Auf einen Blick

Ein italienischer Hersteller von Getränkeautomaten suchte nach einem Industriemainboard, mit einem kompakten Formfaktor, da der Platz für die Unterbringung des Chassis begrenzt ist. Gesucht wurde nach einem Mini-ITX-Industriemainboard, das für den Dauerbetrieb ausgelegt ist, mit einer garantierten Verfügbarkeit von mindestens drei Jahren. Ein weiteres wichtiges Kriterium war eine hohe Qualität der Digital-Signage-Fläche nicht nur hinsichtlich Display-Auflösung, Farbumfang und Leuchtkraft, sondern auch die Steuerungselektronik betreffend. 2011 fiel die Entscheidung auf ein Fujitsu-Mainboard, das alle Anforderungen einschließlich der Grafikleistung erfüllen konnte.

Wenngleich der Emoticooler keine industrielle Anwendung im engen Sinne ist, sind die Anforderungen an die verwendeten Komponenten durchaus vergleichbar. Ähnlich wie industrielle Anwendungen muss ein Verkaufsautomat permanent verfügbar und äußerst ausfallsicher sein. Gerade wenn mit dem Gerät auch ein positives Markenimage transportiert werden soll, ist ein „Außer-Betrieb“-Schild ein absolutes No-go. Bei der Auswahl der Mainboards suchte das Unternehmen daher gezielt nach Produkten, die für einen 24/7-Dauerbetrieb ausgelegt sind.

Die Digital-Signage-Verkaufsautomaten von Prosa.

Die Digital-Signage-Verkaufsautomaten von Prosa. Prosa

Industrielles Anforderungsprofil

Damit schränkte sich der Kreis der Anbieter von vornherein auf die Hersteller von industrietauglichen Mainboards ein. Unterstützung fand der Hersteller beim Elektronikdistributor Rutronik, mit dem er bereits seit fünf Jahren erfolgreich zusammenarbeitet. Die Temperaturverträglichkeit, die bei vielen industriellen Anwendungen eine Rolle spielt, stand weniger stark im Fokus, als man bei einem Kühlgerät vielleicht annehmen würde. Das liegt am speziellen Design des Emoticooler: Das eigentliche Embedded-System ist in einem eigenen Chassis außerhalb der Kühleinheit untergebracht und ist deshalb keinen Temperaturextremen ausgesetzt. Da die Automaten in der Regel nicht im Freien aufgestellt werden, stellen auch jahreszeitliche Schwankungen der Umgebungstemperatur hier kein Problem dar.

Die Herausforderung bestand also eher darin, ein Industriemainboard mit einem kompakten Formfaktor zu finden, da der Platz für die Unterbringung des Chassis begrenzt ist. Als am besten geeignet wurde das Format Mini-ITX mit Abmessungen von 170 mm x 170 mm beziehungsweise 6,7 x 6,7 Zoll identifiziert.

Eine weitere, eher wirtschaftliche als technische, Parallele zwischen dem Investitionsgut Verkaufsautomat und Maschinen für den industriellen Einsatz zeigt sich auch in der Frage des Produktlebenszyklus‘. Wenn während der mehrjährigen Lebensdauer der kundenspezifisch entwickelten Getränkeautomaten einzelne Komponenten abgekündigt werden, liegen die dadurch entstehenden Designänderungen in der Verantwortung des Herstellers, was für diesen ein hohes finanzielles Risiko darstellt. Um die angestrebte Planungssicherheit zu erreichen, wurde deshalb nach einem Mini-ITX-Industriemainboard gesucht, das für den Dauerbetrieb ausgelegt ist und dessen Hersteller eine Verfügbarkeit von mindestens drei Jahren garantieren kann.

