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(Bild: Fujitsu)

Eckdaten

Mainboards im Format Thin-Mini-ITX bieten Systementwicklern ein hohes Maß an Flexibilität und eignen sich für eine breite Palette von Einsatzfeldern. Doch bei der Wahl eines Boards sollten Entwickler nicht nur auf den Preis achten. Vielmehr zählen kleine, aber wichtige Details, die über die Qualität einer Hauptplatine und damit eines Systems entscheiden. Dazu gehören eine hohe Energieeffizienz, ein langer Lebenszyklus und die Qualität von Design, Fertigung und Support. Diese Faktoren zahlen sich auch für Systementwickler aus.

Das Mini-ITX-Format bietet mit 170 × 170 mm2 eine optimale Abmessung für kompakte Systeme, aber auch ausreichend Platz für die Unterbringung von umfangreichen Funktionen sowie Schnittstellen und ist kostengünstig im Design. Lediglich die Bauhöhe von 44 mm bedeutet Einschränkungen für die Verwendung in 19-Zoll-Rack-Systemen mit nur einer Höheneinheit (HE) oder in Anwendungen mit eingeengten räumlichen Verhältnissen. Dank einer niedrigen Bauweise von maximal 20 mm sowie dem internen LVDS-Anschluss begünstigen Thin-Mini-ITX-Mainboards erweiterte Einsatzmöglichkeiten.

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Trotz der kompakten Anschlussblende stehen bei hochwertigen Thin-Mini-ITX-Boards alle relevanten Interfaces zur Verfügung, etwa für Grafik, Audio/Video, Netzwerk und Peripheriesysteme. Fujitsu

Ursprünglich zielte die Thin-Mini-ITX-Spezifikation in erster Linie auf kompakte All-in-One-PCs (AiO) ab. Bei solchen Systemen ist die Hauptplatine zusammen mit Massenspeichern, wie Festplatten oder SSDs, sowie einem LED-Display in einem flachen Gehäuse untergebracht. Intel hat die Vorgaben für solche Systeme im „Thin-Mini-ITX-Based-PC-System-Design-Guide – All In One, Tiny PC“ zusammengefasst. Mittlerweile kommen die Boards aber auch in semi-industriellen Anwendungen zum Einsatz.

Einsatzfelder

Im Vergleich zu ATX- oder Micro-ATX-Boards eignen sich Thin-Mini-ITX-Hauptplatinen für Systeme, die sich durch einen kleinen Footprint sowie eine niedrige Bauhöhe auszeichnen. Neben AiO-Rechnern zählen dazu Tiny-PCs mit einem Gehäusevolumen von maximal vier Litern. Weitere Einsatzfelder sind Digital Signage Player und Endgeräte mit Touch-Screens wie zum Beispiel HMIs (Human Machine Interfaces), Panel-PCs oder Bedienterminals in den Bereichen Ticketing/Point-of-Information/Kiosk. Mainboards im Thin-Mini-ITX-Format eigen sich aber auch gut für die Integration in geschlossene Systeme wie zum Beispiel digitale Mischpulte oder medizinische Geräte mit speziellen Anforderungen an das Produkt-Design.

Thin-Mini-ITX-Platinen mit CPU-Sockel ermöglichen es, eine enorm skalierbare Rechenleistung mit einem leisen sowie energieeffizienten Betrieb in einer kompakten Bauform zu kombinieren. Mainboards, wie das Fujitsu D3474-B, lassen sich daher auch in High-End-Systemen im Bereich Unterhaltungselektronik integrieren, beispielsweise in Smart-TV-Geräten und AV-Receivern. Auch in Rechenzentren und Serverräumen sind Hauptplatinen im Format Thin-Mini-ITX anzutreffen, beispielsweise in kompakten 1-HE-Web-Servern, die in Server-Racks integriert werden. Gerade bei diesen Anwendungsbereichen bestehen erhöhte Anforderungen an den Energieverbrauch.

