平台搭载5G通讯，同时兼容4G网络就迫在眉睫。

接下来我就针对X86 平台怎样来无缝对接的应用5G通讯模块，及当中遇到的一些常见问题发表鄙人的一些短见。

首先，X86主板应5G模块多半是采用M.2 B  KEY的SOCKET，通常5G模块设计也多半是采用M.2 B KEY的规范设计（除电压外），比如市场上常用的，华为，移远，多半是采用M.2接口。可能有人会问，为什么不采用MINI-PCIE接口，X86主板上比较通用也普遍，因为5G模块由于带宽的需求，采用的是USB3.0总线，而MINI-PCIE SOCKET上是只支持USB2.0。关于M.2 B KEY的接口规范和定义，都有标准文档可查，我就不在此骜诉，我要着重讲到的是5G  M.2接口的模块和M.2 B KEY规范不兼容的地方，这也是导致我们买来的5G M.2接口的卡不能直接在我们主板上使用的根源。

还是上图说话，下图（1）我M.2 B KEY的原理图（按M.2 B KEY标准信号定义做的）：

                                    图（1） M.2 B-KEY 原理图

图（2）位某款华为标准 M.2 B KEY的 金手指定义（局部）：

                                                图（2）5G M.2 B-KEY卡接口定义（局部）

细心的客户可能会发现，标准M.2 B Key 提供的电压是3.3 V，而 5G模块的工作电压是4V（其实3.8V~4V），这就导致5G模块买回来在主板的M.2 B-KEY的板上根本用不了，或者根本不稳定。那要怎么来解决呢？

首先，由于5G模块设计上没有兼容M.2规范，这个是肯定的，就像4G模块一样有电源上的兼容性问题（这个在工控行业界也曾今带来过一些困扰，需要详细了解可私信我），不知道是何原因，我和好几家做卡的沟通过，反正他们是不会做更改的，其实他们做更改是最方便的，在卡上做个3.3V升压电路，升到模块电路所需要的工作电压4V。

别人的事我们无法强求，所以还得自己解决，方案有3种；第一种，主板上单独做一个M.2 B-KEY SOCKET来配5G模块用，做工控的都知道，5G模块卡那么大，对主板空间比香港地皮还需缺，显然不现实。第二种，把5G模块做板贴（华为有邮票板的模块），ODM肯定可以，因为是既定应用，这不失为一种好方法，但是毕竟是少数应用可以这么做。第三种方法也是我们工控主板厂商最希望达到的方法，M.2 B-KEY可以同时兼容5G模块，4G模块还有WIFI，提供不同客户的可选设计，但是存在电压兼容性问题，4G和WIFI 都采用的3.3V供电而5G模块采用4V供电，这是个矛盾；说到此，我想老司机应该心中已有了解决方案，就是给M.2 B-KEY单独供电，电压配置通过调线来选择，详细解决方案如下图（3）：

                 图（3）

当然电源解决方案自选，我只是给了个例子，也可以不用跳线改用GPIO控制7002来通过BIOS来做选择，老司机都懂，我要着重强调的是 VCC_M.2电流要3A以上，因为5G模块对电流的需求比较大。

以上都仅为参考，材疏学浅，勿见笑，不当之处，还望各位大佬斧正。无它意，权当做工控同仁一个提醒。