Unzählige Applikationen sind auf Basis der PC-kompatiblen, steckbaren PC/104-Module realisiert worden. Viele davon basieren auf dem über Jahrzehnte bewährten ISA-Bus. Und die Nachfrage nach den kompakten Rechensystemen mit der robusten Schnittstelle ist ungebrochen.

Mit einer Grundfläche von in der Regel 90 mm x 96 mm zählt PC/104 nach wie vor zu den kompaktesten Bauformen für Single Board Computer (SBC) mit kleinem Formfaktor (Small Form Factor, SFF). Und zu den flexibelsten: Bis zu fünf Erweiterungs-Boards lassen sich platzsparend auf oder unter die zentrale SBC-Platine stecken und per Schraubverbindung fixieren. Daher sind PC/104-CPU-Module besonders robust gegenüber mechanischen und thermischen Belastungen. Ein weiterer Vorteil ist die revisionsfreie Kompatibilität der über die Jahre eingesetzten Bussysteme.

Das flexible Konzept mit langzeitverfügbaren Baugruppen macht PC/104-CPU-Module weiterhin attraktiv. Daher sind diese Lösungen heute noch in vielen vertikalen Marktsegmenten zu finden. Speziell in Bereichen mit hohen Anforderungen an die Langzeitverfügbarkeit und Robustheit – zum Beispiel in der Medizin- und Messtechnik, im Transport- und Verkehrswesen oder in der Automatisierungstechnik. Hinzu kommen vermehrt neue Bereiche wie Robotik oder Fahrzeugsteuerung. Hier steht oft auch die Frage nach einer weitgehenden Individualisierung des Produktes im Vordergrund, etwa über ungewöhnliche Ein- und Ausgänge, COM-Schnittstellen und Digital-I/Os.

Aktuelles PC/104-CPU-Modul mit ISA-Unterstützung

Bild 1: Aktuelles PC/104-CPU-Modul mit ISA-Unterstützung – das Intel Bay-Trail-Board PCM-3365 von Advantech.

Bild 1: Aktuelles PC/104-CPU-Modul mit ISA-Unterstützung – das Intel Bay-Trail-Board PCM-3365 von Advantech. FORTEC

Viele Unternehmen, die PC/104-Systeme seit langem einsetzen, haben mit erheblichem Aufwand eigene ISA-Bus I/O-Module für oft individuelle, proprietäre Anwendungen entwickelt. Diese wollen sie in vielen Fällen auch weiterhin nutzen. Doch was ist, wenn das bislang eingesetzte CPU-Modul zum Beispiel aufgrund eines Defekts ausgetauscht werden muss? Außerdem gibt es selbst in den beständigsten Produktpaletten renommierter Anbieter Positionswechsel – etwa, weil bestimmte Komponenten nicht länger verfügbar sind. PC/104-CPU-Module mit aktuellen Prozessoren, Chipsätzen und ISA-Kompatibilität zu finden, ist daher nicht ganz einfach. Andererseits ist es für Anwender häufig keine Option, die entwickelte Schaltung als ISA-Bus basiertes I/O Modul für eine aktuelle Schnittstelle umzudesignen.

In diesem Fall hilft es, wenn sich Hersteller frühzeitig um ein fundiertes, transparentes End-of-Life-Management (EOL) kümmern. Darüber können die Kunden rechtzeitig Ersatz für abgekündigte Produkte evaluieren. Beispiel Advantech: Beim Embedded-Spezialisten ersetzt das Intel Bay-Trail-Board PCM-3365 das abgekündigte PCM-3362 mit Intels Luna-Pier-Plattform (Bild 1).

Das neue CPU-Modul basiert auf dem PC/104-Plus-Standard und ist wahlweise mit reinem ISA- und/oder PCI-Erweiterungsbus (PC/104 beziehungsweise PCI-104) bestückbar. Die eingesetzten Prozessoren stammen aus der Bay-Trail-Reihe: Intel Atom E3825/E3845 oder Intel Celeron N2930. Obwohl die neuen Prozessorgenerationen ISA und PCI nicht nativ unterstützen, lassen sich beide Bussysteme auf dem PC/104-CPU-Modul umsetzen. Für den ISA-Bus kommt dabei der LPC-Bus zum Einsatz, ein serialisierter ISA-Bus mit beschränktem DMA-Zugriff. Der PCI-Bus wird hingegen über einen PCIe/PCI-Bridge-Chip umgesetzt.

Wichtig für Anwender der neuen Lösung ist, dass die PC/104-Bus-Performance mindestens auf dem Niveau des Vorgängers liegt. Das konnte Advantech mit internen Leistungstests nachweisen. Somit lässt sich das alte PC/104-CPU-Modul einfach gegen das neue Modell tauschen, ohne Abstriche in der Leistungsfähigkeit machen zu müssen.

Die schock- und vibrationsbeständige Lösung basiert auf ausgewählten Industriekomponenten und ist langzeitverfügbar. Besonders wichtig für den Einsatz in rauen Anwendungsumgebungen: Alle Bauteile inklusive der E3800-CPU-Familie sind für den erweiterten Temperaturbereich ausgelegt. Dadurch ist ein problemloser Betrieb von -40 bis +85 Grad Celsius garantiert. Speicherhungrigen Anwendungen stehen maximal 8 GB Arbeitsspeicher zur Verfügung. Zusätzlich bietet FORTEC die Möglichkeit, das Modul kundenspezifisch anzupassen. So sind zum Beispiel Varianten mit 16, 32 oder 64 GB Onboard-Flash, angepassten Kabeln oder Heatspreader realisierbar. Der Heatspreader führt Wärme vom Prozessor direkt ans Gehäuse (Conduction Cooling) ab und ermöglicht so einen optimalen konvektiven Wärmetransport.

Die Intel HD-Grafik basiert auf der Intel Graphic Engine der 7. Generation und unterstützt DirectX 11, Open GL 3.2 sowie Open CL 1.1. Zusätzlich ist sie in der Lage H.264, MPEG2/4, VC-1 sowie WMV9 zu dekodieren, beim Enkodieren wird hardwareseitig H.264 sowie MPEG2 unterstützt. Die Bildausgabe erfolgt wahlweise per VGA mit bis zu 2.560 x 1.600 Pixeln bei 60 Hz, per 24-Bit-Dual-LVDS mit bis zu 1.920 x 1.200 bei 60 Hz oder per HDMI/DVI. Multi-Display-Betrieb ist in den Kombinationen VGA + LVDS, VGA + HDMI/DVI, HDMI/DVI + LVDS möglich. Über zahlreiche Schnittstellen wie Ethernet 10/100/1000 Mbps, RS-232/422/485, 2x RS-232, 6x USB 2.0, 1x SMBus,1x GPIO (8-bit), SATA sowie mSATA stellt das PCM-3365 umfassende Konnektivität bereit.

Seite 1 von 212