Grafikleistung gab den Ausschlag

Da eine hohe Qualität der Digital-Signage-Fläche ein weiteres wichtiges Kriterium darstellt, sind einerseits die Anforderungen an die Auflösung des Displays, den Farbumfang und die Leuchtkraft sehr hoch, aber auch an die Steuerungselektronik. Die Fachleute von Rutronik selektierten das Mainboard, das all diese Anforderungen am besten erfüllte. Für die verschiedenen Tests stellte Rutronik Muster des Boards sowie passende Speicher zur Verfügung und assemblierte den Test-PC.

Der Test der Grafik- und auch Videounterstützung spielte dabei eine besonders wichtige Rolle, um sicherzustellen, dass auch Digital-Signage-Inhalte auf Basis von Bewegtbildern in höchstmöglicher Qualität ausgespielt werden können.

Ein allgemeiner Stresstest zur Gewährleistung der Zuverlässigkeit gehörte ebenfalls zum Auswahlprozess, da Verkaufsautomaten wartungsfrei funktionieren müssen, um wirtschaftlich zu sein. Prosa ist als Hersteller für die Gewährleistung verantwortlich und macht deshalb grundsätzlich eigene Tests, um die Angaben der Mainboard-Hersteller zu verifizieren.

Ein weiterer Test galt der Kompatibilität der Mainboards mit dem Open-Source-Betriebssystem Linux. Die Unterstützung der offenen Plattform ist fester Bestandteil der Entwicklungsphilosophie des italienischen Unternehmens, um die Zukunftsfähigkeit seiner Produkte im Hinblick auf die wachsende Bedeutung von Linux in Embedded-Anwendungen zu sichern.

Aktuell kommen im Getränkeautomaten Emoticooler Mini-ITX-Boards von Fujitsu wie das D3003-S3 zum Einsatz.

Aktuell kommen im Getränkeautomaten Emoticooler Mini-ITX-Boards von Fujitsu wie das D3003-S3 zum Einsatz. Fujitsu

2011 fiel die Entscheidung auf das Mainboard D2963-S2 von Fujitsu, das alle Anforderungen einschließlich der Grafikleistung erfüllen konnte. Inzwischen nutzt der Hersteller bereits die Nachfolgergeneration, namentlich die Mini-ITX-Boards D3003-S3 und D3003-S2 aus der Industrial Series. Bei der Entwicklung wird darauf geachtet, das Layout der Boards so wenig wie möglich zu ändern, sodass die Kunden beim Generationswechsel einen sehr geringen Redesign-Aufwand haben, dieselben Chassis weiterverwenden können und trotzdem vom Fortschritt bei Prozessoren und Chipsätzen profitieren.

Vorsprung durch Embeded-AMD-Plattform

Wenn ein Mainboard drei Jahre oder länger lieferbar bleiben soll, muss die Auswahl der Plattformen besonders sorgfältig überlegt werden. Bei den von Prosa genutzten Boards entschieden sich die Entwickler im Augsburger Werk von Fujitsu für Prozessoren von AMD. Die AMD-Radeon-Onboard-Grafik spielte dabei eine entscheidende Rolle für die Erfüllung der Videoanforderungen.

Im Emoticooler werden seit Jahren Industriemainboards von Fujitsu eingesetzt.

Im Emoticooler werden seit Jahren Industriemainboards von Fujitsu eingesetzt. Prosa

Bei der Produktfamilie D3003-S kam die AMD-Embedded-G-Series-Plattform zum Einsatz. Diese Plattform bietet Vorteile gerade für diese Anwendung. Die Architektur des Prozessors, die sogenannten Accelerated Processing Unit (APU) beinhaltet neben einer Singlecore- oder Dualcore-CPU mit zwei 64-Bit-Prozessorkernen auch eine leistungsfähige DirectX-11-fähige AMD Radeon GPU mit Hardware-Beschleunigern auf dem gleichen Halbleiter-Chip. Sie macht es möglich, die GPU – sofern nicht deren volle Grafikleistung ausgeschöpft werden muss – zudem als Vektorprozessor zu nutzen. Damit lässt sich die Rechenleistung und -geschwindigkeit des Gesamtsystems deutlich erhöhen.