Die Entwicklung des COM-Express-Standards.Kontron
Aktuelle Embedded-Prozessorplattformen wie Intels Core-i3/i5/i7-Prozessoren der zweiten Generation oder die AMD Embedded-G-Series bieten neben mehr Rechenleistung auch immer mehr Grafikperformance und Grafikfunktionalität. Mit dem aktuellen Leistungsniveau der neuen Prozessorgrafik sind die Zeiten vorbei, in denen für Bewegtbild-Darstellung und/oder Mehrschirmbetrieb zusätzliche Grafikkarten benötigt wurden. Zudem bietet die integrierte Grafik neben LVDS und VGA noch weitere Schnittstellen wie beispielsweise DVI und Displayport und kann mehrere Bildschirme unabhängig voneinander ansteuern. Selbst komplexe 3D-Visualisierungen und HD-Videos lassen sich dabei flüssig wiedergeben. Der Vorteil: anders als bei bisherigen Embedded-Lösungen wird die CPU nicht wesentlich belastet und kann somit für andere Aufgaben genutzt werden.
Diese neuen Grafik-Features der Embedded-Computer-Technologie können signifikant zur Verbesserung der Patientenversorgung beitragen: So lassen sich beispielsweise Systeme entwickeln, die verschiedenste Patienteninformationen am Point-of-Care auf mehreren Bildschirmen gleichzeitig darstellen können. Ein Beispiel: Während auf einem Display aktuelle oder archivierte Daten zum Gesundheitszustand abgerufen werden können, stellt das andere die Vitaldaten des Patienten in Echtzeit dar, wie etwa Blutdruck- oder Atmungsparameter. Ein solches 2-in-1-System ersetzt teure Workstations, die für PACS (Picture Archiving and Communication System) und PDMS (Patientendaten Monitoring) bisher benutzt wurden. Damit bietet es sowohl interaktiven Zugang zu relevanten Informationen wie auch Echtzeit-Datenvisualisierung und zeigt alle Informationen die für eine optimale Patientenversorgung notwendig sind.
Pin-Out-Typ 6 – ideal für grafikorientierte Applikationen
Mit dem neuen Typ-6-Pin-Out der COM-Express-Spezifikation ermöglicht die PICMG die effiziente Nutzung dieser neuen Grafikfähigkeiten. Entwickler erhalten bei Typ-6-COMs eine größere Flexibilität dank erweiterter Grafikschnittstellen. Die von COM-Express-Pin-Out-Typ 6 angebotenen drei Digital-Display-Interfaces (DDI) sind flexibel auf SDVO, Displayport oder HDMI/DVI konfigurierbar. Die klassischen Schnittstellen VGA und LVDS sind weiterhin mit an Bord, sofern von den aktuellen Prozessoren unterstützt. Entwickler erhalten durch den erweiterten nativen Displaysupport also eine wesentlich größere Design-Freiheit im Vergleich zu früheren Lösungen.
Dieser vielleicht wichtigste Aspekt – die native Unterstützung aller aktuellen Display-Interfaces – vereinfacht zudem das Carrierboard-Design erheblich, da Entwickler keine zusätzlichen Controller integrieren, sondern die Signalleitungen einfach nur durchschleifen müssen. Das reduziert sowohl die Time-to-Market als auch die Total-Cost-of-Ownership für grafikintensive Applikationen.
Mehr Raum für kommende Technologien
Kontron ETX-Express-SC COM-Express-Modul mit Quadcore-Prozessor, USB 3.0 und digitalen Display-Interfaces.Kontron
Darüber hinaus bietet der Pin-Out-Typ 6 auch Spielraum für zukünftige Schnittstellen. Eine dieser Technologien ist beispielsweise Super-Speed-USB (USB 3.0), das gegenüber USB 2.0 rund 10-mal mehr Bandbreite bietet. Der Pin-Out-Typ 6 bietet ausreichend Leitungen, um vier der bisherigen acht USB-2.0-Ports als USB-3.0-Ports auszuführen. Eines der ersten COM-Express-Typ-6-Module mit USB 3.0 ist das Kontron ETX-Express-SC, das mit Intels Core-i3/i5/i7-Prozessoren der zweiten Generation auch Quad-Core-Technologie bereitstellt.
Zudem bietet der Pin-Out-Typ 6 insgesamt 24 PCI-Express Gen-2-Lanes. Mit dieser umfassenden Unterstützung von PCI-Express erfüllt der Pin-Out-Typ 6 die Industrieanforderungen weg vom parallelen Datenbus hin zu mehr Bandbreite, höheren Transferraten und geringerer Latenz auf Basis rein serieller Embedded-Systemdesigns. Damit eröffnet sich ein nahtloser Migrationspfad für Entwickler von Medizinsystemen, die ihre Designs auf Basis neuester Technologien mit schnelleren Laufwerken und Peripherie verbessern wollen.
Beste Voraussetzungen für neue Medizinsysteme
Besonders groß ist der Bedarf nach den neuen Grafikfähigkeiten von COM-Express im Bereich der medizinischen Bildverarbeitung. Insbesondere Small-Form-Factor-Devices sind dabei eines der am stärksten wachsenden Anwendungsfelder. In diesem hoch innovativen Entwicklungsfeld ist der Einsatz von Computer-on-Modules bereits gang und gäbe, speziell in extrem leistungsfähigen kompakten Geräten und Systemen für stationäre Point-of-Care-Applikationen.
Als evolutionärer Weg hin zu mehr Leistung auf kleinstem Raum bieten sich dabei Computer-on-Modules im neu spezifizierten COM-Express-Compact-Formfaktor (95 mm x 95 mm) an, denn sie sparen im Vergleich zu COM-Express-Basic-Modulen wertvolle 28,5 cm² Platz (9,5 cm x 3 cm). Auch sie sind mit dem neuen Pin-Out-Typ 6 verfügbar, wie beispielsweise das Kontron Micro-ETX-Express-OH auf Basis der AMD Embedded-G-Series.
Auch sind kleinere, noch deutlich leichter tragbare Geräte schwer im Kommen und COM-Express-COMs haben sich auch dafür als ideale Grundlage erwiesen: COMs bringen einen immensen Leistungsschub für Geräte, die sich überall hin mitnehmen lassen und ortsungebunden ohne externe Stromversorgung eine hohe Performance bereitstellen müssen. Sie bieten für diesen sich schnell entwickelnden Markt der Medizinelektronik einen besonders kompakten Formfaktor bei höherer Funktionalität und Funktionsdichte und zunehmend geringerem Energieverbrauch. Entwickler können somit ideal ihrer Geräte weiterentwickeln, von derzeit zumeist „portablen“ Geräten, die also eher unhandlich und vergleichsweise schwer mitzunehmen sind, hin zu ultra-portablen Geräten, die sich auch außerhalb von Krankenhäusern vollkommen mobil in Point-of-Care Situationen einsetzen lassen und leicht zu tragen sind.
Grafik für alle
Ganz gleich, um welche Applikation es sich handelt: Mit den erweiterten Grafikfähigkeiten und der gesteigerten Performance stellt die neue Typ-6-Spezifikation für COMs ein sehr effektives Werkzeug dar, mit dem Entwickler die technologiebasierte Gesundheitsversorgung mit neuen essentiellen Bildgebungs-Fähigkeiten weiter vorantreiben können.
Ingrid Hildebrandt
(lei)