Die nächste Seite behandelt die Auswahlkriterien

Bei der Auswahl eines Boards sollten Entwickler vor allem prüfen, ob es den speziellen Anforderungen der entsprechenden Anwendung gerecht wird. Thin-Mini-ITX-Mainboards wie etwa das D3474-B zeichnen sich durch einen durchgängig niedrigen Stromverbrauch in allen Betriebszuständen aus. Das gilt auch für den Idle Mode. Das Mainboard verbraucht in einem Rechner unter Windows im Ruhezustand unter 10 W. Ein möglichst niedriger Stromverbrauch ist beispielsweise bei Web-Servern und Hi-Fi-Systemen wünschenswert.

Arbeitet ein Mainboard energieeffizient, hat dies den weiteren Vorteil der geringeren Wärmeentwicklung. Dadurch wird weniger Energie für die Kühlung der Systeme beziehungsweise die Klimatisierung von Räumen benötigt. Zudem werden die elektronischen Bauelemente auf dem Board einem niedrigeren „Stress“ ausgesetzt. Dies schlägt sich in einer höheren Lebensdauer und Robustheit des Systems nieder. In Kombination mit Temperatursensoren und einer „intelligenten“ Lüftersteuerung können Entwickler besonders leise Systeme konzipieren. Dies ist zum Beispiel bei Multimedia-Systemen, Messgeräten oder medizinischen Geräten wichtig, die im häuslichen Bereich oder in Praxen eingesetzt werden.

Wachhund mit an Bord

Um die Ausfallsicherheit eines Systems zu erhöhen, sollte das Board außerdem mit einem sogenannten Hardware-Watchdog ausgestattet sein. Relevant ist die Funktion vor allem bei Systemen, die im semi-industriellen Umfeld zum Einsatz kommen und überwiegend oder komplett ohne Bedienpersonal oder sogar „head-less“, also ohne Monitor, betrieben werden.

Ein autonomer System-Monitoring-Controller auf modernen Mainboards überwacht Temperaturen, regelt temperaturabhängig Drehzahlen sämtlicher Lüfter, kontrolliert die Funktion des Rechners vom Moment des Einschaltens an und protokolliert zudem sämtliche Zustandsänderungen in einem Log-File. Dieser Mikrocontroller mit integrierter Watchdog-Funktion arbeitet dabei komplett unabhängig von der CPU und dem Betriebssystem. Er überwacht den Pre-Boot-Vorgang, den eigentlichen Boot-Vorgang sowie die Funktion des Betriebssystems. Im Fall von Hard- oder Software-Problemen initiiert der Controller einen Neustart des Systems.

Zu den Vorteilen eines Watchdog zählt die Verbesserung der Zuverlässigkeit und die Hochverfügbarkeit von Industrie- und geschäftskritischen Systemen. Über Windows-API (Application Programming Interfaces) oder LM-Sensors bei Linux-Rechnern lassen sich bei hochwertigen Mainboards die Watchdog-Funktionen auch an kundenspezifische Applikationen ankoppeln.

Zuverlässiger Langzeit-Support

Thin-Mini-ITX-Mainboards kommen nicht nur in Bereichen zum Einsatz, die durch kurze Produktzyklen von wenigen Monaten geprägt sind. Anbieter von Systemen für semi-industrielle Anwendungen und von medizinischen Geräten erwarten, dass zentrale Bestandteile wie Mainboards über einen längeren Zeitraum zur Verfügung stehen. Das gilt auch für den technischen Support des Herstellers, etwa BIOS-Updates, aber auch für die Möglichkeit, selbst nach Jahren noch eine Reparatur zu gewähren.

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Mini-ITX (rechts) und Thin Mini-ITX (links) im Vergleich: Das I/O-Shield des Thin-Mini-ITX-Boards ist um 19 mm kleiner. Deshalb lässt es sich in besonders kompakten Systemen verbauen. Fujitsu

Wichtig ist daher, dass der Hersteller für solche Mainboards optional einen verlängerten Lifecycle-Support anbietet. In diesem Fall erhalten Nutzer über die festgeschriebene Support-Dauer hinaus technische Unterstützung. Fujitsu bietet beispielsweise für die Mainboards der Extended-Lifecycle-Reihe wie das D3474-B einen Lebenszyklus von mindestens drei Jahren an. Anwender haben dadurch die Gewähr, dass diese Komponenten deutlich länger zur Verfügung stehen.

Das schließt auch die Versorgung mit BIOS-Updates mit ein, die beispielsweise die Implementierung einer neuen Prozessor-Generation ermöglichen, etwa der aktuellen Kaby-Lake-CPUs von Intel. Bei Mainboards für Standard-PCs sind, je nach Hersteller, teilweise Produktzyklen von nur ein bis zwei Jahren an der Tagesordnung.

Ein zuverlässiges Lifecycle-Management mit frühzeitiger Ankündigung von Änderungen ist in diesem Zusammenhang ebenfalls von großer Bedeutung. Überraschungen mit plötzlich auftretenden Inkompatibilitäten bei der System-Fertigung lassen sich so vermeiden. Änderungen, wie sie bei Standard-Mainboards häufig aus Gründen der Kostensenkung vorgenommen werden, sollten dabei für semi-industrielle Mainboards bestmöglich vermieden werden.

Wichtig sind Sicherheitsfunktionen und schneller und kompetenter Support

Nicht unterschätzt werden sollte zudem ein weiterer Faktor: die Sicherheitsfunktionen eines Mainboards, vor allem bei Systemen, die im semi-industriellen Umfeld, Industrie-PCs und im medizinischen Bereich Verwendung finden. Wichtig ist beispielsweise, dass das BIOS (UEFI) über einen Schreibschutz und eine Antivirus-Funktion verfügt. Dies verhindert Angriffe, die bereits beim Boot-Vorgang ansetzen. Außerdem sollten sich über das BIOS Zugriffe auf Schnittstellen wie serielle und USB-Ports sperren lassen. Dies verhindert, dass über diese Schnittstellen Angreifer Zugriff auf ein System erhalten oder Schadsoftware auf einen Endgerät platzieren können.

Unverzichtbar: Schneller und kompetenter Support

Ein weiteres Kriterium bei der Auswahl eines Thin-Mini-ITX-Boards ist der Support durch den Hersteller und dessen Partner. Dabei sind folgende Kriterien zu beachten:

Kurze Lieferzeiten: Ein Hersteller von Systemen muss sich darauf verlassen können, dass die Hauptplatinen jederzeit innerhalb kurzer Zeit geliefert werden. Häufig entscheiden kurze Lieferzeiten über den erfolgreichen Abschluss eines Geschäftes. Verbindliche Forecasts oder Rahmenaufträge, welche eine Lagerhaltung rechtfertigen würden, sind aber in der Regel sehr selten. Das gilt aber nicht nur für Komponenten, die für die Systemproduktion benötigt werden, sondern auch für die Lieferung von Ersatz-Platinen und Reparaturen.

Kompetenter Support vor Ort: Ein zweiter Faktor ist der Design-In- und After-Sales-Support durch den Mainboard-Hersteller. Anbieter wie Fujitsu verfügen über hoch qualifizierte Fachkräfte aus allen relevanten Fachbereichen (HW/BIOS-Entwicklung, Produktion, Einkauf, Product Compliance, Systemtest), die auch komplexe Probleme lösen und Fragen beantworten können.

Hohe Qualität: Bedingt durch einen harten Wettbewerb bei AiO-Systemen sind Hersteller von Standard-Mainboards im Thin-Mini-ITX-Format bestrebt, ihre Produkte so kostengünstig wie möglich zu fertigen. Überspitzt formuliert betrachten etliche Hersteller dieser Boards ihre Produkte als Saison-Artikel. Das schlägt sich im Design und der Fertigungsqualität nieder.

Für hochwertige Systeme, von einem High-End-AiO-PC über ein Digital-Signage-System bis zu einem Bedienterminal, sind solche Platinen nicht oder nur bedingt tauglich. Daher lohnt es sich für Unternehmen, die Mainboards verbauen, deren Design kritisch zu prüfen. Sie sollten deshalb einem Lieferanten vertrauen, welcher ausschließlich hochwertige Bauteile verwendet und bereits beim Design auf erhöhte Temperaturbereiche, Dauerbetrieb und raue Umgebungsbedingungen achtet. Hochwertige Komponenten schlagen sich letztlich in einer höheren Qualität des Gesamtsystems nieder.

 

Peter Hoser

Director Sales OEM bei Fujitsu

(ah)

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